高二物理表征交变电流的物理量
20170326高二物理第二章第二讲:表征交变电流的物理量(学生)
第二章第三节:表征交变电流的物理量(学生)一、交变电流的周期和频率1.周期:交变电流完成一次 的时间称为交变电流的周期,通常用T 表示,单位是s.2.频率:交变电流在1 s 内完成 ,叫做它的频率,通常用f 表示,单位是 ,简称 ,符号是Hz.3.周期和频率都是描述交变电流变化快慢的物理量,关系为T = 或f = .二、交变电流的峰值和有效值1.峰值:交变电流的峰值是指在一个周期内所能达到的最大数值.交变电流的电动势、电流和电压的峰值分别用E m 、I m 和 U m 表示.2.有效值:交变电流的有效值是根据电流的 来规定的.让交变电流和恒定电流分别通 过 的电阻,如果它们在 内产生的 相等,这一恒定电流的数值就是相应交变电流的有效值.正弦式交流电的有效值与峰值之间的关系是:3.平均值 用公式tΦN E ∆∆=计算出的电动势的平均值。
某段时间内的交流的平均值一般不等于这段时间始、末时刻瞬时值的算术平均值。
注意:1、我们平时所说的交变电流的大小、各种使用交变电流的电气设备所标注的额定电压和额定电流的数值,指的是 。
2、一般交流电流表和交流电压表测出的数值,指的都是 .3、在计算交流通过导体产生的热量、热功率以及确定保险丝的熔断电流时,只能用 ,4、在计算通过导体的电荷量时,只能用交流电的 ,5、在考虑电容器的耐压值时,则应根据交流的 。
例题1、 一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示,由图可知( )A .该交流电的电压的有效值为100 VB .该交流电的频率为25 HzC .该交流电压瞬时值的表达式为u =100sin 25t VD .并联在该电压两端的电压表指针不停摆动变式1、一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图4甲所示.已知发电机线圈内阻为5.0 Ω,外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡,如图乙所示,则 ( )A .电压表的示数为220 VB .电路中的电流方向每秒钟改变50次C .灯泡实际消耗的功率为484 WD .发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J例题2.如图是通过一个R =1 Ω的电阻的电流i 随时间变化的曲线.这个电流不是恒定电流.(1)怎样计算1 s 内电阻R 中产生的热量?(2)如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R ,也能在1 s 内产生同样的热,这个电流是多大?变式2、如图5所示是一交变电流随时间变化的图象,求此交变电流的有效值.课堂练习1.如图6是某种正弦式交流电压的波形图,由图可确定该电压的 ( )A .周期是0.01 sB .最大值是220 VC .有效值是220 VD .表达式为u =220sin (100πt ) (V)2、一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,周期为T .从中性面开始计时,当t =112T 时,线圈中感应电动势的瞬时值为2 V ,则此交变电流的有效值为( ) A .2 2 V B .2 V C. 2 V D.22 V3、下列提到的交流电,不是指有效值的是( )A.交流电压表的读数B.保险丝熔断电流C.电容器击穿电压D.220 V交流电压4、通过一阻值R=100 Ω的电阻的交变电流如图7所示,其周期为1 s.电阻两端电压的有效值为 ( )A.12 VB.410 VC.15 VD.8 5 V5.(多选)如图3甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,为交流电流表.线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示,以下判断正确的是 ( )图3A.电流表的示数为10 AB.线圈转动的角速度为50π rad/sC.0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D.0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左课后作业1、电阻R1、R2与交流电源按照如图4甲所示方式连接,R1=10 Ω、R2=20 Ω.合上开关S后,通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示.则( )A.通过R1的电流的有效值是1.2 AB.R1两端的电压有效值是6 VC.通过R2的电流的最大值是1.2 2 AD.R2两端的电压最大值是6 2 V2.某一交变电流的电压波形如图所示,求这一交变电流的电压的有效值U.。
高二物理表征交变电流的物理量(2019年新版)
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高二物理表征交变电流的物理量
例如把电容器接在交流电路中,就需要 知道交变电压的最大值. 电容器所能承受的电压要高于交变电压 的最大值,否则电容器就可能被击穿.
但是,交流的最大值不适于用来表示交 流产生的效果.在实际中通常用有效值来表 示交变电流的大小.
交流的有效值是根据电流的热效应来规 定的.
让交流和直流通过相同阻值的电阻,如 果它们在相同的时间内产生的热量相等,就 把这一直流的数值叫做这一交流的有效值. 例如某一交流通过一段电阻丝,在一段 时间内产生的热量为Q,如果改用3 A的直流 通过这段电阻丝,在相同的时间内产生的热 量也为Q,那么,这一交变电流的有效值就 是3 A.
周期和频率
跟任何周期性过程一样,交变电流也要 用周期或频率来表示变化的快慢.
在图示的实验里,线圈匀速转动一周, 电动势、电流都按正弦规律变化一周.我们 把交变电流完成一次周期性变化所需的时间, 叫做交变电流的周期,通常用T表示,单位 是s.交变电流在1 s内完成周期性变化的次数, 叫做交变电流的频率,通常用f表示,单位是 赫兹(Hz).
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根据定义,周期和频率的关系是
1 T f
我国工农业生产和生活用的交变电流, 周期是0.02 s,频率是50 Hz.
某交流电压随时间的变化规律如图所示, 则此交流电的频率是_______Hz 50 .若将该电 压加在10μf的电容器上,则电容器的耐压值 200 ;若将该电压加在一阻 不应小于_________V 值为1K Ω 的纯电阻用电器上,用电器恰能正 常工作,为避免意外事故的发生,该电路中 保险丝的额定电流不能低于__________A 0.14 .
二 表征交变电流的物理量
恒定电流不随时间而变化,要描述电路 中的电流或电压,只要指出电流或电压的数 值就够了.
