【知识点详解】
1. **峰值与有效值的关系**:
- 有效值是根据交变电流产生的热效应等效于恒定电流的标准值。题目中提到的电热器在直流电压下消耗的功率与交流电压下消耗功率的关系,可以通过比较有效值来分析。例如,在问题1中,如果电热器在10V直流电压下功率为P,那么当它接在交流电压上功率为P/4时,说明交流电压的有效值为5V,而峰值电压是有效值的平方根乘以根号2,因此峰值电压为7.1V。
2. **交流电路的功率计算**:
- 功率计算公式为P=UI,其中U是电压,I是电流。在问题2中,电饭煲和洗衣机分别接在311V的交流电压上,电流分别是5A和0.5A。电饭煲的功率为311V*5A=1555W,洗衣机的功率为311V*0.5A=155.5W。此外,功率也可以通过电流平方与电阻的乘积来计算,即P=I^2R,因此电饭煲的发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍。
3. **交流发电机的电动势影响因素**:
- 交流发电机产生的电动势的最大值受多个因素影响,包括磁感强度、线圈匝数和线圈面积。问题3中,这些因素都直接影响电动势的大小。
4. **交流电压与直流电压的比较**:
- 电容器的耐压值指的是能够承受的最大直流电压。对于交流电压,由于其峰值是有效值的平方根乘以根号2,所以电容器在交流电路中的耐压值应该是直流耐压值的根号2倍。问题4中,电容器在交流电路中的最大电压可以是250V*根号2,约等于352V。
5. **交流电的有效值和峰值**:
- 交流电压表和电流表测量的是有效值,而不是峰值。保险丝的熔断电流和电动机铭牌上的额定电压也指的是有效值。问题5中,电容器的击穿电压是指峰值电压,不是有效值。
6. **交变电流的热效应等效**:
- 如果交变电流通过电阻产生的热量与恒定电流相同,那么交变电流的有效值等于恒定电流。问题6中,交变电流的有效值为3A,峰值为3A*根号2,约等于4.24A。
7. **交流电压表和电流表的读数**:
- 交流电压表读取的是有效电压,电流表读取的是有效电流。问题7中,交流电压的最大值为311V,有效值是最大值除以根号2,即200V,电流表读数是有效电流,因此为2A。
8. **交变电动势的特性**:
- 交变电动势的表达式e=50sin100πt(V)表示最大值为50V,角频率为100π,频率是角频率的一半,即25Hz,周期为1/f=0.04s。有效值是最大值除以根号2,即25V。
9. **发电机线圈转速与频率关系**:
- 发电机频率f=1/T=2πn/2π,其中n是线圈每秒转动的圈数,T是周期。因此,频率为50Hz的发电机,每分钟转速为3000转,峰值电压为有效值乘以根号2,即250V*根号2,约为354V。
10. **家庭电路常识**:
- 我国家庭电路的交流电电压是220V,50Hz。保险丝串联接入电路,起到过载保护的作用。保险丝熔断可能是短路,也可能是负载过大。家用电器通常是并联接入电路的。
这些题目涉及了交变电流的基础概念,如峰值与有效值的关系、功率计算、交流发电机电动势的影响因素、交流电表的读数、交变电动势的特性以及家庭电路的相关知识。在备考高考物理时,理解和掌握这些知识点是至关重要的。