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第五章交变电流第一节交变电流姓名１、交变电流：和都随时间做变化的交流电叫做交变电流．２、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生按_______规律变化的电流。３、当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都不磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做．线圈转至中性面时，穿过线圈的磁通量______，而感应电动势________４、线圈平面每经过一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变．5、若线圈从中性面开始转动，角速度是ω，线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值表达式e=，其中Em=是电动势的最大值，与线圈的形状、转轴的位置无关，6、若将线圈r与外电阻R组成闭合电路，则电路中的电流i=；R两端的电压u=．练习：1.如图是一个按正弦规律变化的交流电的图象。根据图象可知该交流电的电流最大值是______A，频率是_____Hz。00.05t/si/A10-100.150.252．一矩形圈在匀强磁场中匀速转动，所产生的交流电动势的瞬时值表达式为e=220sin10πt（V），则下列说法中正确的是()A、该交流电的频率是10πHzB、该交流电的有效值是220VC、当t=0时，穿过线圈的磁通量最大D、当t=0时，穿过线圈的磁通量为零3．一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示，下列说法中正确的是（）A、每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大B、t2时刻通过线圈的磁通量绝对值最大C、t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D、t1时刻通过线圈的磁通量为零4．一个矩形线框的面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则线框交变电动势的最大值为；感应电动势瞬时值为e=。5．一个匝数为200的矩形线圈abcd位于匀强磁场中，磁感强度大小为0.8T、初始位置如图10所示，线圈以ab为轴匀速转动，角速度为5rad/s，已知ab=15cm，ad=10cm，线圈的总电阻是100Ω。求：（1）线圈转动过程中的感应电动势的最大值（2）线圈转动过程中的感应电流的瞬时表达式第二节描述交变电流的物理量一、描述交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，用表示，单位是．2．频率：1s内交变电流完成周期性变化的，用表示，单位是．3．周期和频率的关系：4．我国工农业及生活用电的周期为0.02s，频率为Hz，电流方向每秒改变次．二、描述交流电大小的物理量1．峰值：（1）交变电流的峰值Em、Im、Um是它所能达到的____值，它表示电流的强弱或电压的高低。（2）当线圈平面跟磁感线平行时，正弦交流电动势最大，Em=______。（3）电容器接在交流电路中，则交变电压的峰值不能超过电容器的值。2．有效值：（1）交电流的有效值是根据电流的______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____相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。（2）正弦交流电的有效值与峰值间的关系是：E＝、U＝、I＝．（3）用电器上所标的额定电压、额定电流，电压表、电流表的读数都是指有效值。在计算交变电流通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时，只能用_________。练习：1.家庭照明用电的交变电压是220V，这是指交变电压的A.有效值B.瞬时值C.峰值D.峰值的一半2、一台发电机产生的电动势的瞬时值表达式为：e=311sin314tV，则此发电机产生的电动势的最大值为_______V，有效值为_______V，产生的交流电的频率为______Hz．3.一个电热器上标有“220V110W”，它在正常工作时，通过的正弦式电流的有效值是_________A；它两端所加的电压的峰值是是____________V。4、一周期为0.02s的交流电流的图象如图所示，由图可知（）A．该交流电流即时值表达式为i＝102sin628tAB．该交流电流的频率为50HzC．该交流电流通过10Ω电阻时，电阻消耗的电功率为100WD．用电流表测该电流其示数为102A5.一台家用电冰箱的铭牌上标有“220V100W”，这表明所用交变电压的()A.峰值是380VB.峰值是220VC.有效值是220VD.有效值是311V6.一个电热器上标有“220Ｖ110W”，它在正常工作时，所通过的正弦交流电的电流最大值是A.2.828AB.0.354AC.1.414AD0.707A7.将电阻为400Ω的用电器接在正弦交流电的电源上，它消耗的电功率为121W，那么，用电器两端电压的有效值U和通过电流的有效值I应分别是()A.U=220V，I=0.39AB.U=220V，I=0.55AC.U=311V，I=0.55AD.U=311V，I=0.39A第三节电感和电容对交变电流的影响姓名一、感抗表示电感对交变电流的阻碍作用，其特点是“通直流，阻交流”、“通低频，阻高频”。1．线圈对交流的阻碍作用来源于线圈的作用，线圈的自感系数越大，交流电的频率越，自感作用越强烈，故线圈对交流电的阻碍作用（即感抗）越。2．当线圈中通过的交流电的频率越低时，线圈的自感效果越弱，表现电感为低频的阻碍作用越。3．当线圈中通过恒定的直流电时，线圈中无现象发生，表现为无阻碍作用，即感抗为。二、容抗表示电容对交变电流的阻碍作用，其特点是“通交流，隔直流”、“通高频，阻低频”。1．隔直流：以平行金属板电容器为例，因两金属板间是体，故阻断了电流的通过。2．通交流：事实上，交流电也没有真正通过电容器的绝缘体，所谓“通交流”是电容器的两个极板不断充电、放电的结果。3．电容器的电容越大（即容纳电荷的本领越强），交流电的频率越，电容器充、放电的效果越强烈，故交变电流的阻碍作用（即容抗）越。