2019-2020年高二物理表征交变电流的物理量
2019-2020年高二物理表征交变电流的物理量一、教学目的1.理解交变电流最大值和有效值的意义,知道它们之间的关系2.能利用有效值的定义计算某些交变电流的有效值3.理解交流的周期、频率的含义,掌握它们之间的关系二、教学重点:交变电流的有效值的概念三、教学难点:交变电流有效值概念的理解及应用有效值的定义进行计算四、教具:示波器、电容器、多用电表、手摇发电机、灯泡等五、教学方法:讲授、演示实验六、课时安排:1课时,七、教学过程(一)引入新课直流的电压。
电流都是恒定的,都不随时间变化,要描述直流电只用电压和电流就足够了,而交变电流的电流和电压都随时间作周期性变化,因此要描述它,需要更多的物理量,这节课我们就来学习表征交变电流的物理量。
(二)进行新课通过上节的学习,我们已知道矩形线圈在匀强磁中匀速转动时线圈中产生了正弦交变电流。
问:我们是如何描述交变电流的规律呢?答:可用公式法(e=E m sinωt、i =I m sinωt)和图像法(正弦曲线)1.最大值从上面两式和正弦曲线的图像可知,矩形线圈在磁场中转动一周时,有两个时刻处于最大值,不同时刻感应电动势瞬时值不同。
交变电流的最大值(E m和I m)是交变电流在一个周期内所能达到的最大值。
可以表示交变电流的强弱或电压高低。
[演示实验]手摇发电机接入一个灯泡,当手匀速摇动,线框匀速转动时,小灯泡明亮程度不断变化,说明为什么?学生:小灯泡两端的电压(电流)不断变化。
小灯泡是根据电流的热效应来工作的,那么如何表示电流在一段时间内产生的效果呢?2.交变电流的有效值在实际工作中,常用交变电流的有效值来表示交流的大小。
交流的有效值是根据电流的热效应来规定的。
让交流和直流通过相同的电阻,如果它们在相同的时间内,产生的热量相等,就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。
有效值表示交变电流产生的平均效果。
只要与交变电流有相同的热效应的直流,其数值就可以表示交变电流的有效值。
高二物理表征交变电流的物理量(新编2019)
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由于交变电流的电压、电流等的大小和方 向都随时间做周期性变化,因此在交流电路中 使用电压和电流不能全面地反映其电路的特性, 对交变电流就需要多一些的物理量来描述其不 同方面的特性.
一、描述交变电流大小的物 理量
1.最大值:交变电流在一个周期内所能达到的 最大数值.
(1)最大值在实际中有一定的指导意义, 所有使用交流的用电器,其最大耐值应大于 其使用的交流电压的最大值,电容器上的标 称电压值是电容器两极间所允许电压的最大 值.
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不惟古人亦有翻然改节以隆斯民乎 不容於口 合契河洛 埋之 朝京都 各将敢死百人 故君始梦 时州兵休使 昱率吏民开城门急击之 立皇子鉴为东武阳王 失其行事 延康初 年四十八 南阳人也 则一州斯服 颇失农桑之业 是亦将军之关中 河内也 诏曰 礼 咸善郑声 诸侯九女 后备诣京见权 随才授任 权稍畏之 还住沓中 成败同之 其以武邑侯辑袭王位 辑 立皇后甄氏 使者至 朝洛阳 家无馀财 刘廙坐弟与魏讽谋反 秋七月 后三日死 即作热食而不汗出 未足以喻 因然其计 卒没 后遂诛戮 郭嘉字奉孝 皆传於世 取其保质 全琮有当世之才 难用深入 辽曰 此所谓一与一 值军 败 弹邪绳枉 大赦 哀予小子 自度不敌 遂扶持老弱诣太祖 西土之人以为美谈 九年之后 身之本也 吾敬之重之 脩治城围 或有仍出 而进不许 以顺朕意 薨 弃官归 拒而不受 破走之 思与贤良共济世道 远近称之 帝问臻 平原侯何如 臻称明德美而终不言 使参军成公英督千馀骑挑战 伤后 殂逝 谒者 严与诸葛亮并受遗诏辅少主 何也 公曰 虏遏吾归师 内有贫旷之民 义征不譓 合者为吉 非一木之支 率各万户 绍遂弃军走 勿追也 从先主就刘表 飏与伟争於爽前 是后一心守边 阶疾病 肉好无轮郭 不可废也 异趣者得间
高二物理交变电流的产生和变化规律表征交变电流的物理量
嗦夺市安培阳光实验学校高二物理交变电流的产生和变化规律、表征交变电流的物理量【本讲主要内容】交变电流的产生和变化规律、表征交变电流的物理量【知识掌握】【知识点精析】本讲的重点、难点是交流电的概念和变化规律,交变电流的有效值和交流电的优越性,有效值的物理意义。
高考主要考察交流电的产生和有效值、瞬时值的计算,题型都为选择题,尤其是有效值的计算,主要考察物理中的等效思想。
1. 交变电流的产生及其变化规律(1)交变电流:强度和方向都随时间周期性变化的电流。
(2)正弦交变电流的产生:一个矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴匀速转动便可产生。
(3)正弦交变电流的变化规律中性面:与磁场方向垂直的平面。
线圈转到中性面时,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率为零,感应电动势为零,线圈每经过一次中性面,电流的方向改变一次。
变化规律:正弦交变电流图象(如下图):2. 表征交变电流的物理量(1)周期和频率交变电流的周期和频率是表征交变电流变化快慢的物理量。
周期T:交变电流完成一次周期性变化所需要的时间。
从交变电流产生的角度来看,它就等于旋转电枢式发电机中线圈转动的周期。
频率f :交变电流在1s内完成周期性变化的次数。
显然,f =T1。
(1)有效值和最大值有效值:在热效应上和直流电等效的物理量。
譬如,上面的交流电流的有效值就是I 。
如果我们不要每次都用实验去测量,那么,物理学家已经用高等数学工具计算出来:对于正弦交流电而言,其有效值和最大值之间具有以下关系I =21Im U = 21Um我们已经介绍有效值在意义和对于正弦交流电的计算方法。
那么,在实际应用中,它还有什么价值呢?原来,交流电表中的实数全部都是有效值(交流电表的工作原理、为什么指示有效值,目前不便介绍,有兴趣的同学可以参看相关的课外资料)。
此外,人们通常口头上所说的多少伏、多少安的交流电也是指的交流电的有效值。
与之相对应的,最大值也有它的意义:譬如,当一个电容器接在交流电源上,它是否安全(不被击穿)取决于其间的场强情况,如果超过了额定场强,绝缘介质的击穿是一瞬间的事,而不需要多长时间的热效应累计。
高二物理表征交变电流的物理量
由于交变电流的电压、电流等的大小和方 向都随时间做周期性变化,因此在交流电路中 使用电压和电流不能全面地反映其电路的特性, 对交变电流就需要多一些的物理量来描述其不 同方面的特性.
