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高中物理编辑
2019-2020学年高中物理全册模块要点回眸第12点把握“等效”紧扣“三同”求交变电流的有效值学案粤教版选修3-2
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资源简介
第12点 把握“等效”紧扣“三同”求交变电流的有效值
有效值是交变电流中最重要的物理量,必须会求解,特别是正弦式交变电流的有效值,应记住公式.
1.求交变电流有效值的方法
(1)利用IUE计算,只适用于正(余)弦式交变电流.
(2)非正弦式交变电流有效值的求解应根据电流的热效应进行计算,其中,交变电流的有效值是根据电流通过电阻时产生的热效应定义的,即让交变电流和恒定电流通过相同的电阻,在交变电流的一个周期内若产生的热量相同,则交变电流(电压)的有效值就等于这个恒定电流(电压)的值,即求解交变电流有效值问题必须在相同电阻、相同时间、相同热量的“三同”原则下求解.
2.应用有效值要注意以下几点
(1)各种使用交变电流的用电器上所标的额定电压、额定电流均指有效值.
(2)交流电压表和交流电流表所测的数值为交流电压和电流的有效值.
(3)在进行电功、电热、电功率的计算时,所代入的交流电压和电流的数值为有效值.
(4)凡没有特别说明的,指的都是有效值.通常所说的家庭电路电压是220V就是指的电压的有效值.
对点例题  如图1所示是一交变电压在一个周期内随时间变化的图象,求此交变电压的有效值.
图1
解题指导 设非正弦交变电压的有效值为U′,恒定电压为U,让非正弦交变电压和恒定电压分别加在同一电阻(设阻值为R)的两端,在一个周期(T=0.4s)内,非正弦交变电压产生的热量:
Qt1t2t3t4
×0.1×0.1×0.1×0.1
在这一个周期内,恒定电压产生的热量
QT
QQ′,得
所以UVU′=UV.
答案 V
1.如图2表示一交变电流随时间变化的图象.其中,从t=0开始的每个时间内的图象均为半个周期的正弦曲线.求此交变电流的有效值.
图2
答案 A
解析 此题所给交变电流虽然相邻半个周期的最大值不同,但在任意一个周期内,前半周期和后半周期的有效值是可以求的,分别为I1AI2A
设所求交变电流的有效值为I,根据有效值的定义,选择一个周期的时间,利用在相同时间内通过相同的电阻所产生的热量相等,由焦耳定律得I2RTI12RI22R,即I22×2×,解得IA.
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