练习：1．关于电容器通过交变电流的理解，正确的是（）A．有自由电荷通过电容器中的电介质B．电容不断的充、放电，与之相连的导线中必须有自由电荷移动，这样就形成了电流C．交变电压相同时，电容越大，电流越大D．交变电压相同时，频率越高，电流越大2．在电工和电子技术中使用的扼流圈有两种：低频扼流圈和高频扼流圈。它们的区别在于A．低频扼流圈的自感系数较大B．高频扼流圈的自感系数较大C．低频扼流圈的能有效地阻碍低频交变电流，但不能阻碍高频交变电流D．高频扼流圈的能有效地阻碍高频交变电流，但不能阻碍低频交变电流3．在如图所示的电路中，如果交变电流的频率增大，1、2和3灯的亮度变化情况是（）A．1、2两灯均变亮，3灯变暗B．1灯变亮，2、3两灯均变暗C．1、2灯均变暗，3灯亮度不变D．1灯变暗，2灯变亮，3灯亮度不变4．对于如图所示的电路，下列说法正确的是（）A．a、b端接稳恒直流电，灯泡发亮B．a、b端接交变电流，灯泡发亮C．a、b端接交变电流，灯泡发亮，且将电容器电容增大时，灯泡亮度增大D．a、b端接交变电流，灯泡发亮，且将电容器电容减小时，灯泡亮度增大第四节变压器1.定义：变压器是一种能改变电压的设备．2.结构：由一个闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，跟电源相连的叫线圈，跟负载相连的叫线圈．3.原理：变压器工作的基础是________现象，电流通过原线圈时在铁芯这激发，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断，变化的磁场在副线圈中产生，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能输出。4.理想变压器的电压变化规律为：________5.理想变压器的输入功率P入与输出功率P出的关系：P入P出6.只有一个副线圈的理想变压器的电流变化规律：__________练习：1、为了安全，机床上照明用的电压是36V，这个电压是把220V的电压降压后得到的，如果变压器的原线圈是1100匝，副线圈是多少匝？用这台变压器给“36V、40W”的灯泡供电，原副线圈的电流各是多少？2．右图为一台理想变压器，初、次级线圈的匝数分别为n1=400匝，n2=800匝。连接导线的电阻忽略不计，那么可以确定：A.这是一台升压变压器B.次级线圈两端的电压是初级线圈两端电压的一半C.通过次级线圈的电流是通过初级线圈电流的一半D.变压器输出的电功率是输入的~铁心Rn1n2电源负载电功率的一半3.关于理想变压器，下面各说法中正确的是A.它的输出功率等于它的输入功率B.它的输出功率可以大于它的输入功率C.原副线圈两端的电压与它们的匝数成正比D.原副线圈的电流与它们的匝数成正比4.如图所示，一台理想变压器的原副线圈的匝数比为n1∶n2=40∶1。在副线圈两端接有“6V、40W”~n1n2的电灯泡。若灯泡恰能正常发光，则A.变压器输入电压的有效值为240VB.变压器输入电压的最大值为240VC.变压器输入功率为40WD.变压器输入功率大于40W5.一台理想变压器，原、副线圈匝数各为1210匝和33匝。在副线圈连接的电路中只接有一盏“6V11W”的低压灯，并能正常发光。这时变压器的()A.原线圈所加电压为110VB.原线圈通过的电流为0.05AC.输入的电功率是11WD.副线圈通过的电流约为0.55A第五节电能的输送姓名1．远距离输送电能时，在输电导线上，由于电流的_____效应，必然有一部分_____能转化成___能而损失掉。其功率损失为：P损=___________.2．减功率小损失有两种方法：(1)减小导线的电阻，根据电阻定律R＝_________，要选择电阻率较____的材料铜或铝；长度不能变；增大横截面积会带来材料的大量消耗和架设输电线的困难。（2）减小输电导线上的电流是最好的办法。根据功率的计算公式，I＝_________，由于输电功率不能改变，所以必须提高输电的电压。3．输电线上的功率损失与输电电压的关系：P损=_______=_______，即功率损失与输电电压的平方成______比。4．输电线路上的功率关系：P输=P损+P用户5.远距离输送电能时，电路由发电机、升压变压器、输电线、降压变压器和用户组成。（1）首先根据允许损失功率P损和输电导线的电阻R线计算输电电流I输＝_____；(2)由输电总功率P输和输电电流I输计算输电电压U2＝______________。(3)由发电机的电压U1和输电电压U2计算升压变压器的匝数比：_______________。（4）输电线路上的电压损失U损＝I输R线，输电线路的末端得到的电压U3＝U2－U损，（5）由末端电压U3和用户的电压U4计算降压变压器的匝数比：___________。练习：1．远距离输电中，发电厂输送的电功率相同，如果分别采用输电电压为U1=110kV输电和输电电压为U2=330kV输电。则两种情况中，输电线上通过的电流之比I1∶I2等于()A.1∶1B.3∶1C.1∶3D.9∶12．一座小型水电站输出功率是20KW，输电电压是400V，如果输电线上的总电阻是1Ω，那么输电线上损失的电功率是多少？用户得到的电功率是多少？假如用4000V的电压输电，则答案分别是多少？3．发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线电阻为10Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：（1）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比.（2）用户得到的电功率是多少？练习：1．矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直磁感线方向的轴匀速转动，当线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量，线圈中的感应电动势。2．交变电流的变化规律：瞬时值表达：e=______________，i=______________，u=____________峰值：Em=__________；有效值与峰值的关系：E=__________，I=____________，U=_____________3．电感电容对交变电流的影响：电感作用：________________________；电容作用：________________________4．关于变压器的几个公式：电压与匝数关系是；输入功率与输出功率关系