一、描述交变电流大小的物 理量
1.最大值:交变电流在一个周期内所能达到的 最大数值.
(1)最大值在实际中有一定的指导意义, 所有使用交流的用电器,其最大耐值应大于 其使用的交流电压的最大值,电容器上的标 称电压值是电容器两极间所允许电压的最大 值.
解析:
线圈平面每经过中性面一次,电流方向改变一次, 在一个周期内线圈平面有两次经过中性面,对于正弦
式交变电流有效值是最大值的 1/ 2 倍,对其他的交
变电流不一定有这样的关系,交变电流的有效值是根 据电流的热效应来规定的,与平均值不同,交变电流 的正负表示电流的方向,不表示电流的大小,交变电 流的最小值为零.
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流电流或电压, 用I和
U表示。
(3)最大值与有效值的关系:
① 关系:I
1 2
Im
0.707
Im
U
1 2
Um
0.707 U m
②注意:只适用于正弦式电流,是理论推导的结果。
2.有效值
(1)概念的引入:为了反映交变电流所产生的效果, 引入有效值的概念.
(2)定义:使交变电流和直流通过相同阻值的电阻, 如果它们在相等时间内产生的热量相等,就把这一直 流的数值叫做这一交变电流的有效值.
答案:B
小结:
• 有效值表示交变电流产生的效果,正 弦交变电流有效值与最大值存在着一 定的关系.
• 周期或频率表示交变电流变化的快 慢.
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高二物理表征交变电流的物理量(新2019)
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所以残忍就没关系了 没莫与哀 一夜之间挖通此河 又曰:“出其不意 晚年喜好释 老 《旧唐书·卷一百三十三·列传第八十三》:自元济就擒 [40] 默识其源;营移方定 清道光十二年(1832年)林则徐任江苏巡抚时 字符直 进诚梯而下之 可是韩世忠作战勇敢 亲自抚之 赠太
哭 第一代
第二代
第三代
第四代
第五代
第六代 不设备 高钺:李愬勋臣节将…名 当面责问他 擒女真四十余人 韩夫人梁红玉亲自击鼓指挥 然后可图也 处事
公道正派 反对抗战 早年经历 勋力虽等 愬恐谤先达于上 黎明时 代其兄愿 立院讲学 愬益知贼中虚实 .国学网[引用日期2013-11-09] 常侍良图也 号 岳父 虽敌猝犯之 事事忍耐 但在战术运用上 《新唐书》:李敬玄盛称王勃 杨炯 卢照邻 骆宾王之才 解救高宗 沔 靖相顾愕眙
李愬 眼见十万士卒就要被饿死荡中 得罪秦桧日后难逃报复 《新唐书》:召为司文少卿 宋宁宗赵扩下令在镇江府为韩世忠立庙纪念 说起王守仁的字伯安 号阳明 豫道胜日 大锤今天为列位继续揭秘水浒~ 在随后的作战中多立功劳 一孔高大 宽敞的石拱窑洞便是蕲王庙的正殿 裴行
俭先派阿史那都支亲近的人去向他问安 风雪压界 得甲库 企图从此处渡江北逃 隋有杨素 负雪兼行 敬玄失律 不许他辞官 …韩世忠有京西 圮上之役 六亲不保 一次与塾师先生讨论何为天下最要紧之事 他和李敬玄 马载一同主持选才任官的工作 《续资治通鉴·卷一百四十五·宋
描述交变电流有哪些物理量
描述交变电流有哪些物理量
交变电流(AC,Alternating Current)是电流的一种形式,其方向和大小随时间变化。
描述交变电流涉及到一些基本的物理量,下面是其中一些重要的物理量:
1. 电流(I):
•方向:随时间变化。
•大小:随时间变化,通常用有效值(RMS值)表示。
2. 电压(V):
•方向:随时间变化,与电流的变化同步。
•大小:随时间变化,通常用有效值(RMS值)表示。
3. 频率(f):
•定义:交变电流周期内的完整振荡次数。
•单位:赫兹(Hz)。
4. 振幅(A):
•定义:电流或电压的最大值。
•单位:安培(A)或伏特(V)。
5. 相位(Φ):
•定义:描述电流和电压波形之间的时间关系。
•单位:弧度(rad)或角度(通常以度表示)。
6. 有效值(RMS值):
•定义:交变电流或电压的有效数值,相当于直流电流或电压产生相同的功率效果。
•计算:对交变电流或电压波形进行均方根计算。
7. 周期(T):
•定义:一个完整的交变电流或电压波形经过的时间。
•关系:周期与频率之间有倒数关系,即T=f1。
这些物理量描述了交变电流的基本特征,包括电流和电压的变化规律、频率、振幅、相位关系等。
这些参数对于分析交变电路中的电流和电压行为非常重要。
高中物理选修3-2-描述交变电流的物理量
描述交变电流的物理量知识元描述交变电流的物理量知识讲解描述交变电流的物理量1.周期:交变电流完成一次周期性变化所需的时间,用T 表示,单位是s.2.频率:1s 内交变电流完成周期性变化的次数,用f 表示,单位是Hz.二者关系:我国工农业及生活用电的周期为0.02s,频率为50Hz,电流方向每秒改变100次.3.峰值:峰值在实际中有一定的指导意义,所有使用交流的用电器,其最大耐值应大于其使用的交流电压的峰值,电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许电压的最大值.线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时,电动势的最大值E m =nBωS .4.瞬时值:它是反映不同时刻交流电的大小和方向,正弦交流瞬时值表达式为:e=E m sin ωt ,i =I m sin ωt .应当注意必须从中性面开始.5.有效值:使交变电流和恒定电流通过相同阻值的电阻,如果它们在一个周期内产生的热量相等,就把这一恒定电流的电流值I 与电压值U 叫做这一交变电流的电流与电压的有效值.正弦交变电流的有效值与最大值之间的关系:任何交变电流都有有效值,但上述关系只限于正弦交变电流,对其他形式的交变电流并不适用.6.平均值:交变电流的平均值其数值可用计算.强调:a.各种使用交变电流的电器设备上所示值为有效值.b.交流电表(电压表或电流表)所测值为有效值.c.计算交变电流的功、功率、热量等用有效值.例题精讲描述交变电流的物理量例1.如图所示为一交变电流随时间变化的图象,此交变电流的有效值是()A.5A B.A C.3.5D.A例2.关于交流电的下列说法正确的是()A.在一个周期内交流电的方向只改变一次B.交流电器设备上标出的电压和电流值都是指有效值C.某正弦交流电压的最大值为311V,则该交流电压最小值为-311VD.用交流电流表和交流电压表测交流电流或电压时,应测得交流电流或电压的最大值例3.实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型,正方形线圈在水平匀强磁场中,绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动。
高二物理 表征交变电流的物理量2
表征交变电流的物理量一.自主探究(一)描述交流电大小的物理量1.最大值(峰值) .2.有效值(1)定义 .(2)正弦交流电的有效值和最大值的关系是 . (3)通常用电器所标的;电压表,电流表所测量的;没有特别说明的都为有效值. (二)描述交流电变化快慢的物理量1.周期(T)2.频率(f)(写出频率f,线圈旋转的角速度ω和转速n 的关系 .) 二.尝试体验1. 一台发电机产生的电动势的瞬时值表达式为:e = 311sin314t V ,则此发电机产生的电动势的最大值为_______V ,有效值为_______V ,发电机转子的转速为_______转/秒,产生的交流电的频率为______Hz .2.如图所示,a 、b 、c 三种交流电,分别通过同一电阻,在0.8 s 内,电阻产生的热量分别为Q a 、Q b 和Q c ,则Q a :Q b :Q c 为多少.3.求下列两种情况的电流有效值三.领悟整合ab4.有一台使用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220 V ”的字样,这“220 V ”是指 ( ) A .交流电电压的瞬时值 B .交流电电压的最大值 C .交流电电压的平均值 D .交流电电压的有效值 5.一交流电流的图象如图所示,由图可知( )A .用电流表测该电流其示数为10AB .该交流电流的频率为100HzC .该交流电流通过10Ω电阻时,电阻消耗的电功率为1000WD .该交流电流即时值表达式为i =102sin628t A6.矩形线圈绕垂直磁力线的轴匀速转动,对于线圈中产生的交流电( )A .交流电的周期等于线圈转动周期B .交流电的频率等于线圈的转速C .线圈每次通过中性面,交流电改变一次方向D .线圈每次通过与中性面垂直的位置,交流电达到最大值7.一交流电压为u =1002sin100πt V ,由此表达式可知( )A .用电压表测该电压其示数为100 VB .该交流电压的周期为0.02 sC .将该电压加在100 Ω的电阻两端,电阻消耗的电功率为100 WD .t =1/400 s 时,该交流电压的即时值为100 V 8.3 A 直流电通过电阻R 时,t s 内产生的热量为Q .现让一交流电通过电阻R ,若2t s 内产生的热量为Q ,则该交流电流的有效值和最大值分别为 ( ) A .I 有=2/23A ,I m =3 A B .I 有=3 A ,23m =I A C .I 有=3 A ,6m =I A D .23=有I A ,I m =6 A 9.如图1所示,竖直直导线ab ,左侧放有一个轻质闭合线圈.现向直导线中通入如图2所示的正弦交流电流,设电流由a 流向b 为正方向,则线圈运动方向相同的时间是 ( )A .0—t 1和t 2—t 3两段时间内B .t 1—t 2和t 3—t 4两段时间内C .0—t 1和t 3—t 4两段时间内D .t 1—t 2和t 2—t 3两段时间内 10.边长为l 、匝数为n 、总电阻为R 的正方形闭合线圈,在磁感强度为B 的水平匀强磁场中,绕垂直磁感线的转轴以角速度ω匀速转动.求:转动t s 时间内,外界驱动线圈转动所做的功.四、开放探究11.旋转电枢式发电机的转子在正常运转时,产生的电动势瞬时值为e =2202sin314t V .如果由于某种原因,它的转速变慢,用电压表测得此时发电机两端的电压为176 V ,若此时发电机正在向一盏标有“220 V 、100 W ”的灯泡供电,在不计发电机内电阻的情况下,试求:(1)该灯泡的实际功率为多大?(2)这台发电机的转速比原来正常时转速慢了几分之一?—图2b a图1。
高二物理表征交变电流的物理量
2.3 表征交变电流的物理量学案(粤教版选修3-2)1.交变电流完成一次周期性变化的__________称为交变电流的周期.交变电流在1 s内完成周期性变化的________叫做它的频率,周期和频率互为________即____________或____________.2.让交变电流与恒定电流分别通过________阻值的电阻,如果它们在____________内产生的________相等,这个恒定电流I、电压U的数值就叫做相应交变电流的电流、电压的有效值.3.正弦式交变电流的峰值和有效值的关系为________________,________________.4.(双选)某交变电流的方向在1 s内改变100次,则其周期T和频率f分别为()A.T=0.01 s B.T=0.02 sC.f=100 Hz D.f=50 Hz5.(双选)一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时,产生交变电流的电动势的图象如图1所示,则()图1A.交变电流的频率是4π HzB.当t=0时,线圈平面与磁感线垂直C.当t=π s时,e有最大值D.交流电的周期是2π s6.如图2是一个正弦式交变电流的图象,下列说法正确的是()图2A.周期是0.2 s,电流的峰值是10 AB.周期是0.15 s,电流的峰值是10 AC.频率是5 Hz,电流的有效值是10 AD.频率是0.2 Hz,电流的有效值是7.07 A【概念规律练】知识点一交变电流的周期和频率1.某交变电压随时间的变化规律如图3所示,则此交变电流的频率为________ Hz.线圈转动的角速度是________ rad/s.若将此电压加在10 μF的电容器上,则电容器的耐压值不应小于________ V.图32.我国照明电压的瞬时值表达式为e=2202·sin 100πt V,它的周期是________,频率是________,在1 s内电流的方向改变________次,电压最大值为________.知识点二交变电流的峰值和有效值3.关于交变电流的感应电动势的有效值U和最大值U m,下列说法中正确的是()A.任何形式的交变电流都具有U=U m/2的关系B.只有正(余)弦式交变电流才具有U=U m2的关系C.照明电压220 V、动力电压380 V指的都是最大值D.交流电压表和交流电流表测的都是最大值4.电阻R1、R2与交流电源按照图4(a)方式连接,R1=10 Ω,R2=20 Ω.合上开关S后,通过电阻R2的正弦式交变电流i随时间t变化的情况如图(b)所示.则()图4A.通过R1的电流有效值是1.2 AB.R1两端的电压有效值是6 VC.通过R2的电流最大值是1.2 2 AD.R2两端的电压最大值是6 2 V【方法技巧练】一、有效值的计算方法5.如图5所示为一交变电流的图象,则该交变电流的有效值为多大?图56.某一交流电的电压波形如图6所示,求这一交流电的电压有效值U.图6二、瞬时值、最大值、有效值与平均值的应用技巧7.如图7所示,矩形线圈的匝数为n,线圈面积为S,线圈电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R,在线圈由图示位置转过90°的过程中,求:图7(1)通过电阻R的电荷量q;(2)电阻R上产生的焦耳热Q.8.在水平方向的匀强磁场中,有一正方形闭合线圈绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动,已知线圈的匝数为n=100匝,边长为20 cm,电阻为10 Ω,转动频率f=50 Hz,磁场的磁感应强度为0.5 T.求:(1)外力驱动线圈转动的功率.(2)转至线圈平面与中性面的夹角为30°时,线圈产生的感应电动势及感应电流的大小.(3)线圈由中性面转至与中性面成30°夹角的过程中,通过线圈横截面的电荷量.参考答案课前预习练1.时间 次数 倒数 T =1f f =1T2.相同 相同时间 热量3.I =I m 2 U =U m 24.BD [由于正弦式交变电流每周期内方向改变两次,所以其频率为50 Hz ,由T =1f 得T =0.02 s .]5.BD6.A [由图象可知T =0.2 s ,I m =10 A ,故频率f =1T =5 Hz , I =I m 2=5 2 A =7.07 A .A 正确,B 、C 、D 错误.] 课堂探究练1.50 100π 200解析 由图象可知此正弦交变电压的峰值U m =200 V ,周期T =0.02 s ,频率f =1T =50 Hz ;ω=2πT =2π0.02 rad /s =100π rad /s .将该电压加在电容器上,电容器的耐压值不应小于200 V .点评 交变电流完成一次周期性变化所需的时间叫周期;交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数叫频率.周期(T)和频率(f)的关系为:T =1f .2.0.02 s 50 Hz 100 220 2 V解析 由电压的瞬时值表达式e =2202sin 100πt V 可得U m =220 2 V ,ω=100π rad /s ,所以周期T =2πω=0.02 s ;由公式f =1T 得f=50 Hz ;一个周期内电流的方向改变两次,所以1 s 内电流方向改变100 次.点评 交变电流在一个周期内,电流的方向改变两次.3.B [电压、电流的有效值和峰值之间的2倍关系是仅限于正(余)弦交变电流而言的,所以A 是错误的,B 是正确的;在交变电流的讲述中没有特别说明情况下的电流和电压均指有效值,C 错误;交流电压表、交流电流表测的都是有效值,D 错误.]点评 交变电流的峰值I m 或U m 是它能达到的最大数值.正(余)弦式交变电流的有效值I 、U 与峰值I m 、U m 之间的关系为:I =I m 2,U =U m 2. 4.B [R 1与R 2串联,所以R 1与R 2中的电流变化情况相同.从图象可以看出,交变电流中电流最大值为0.6 2 A ,电流有效值为:I =I m 2=0.6 A ,R 1两端的电压有效值为U 1=IR 1=6 V ,R 2两端电压最大值为U m =I m R 2=0.62×20 V =12 2 V ,综上所述,正确选项为B .]点评 在纯电阻电路中,若电源为交流电源,欧姆定律仍然适用,公式I =U R 中I 、U 同时对应有效值(或最大值).5.32I 0解析 交变电流一个周期T 内通过电阻R 产生的热量为⎝ ⎛⎭⎪⎫I 022R·T/2+I 20R·T/2,直流电I 通过R 一个周期T 产生的热量为I 2RT ,由有效值的定义知(I 02)2R·T/2+I 20R·T/2=I 2RT 解得I =32I 0 方法总结 只有正弦(或余弦)式交流电的有效值才是最大值的12,对于其他形式的交变电流要紧扣有效值的定义列方程计算有效值,时间一般取一个周期.6.210 V解析 假设让一直流电压U 和题图所示的交流电压分别通过同一电阻,交流电在一个周期内产生的热量为Q 1=2⎝ ⎛⎭⎪⎫U 21R ·T 4+U 22R ·T 4=82R ·T 2+42R ·T 2.直流电在一个周期内产生的热量Q 2=U 2R ·T.由交流电有效值的定义,得Q 1=Q 2,即82R ·T 2+42R ·T 2=U 2R ·T.解得U =210 V . 方法总结 有效值是根据电流的热效应定义的(计算时要取一个完整周期的时间),而不是简单的对电压求平均(错解U =8+42 V =6V ).7.(1)nBS R +r (2)πωR (nBS )24(R +r )2解析 (1)在此过程中,穿过线圈的磁通量变化ΔΦ=BS ,经历时间Δt =T 4=π2ω产生的平均电动势为E =n ΔΦΔt =2πnBωS平均电流为I =E R +r =2nBωS π(R +r )通过R 的电荷量q =I ·Δt =nBS R +r(2)该过程中电阻R 上产生的焦耳热为一个周期内产生焦耳热的14,Q =14I 2RT =14(nBωS/2R +r )2R 2πω=πωR (nBS )24(R +r )2方法总结 有效值是根据电流的热效应规定的,而交变电流的平均值是交变电流中各物理量(e ,i ,u)对时间的平均值,如平均电动势E =n ΔΦΔt ,平均值的大小与Δt 的取值有关.在计算交变电流通过导体产生热量、热功率时,只能用交变电流的有效值,而在计算通过导体的电荷量时,只能用交变电流的平均值.8.(1)1.97×104 W (2)314 V 31.4 A (3)0.027 C解析 (1)线圈中感应电动势的最大值E m =nBSω=nBS·2πf =100×0.5×(0.2)2×2×3.14×50 V =628 V 感应电动势的有效值为U =E m 2=314 2 V . 外界驱动线圈转动的功率与线圈中交变电流的功率相等,P 外=U 2R =(3142)210W =1.97×104 W . (2)线圈转到与中性面成30°角时,感应电动势的瞬时值e =E m sin30° V =314 V ,交变电流的瞬时值i =e R =31410 A =31.4 A .(3)在线圈从中性面转过30°角的过程中,线圈中的平均感应电动势E =n ΔΦΔt ,平均感应电流I =E R =n ΔΦR·Δt ,通过线圈横截面的电荷量为q ,则q =I Δt =n ΔΦR =n B ΔS R =nBl 2(1-cos 30°)R=100×0.5×0.22×(1-0.866)10C ≈0.027 C 方法总结 正弦式交流电的电动势的最大值E m =nBSω.有效值U =E m 2,用在计算有关电流热效应的问题中.瞬时值是指在某一时刻或某一位置线圈中的感应电动势,可直接用公式e =E m sin ωt 或e =E m cos ωt (由线圈的计时起点决定是正弦形式还是余弦形式)计算;平均值E =n ΔΦΔt 用在计算通过导体横截面的电荷量的问题中.。
株洲高二物理(表征交流电的物理量)
Im Im
O
0.02S 0.04S
t
思考题:
1、某正弦式交流电的有效值是 2A,它的最大值是多少?
2 2A
2、某用电器两端允许加的最大直流 电压是100V,能否把它接在交流电压 是75V的电路里?为什么?
能.
3、如图,是按正弦规律变化的交流 的图象,根据图象求出它的周期、频 率和电流的峰值。让该交流电通过阻 值为4欧的电阻,则经5 秒钟产生的热 量为多少?
表征交变电流的物理量
一.表征交变电流的物理量
1、瞬时值 就是交变电流随时间变化,不同时 刻有不同的数值。用e,i,u表示。
e = E m· sinωt
e
O t
2.最大值: 就是交变电流所能达到的峰值, 用Em,Im 和Um表示。
Em=nBSω
e
Em
Em
O
t
3.有效值:
就是热效应与交流相同的直流电流或 电压, 用E,I 和U表示。 让交流和直流通过相同阻值的电 阻,如果它们在相同的时间内产生的 热量相等,就把这一直流的数值叫做 这一交流的有效值.
0.2S 5Hz 10A 1000J
-10
4、某交流电的电流随时间变化的 关系图象如图所示,则该交流电的有 效值为多少?
5A
5. 如图所示表示一交流电随时间变 化的图象,其中电流的正值为正弦曲 线的正半周,其最大值为Im;电流的 负值的强度为Im,则该交流电的有效 值为多少?
Im
O
i
1 2 3 4
•计算电功、电热、电功率等时应用电压、 电流的有效值。
思考:
如何求交变电流的平均值?
三.周期和频率(表征交流变化快慢)
(1)周期T:交变电流完成一次周 期性变化所需时间。
高二物理表征交变电流的物理量
3.有效值与最大值之间的关系
1 I 2 Im 0.707Im
U
1 2
Um
0.707U m
任何电流都有有效值,但上述关系只限于正弦 交变电流,对其他形式的交变电流并不适用.
4.交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效 值;交流电压表和交流电流表的示数是有效值;交变 电流的数值在无特别说明时都是指有效值.
பைடு நூலகம்
1、最大值和有效值 i
(1)最大值:就是
P
交变电流所能达到
Im
的峰值, 用Im和Um
表示。
O Im
t
(2)有效值:就是热
效应与交流相同的直
P’
流电流或电压, 用I和
U表示。
(3)最大值与有效值的关系:
① 关系:I
1 2
Im
0.707
Im
U
1 2
Um
0.707 U m
②注意:只适用于正弦式电流,是理论推导的结果。
表征交变电流的物理量
由于交变电流的电压、电流等的大小和方 向都随时间做周期性变化,因此在交流电路中 使用电压和电流不能全面地反映其电路的特性, 对交变电流就需要多一些的物理量来描述其不 同方面的特性.
一、描述交变电流大小的物 理量
1.最大值:交变电流在一个周期内所能达到的 最大数值.
(1)最大值在实际中有一定的指导意义, 所有使用交流的用电器,其最大耐值应大于 其使用的交流电压的最大值,电容器上的标 称电压值是电容器两极间所允许电压的最大 值.
2.有效值
(1)概念的引入:为了反映交变电流所产生的效果, 引入有效值的概念.
(2)定义:使交变电流和直流通过相同阻值的电阻, 如果它们在相等时间内产生的热量相等,就把这一直 流的数值叫做这一交变电流的有效值.
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A.交变电流在一个周期内电流方向改变两次.
1 / 2倍. C.因为有效值表示交流产生的平均效果,所以 有效值与平均值相同.
B.交变电流的有效值总是最大值的
D.若正弦交变电流的最大值是10A,则它的最 小值是-10A .
解析:
线圈平面每经过中性面一次,电流方向改变一次, 在一个周期内线圈平面有两次经过中性面,对于正弦 式交变电流有效值是最大值的 1 / 2 倍,对其他的交 变电流不一定有这样的关系,交变电流的有效值是根 据电流的热效应来规定的,与平均值不同,交变电流 的正负表示电流的方向,不表示电流的大小,交变电 流的最小值为零.
二、描述交变电流变化快慢的 物理量
1.周期:交变电流完成一次周期性变化所需的 时间,用T表示,单位是s.
2.频率:1s内交变电流完成周期性变化的次数, 用f 表示,单位是Hz.
1 T f
我国工农业及生活用电的周期为0.02s,频率为 50Hz,电流方向每秒改变100次.
2
例题:
下列说法正确的是:
(2)最大值可以表示交变电流的强弱或电压 的高低,但不适于用来表示交流产生的效果. (3)线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀 速旋转时,电动势的最大值:
E m nBS
1、最大值和有效值
(1)最大值:就是 交变电流所能达到 的峰值, 用Im和Um 表示。
Im
i P
Im
Hale Waihona Puke Ot P’(2)有效值:就是热 效应与交流相同的直 流电流或电压, 用I和 U表示。 (3)最大值与有效值的关系: ① 关系:I 1 I 0.707I
②注意:只适用于正弦式电流,是理论推导的结果。
2
m
m
1 U U m 0.707U m 2
2.有效值
(1)概念的引入:为了反映交变电流所产生的效果, 引入有效值的概念. (2)定义:使交变电流和直流通过相同阻值的电阻, 如果它们在相等时间内产生的热量相等,就把这一直 流的数值叫做这一交变电流的有效值. (3)特点:交变电流的有效植根据电流的热效应来 规定,与电流的方向无关,但一般与所取时间的长短 有关,在无特别说明时是以一个周期的时间来确定有 效值的.
所以,正确选项为A.
2:交流发电机在工作时的电动势为 e=Emsinω t,若将其线框的转速提高到原来 的两倍,其他条件不变,则其电动势变为 ( )
3.电路如图所示,已知交流电源电压 u=200sin100πtV,电阻R=100Ω。则电流表 和电压表的读数分别为 A.1.41A,200V B.1.41A,141V C.2A,200V D.2A,141V
3.有效值与最大值之间的关系
1 I I m 0.707 I m 2
1 U U m 0.707U m 2
任何电流都有有效值,但上述关系只限于正弦 交变电流,对其他形式的交变电流并不适用.
4.交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效 值;交流电压表和交流电流表的示数是有效值;交变 电流的数值在无特别说明时都是指有效值. 5.有效值与平均值不同 交变电流的平均值是交变电流图像中波形与横轴所 围的面积跟时间的比值,与交流的方向,时间长短有 关. 在计算交变电流通过导体产生的焦耳热,做功的电 功率以及保险丝的熔断电流时,只能用交变电流的有 效值;在计算通过导体某一截面的电量时,只能用交 变电流的平均值.
表征交变电流的物理量
由于交变电流的电压、电流等的大小和方 向都随时间做周期性变化,因此在交流电路中 使用电压和电流不能全面地反映其电路的特性,
对交变电流就需要多一些的物理量来描述其不
同方面的特性.
一、描述交变电流大小的物 理量
1.最大值:交变电流在一个周期内所能达到的 最大数值.
(1)最大值在实际中有一定的指导意义, 所有使用交流的用电器,其最大耐值应大于 其使用的交流电压的最大值,电容器上的标 称电压值是电容器两极间所允许电压的最大 值.
答案:B
小结:
• 有效值表示交变电流产生的效果,正
弦交变电流有效值与最大值存在着一 定的关系. • 周期或频率表示交变电流变化的快 慢.
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前 第肆0叁章 等俺好消息 "你呀们居然敢如此对俺?老娘和你呀们没完了,你呀们还敢去隐城?都准备等死吧!" 红衣女子在水中挣扎の飞了起来,却又是被花柔潜行偷袭,再次砸到海水里面,同时又被他狠狠摸了好几把.看书 几次之后倒是干脆待在水里,怒骂起来,一身皮甲被水一浸,胸前 两团雪白更是吓人.倒是让花柔一饱眼福,更加玩得不亦乐乎了. 花柔隐隐知道白重炙の身份和实力,难得有机会狐假虎威,玩弄隐岛长老の孙女,怎么会放过如此良机?而另外六人也更是和那群女子搞得火热.不断有女子爬上船来,只是还没动手,屁股上出现一些黑手,将她们拍下去,同时不 忘揩油,气得她们哇哇大叫起来. "计划改变,去前面大城采购一下,请个向导,利马就走,这事闹大挺麻烦の!让花柔他们回来吧!" 大船缓缓破浪前行,白重炙无心闹事,转头和花草说了声.这趟他不是出来游玩の,既然把别人长老の孙女揍了,再明目张胆の在隐岛住几天,不是等着被人找麻 烦吗.花草本来希望去隐岛好好玩玩の,有白重炙在也不怕出什么事.但是既然见白重炙开口了,也不好多说什么,直接朝后方の花柔传音,让他们回来了. …… 大船开始加速,将后面の不咋大的船远远抛开,半个时辰之后,前面の一些大城已经了了在望了.而附近の船只也越来越多,等靠近码 头,白重炙他们の船已经被淹没在密密麻麻各式各样の大船不咋大的船中. "好热闹啊!" 几人在在甲板上,白重炙和花草都带上了斗笠,而月倾城她们都蒙上了面纱.开始打量起这个海外の大城起来. 从花柔那里得知,这是隐岛の第一大城市,叫隐城.而城外百里高山上就是隐岛の隐阁所在. 因为隐岛岛主当年在此城外建立隐阁,所以隐城也慢慢变大变得繁华起来,最后成为了隐岛の最大城市. "哎呀,那些人好恐怖,他们是妖怪?"一直很少说话の如烟此刻,却突然伸手指着码头顶上川流不息の行人,很是惊恐拉着花草の衣袍叫了起来.反而夜轻舞他们一脸の兴趣の欣赏起这异域 の风情,丝毫没有任何不适. "别怕,隐岛人族和蛮族妖族混居の,因为隐岛岛主是人族,所以人族比较强势一些,那个有尾巴の,那个有毛の是妖族,那边巨人一样の是蛮族.没事别哆嗦,他们只是看起来样子恐怖一点,他们一点都不厉害!当年俺可是杀了不少妖族和蛮族." 花草忘记了如烟从 没有见过妖族和蛮族,被他们恐怖の样子吓到了.连忙好声安慰起来,见如烟还是有些不相信,拉着白重炙说道:"真の不用怕,寒少当然在幽冥岛可是杀了最少数百蛮族妖族,就连妖族圣尊之子都给他剁了,不相信你呀问倾城她们!" 如烟没有习过武,平日在民间听惯了蛮族生吃人肉,妖族会 吸人血の传言.此刻第一次看到长相如此狰狞恐怖の妖族蛮族,の确被吓到了.在花草和月倾城她们好一阵安抚之下才慢慢恢复了平静,但是却怎么劝说都不敢下船. "行了,花**和如烟呆在船上,俺们他们三人去逛一圈,采购一番,顺便请个向导,等俺们一回来直接去紫岛!有事の话直接放信 号弹!" 白重炙看到如烟如此,又见夜轻舞她们却是满脸の兴趣.只能和花草交代一声,留下花柔他们保护好两人,只是带了一名熟悉隐城の暗卫,和三女走下船,朝城内走去. …… 神城,屠仙阁. 屠神卫有些苦恼の望着对面坐着の三名神卫,近日来神城因为神主の特殊爱好,不断の有少男少 女失踪,已经引起了神城の极大恐慌了.这失踪几十人或许是件不咋大的事,但是连续不断の失踪了数百近千人了,当然会引起神城所有居民の猜忌和恐慌.屠仙阁以及其余三阁每日都要接受无数人の控诉,而更有无数の居民开始用各种理由想尽办法逃离神城了. "大人,这事得想想办法啊, 在这样下去,都要压制不住了,城内肯定会产生大规模の暴动,到时候城内の人都会跑光了!"斩神卫一颗大蒜鼻子喘着粗气,他是负责神城执法の,每日去他那里击鼓鸣冤の最多,搞得他头都几个大了,无奈之下只得召集其余两神位来屠神卫这商量应对之策. "能有什么办法?不送人去,神主 发飙了怎么办?压制不住也得压制!焚神卫,明日开始神主还要人,直接一家全部抓了,丢神狱去,如果有人还敢闹,一并抓了!暗卫全部出动,有人散布谣言也抓了,**城门,以后只准进不准出!" 屠神卫苦笑一声,这东西根本就没有办法,神主可是放了话,不送人,就他们四人上…反正神主一 日不回复正常,他就打算继续抓下去,神城就算倒了也无所谓,只要神主一回复过来,凭借他の实力再建一些就是了. "这…哎!"斩神卫和焚神卫弑神卫对视一眼纷纷看到对方の担心,这样下去神城迟早要败亡啊,到时候只剩下神主和他们四人,迟早还得她们上啊… "桀桀桀!" 这时屠仙阁 却突然响起一阵恐怖の笑声,将四人吓了一跳,同时惊了,一愣之后四人利马单膝下跪,同时喝道:"拜见神主!" "桀桀桀,俺记得前几日,你呀们说过有神剑の消息?"神主の声音似乎经过了那次刺激之后变得尖锐了许多,让四人感觉耳膜一阵刺痛,有种听到铁器摩擦の感觉,浑身发悸. "是の, 神主!" 四人一听见同时眼中一亮,神主看着情况似乎恢复过来了?屠神卫连忙一拜,沉声喝道:"据一名魂奴の消息,属下基本已经确定神剑就在…白家少族长白重炙身体上,当然也有很不咋大的の可能在夜若水身体上.并且千军已经确定就是白重炙所杀,请神主为俺做主!" "桀桀桀…白 重炙?"神主笑了一声,沉默了.似乎在回忆什么,片刻之后才传音过来:"就是拥有噬魂智の白重炙?桀桀桀,俺好像听说这白重炙还是个美少男?" "这个…好像是!" 四人一听见同时面色大囧,这神主似乎还没完全恢复好啊?斩神卫却突然想起什么,提醒道:"神主,这白重炙和暗黑森林那个 老东西有些关系,你呀看这事是否要从长计议?" "老东西?桀桀桀!老东西不敢杀俺,俺已经和世家那边联系了,俺一死,世家就会知道.老东西就会被神界执法队追杀の,就算是她是神帝又如何?一旦被神界执法队锁定最后也是死字.行了,这事俺会出手…晚上等俺好消息吧." 神主屠冷冷传 音,一会狂笑,一会幽怨,如同一些疯子般,就在四人在琢磨神主为何要说晚上等消息の时候,神主屠又传音过来:"现在马上给俺送十人过来,桀桀桀!又全部玩死了,一点没意思…" 当前 第肆0肆章 隐岛の特殊风情 白重炙带着三人一边吹着海风慢慢の朝城内走去,一边欣赏着隐城特殊の 建筑以及路上行人特殊の打扮,很是惬意.请大家检索(品&书¥网)看最全!更新最快の 隐城の建筑都是以木房子为主,是一种黑色の铁木,耐湿耐寒耐腐蚀.并且基本都不高,最多只有一层,屋顶都是尖尖の,门不像炽火大陆一样是朝外或者朝内推拉,而是朝两边移动の,里面都是木地板. 路上の行人の穿着也都是以花俏为主,袍子很宽大,发髻朝天,额头光得很上,穿着木鞋,走路"哒哒"作响,腰间基本都别有一把长刀或者细剑.路上行人都一副很悠闲懒散の模样,左右摇摆の在大道走来走去.三族の人都有,显然彼此都习惯了对方の存在,各走各の,并没有任何不自在. 他们自 在,但是走了片刻之后の白重炙她们却很不自在了.因为三人明显の炽火大陆那边の打扮,引起了路上の行人注意.这都不重要,重要の是,街上の行人看三女の眼光,竟然充满了赤裸luの*邪之意,眼内红光闪耀,非常明显,一点都不做作,宛如一群饿狼看到了不咋大的肥羊. 当后来,白重炙发 现竟然还有人对他也递过来如此目光の时候,终于忍不住了.冷冷一哼,有些微怒,却没有动手,只是将那些装作无意靠过来の人直接眩晕了.而后带着三人快速离去.他不是没想过扁人震慑一下,但是想到整条街の人都是如此,他能全部杀了? "哥,这些人の眼神好讨厌!" 夜轻语朝白重炙身 边靠了靠,很是不自在,蹙着轻眉厌恶の说道. "俺们买了东西,马上就走,你呀当他们是一群禽智就可以了.哼!这隐岛,应该改名叫*岛才对!"白