交变电流复习学案

优秀学习资料欢迎下载交变电流复习学案编制：李明刚、贾光东审核审批：2010.4考纲要求：交变电流、交变电流的图象，正弦交变电流的函数表达式，峰值和有效值，理想变压器，远距离输电，均为I级要求高考考查方式：选择题，综合考查关于交变电流的产生、描述、传输、变压等知识回扣练习：1.（09·广东物理·9）图为远距离高压输电的示意图。关于远距离输电，下列表述正确的是（）A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好2.（09·江苏物理·6）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压为202sin100Vut氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的有（）A．开关接通后，氖泡的发光频率为100HzB．开关接通后，电压表的示数为100VC．开关断开后，电压表的示数变大D．开关断开后，变压器的输出功率不变3.（09·海南物理·9）一台发电机最大输出功率为4000kW,电压为4000V，经变压器1T升压后向远方输电。输电线路总电阻1kΩR．到目的地经变压器2T降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V、60W）。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,变压器1T和2T的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（）A．1T原、副线圈电流分别为310A和20AB．2T原、副线圈电压分别为51.810V和220VC．1T和2T的变压比分别为1：50和40：1优秀学习资料欢迎下载D．有4610盏灯泡（220V、60W）正常发光4.（09·四川·17）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R1＝20，R2＝30，C为电容器。已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则（）A.交流电的频率为0.02HzB.原线圈输入电压的最大值为2002VC.电阻R2的电功率约为6.67WD.通过R3的电流始终为零5.（09·福建·16）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甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0，则外接一只电阻为95.0的灯泡，如图乙所示，则（D）A.电压表○v的示数为220vB.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484wD.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J内容要点一、交变电流的产生（1）产生：在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈产生的是正弦交变电流.（2）规律：○1中性面的特点：○2变化规律：（交变电流瞬时值的表达式）电动势：tEemsin电压：tUumsin电流：tIimsin○3正弦交变电流的图象（如图14-12）图14-12优秀学习资料欢迎下载[例]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的变化如图所示，下面说法正确的是（）A.t1时刻通过线圈的磁通量为零B.t1时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D.每当电动势e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大[解析]：二、交变电流的描述1.交变电流的最大值：NBSEm（1）交变电流的最大值（mmIE、）与线圈的形状、转动轴的位置无关，但是转动轴应与磁感线垂直.（2）某些电学元件（电容器、晶体管等）的击穿电压指的是交变电压的最大值.2.交变电流的有效值：（1）有效值是利用电流的热效应定义的.（即如果交流电通过电阻时产生的热量与直流电通过同一电阻在相同时间内产生的热量相等，则直流电的数值就是该交流电的有效值.）（2）正弦交变电流的有效值：（3）通常说的交变电流的电压、电流强度以及交流电表的读数、保险丝的熔断电流的值，都是指交变电流的有效值.此外求解交变电流的电热问题时，必须用有效值来进行计算.3.交变电流的周期、频率、角速度：fTfT221；我国民用交变电流的周期T=0.02s、频率f=50Hz、角速度ω=100πrad/s.4.交变电流平均值：（1）交变电流图象中图象与t轴所围成的面积与时间的比值叫做交变电流的平均值.（2）平均值是利用tnE来进行计算的，计算电量时只能用平均值.[例]如图14-14所示，边长为L的正方形线圈abcd的匝数为n，线圈电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为B，现在线圈以OO′为轴，以角速度ω匀速转动，求：○1闭合电路中电流瞬时值的表达式○2线圈从图示位置转过90°的过程中电阻R上产生的热量○3通过R的电荷量○4电阻R上的最大电压优秀学习资料欢迎下载三、交变电流的变压理想变压器磁通量全部集中在铁芯内，变压器没有能量损失，输入功率等于输出功率.（1）电压跟匝数的关系：2121nnUU（2）功率关系：输出输入PP（3）电流关系：1221nnII[说明]原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的情况，一旦有多个副线圈时，反比关系就不适用了，可根据输入功率与输出功率相等的关系推导出：44332211IUIUIUIU再根据1122UnnU1133UnnU4144UnnU……可得出：44332211InInInIn根据以上关系：○1匝数比一定时，U2由U1决定.○2输入电流由输出电流决定.○3输入功率由输出功率决定.[例]如图为理想变压器，其初级线圈在交流电源上，次级线圈接有一标有“12V，100W”灯泡，已知变压器初、次级线圈的匝数比为18∶1，那么小灯泡正常工作时，图中的电压表的读数为V，电流表的读数为A.[特别提醒]：根据变压器的原理可知，变压器对直流电不起作用。当变压器有多个副线圈时，原、副线圈的电流关系不再是与匝数成简单的正、反比关系。当原线圈之前接有用电器时，用电器的电压、电功率独立于变压器。四、交变电流的传输1.输电过程的电压关系：2.输电过程功率的关系：五：交变电流的图象、变压器及其简单综合优秀学习资料欢迎下载VAR~u[真题1]（2008北京高考）一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10的电阻。则()A．流过电阻的电流是20AB．与电阻并联的电压表的示数是1002VC．经过1分钟电阻发出的热量是6×103JD．变压器的输入功率是1×103W练习：如图所示，面积为S、匝数为N、电阻为r的线圈与阻值为Ｒ的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻Ｒ的两端。线圈在磁感应强度为Ｂ的匀强磁场中，绕垂直于磁场的转动轴以角速度ω匀速转动。设线圈转动到图示位置的时刻0t,则（）Ａ．在0t时刻，线圈处于中性面，流过电阻Ｒ的电流为０，电压表的读数也为０Ｂ．１秒钟内流过电阻Ｒ的电流方向改变次Ｃ．在电阻Ｒ的两端再并联一只电阻后，电压表的读数将减小Ｄ．在电阻Ｒ的两端再并联一只电容较大的电容器后，电压表的读数不变当堂检测班级姓名1、图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系．若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1min的时间，两电阻消耗的电功之比W甲：W乙为()2、．如图，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，额定功率为P，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1:n2为，电源电压U1为()A．1:22UB．1:24UC．2:14UD．2:12U3、如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝2202sin（100πt）（V）的交流电源上，副线圈接有R＝55Ω的负载电阻。原、副线圈匝数之比为2∶1。电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是()VＲ优秀学习资料欢迎下载A．原线圈中电流表的读数为1AB．原线圈中的输入功率为2202WC．副线圈中电压表的读数为1102VD．副线圈中输出交流电的周期为50s4、、图2分别表示两种电压的波形，其中图1所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是（）A、.图1表示交流电，图2表示直流电B.、两种电压的有效值相等C、.图1所示电压的瞬时值表达式为u=311sin100tVD.、图1所示电压经匝数比为10:1的变压器变压后，频率变为原来的1105、调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，CD两端接恒压交流电源，变压器可视为理想变压器（）A.当动触头P逆时针转动时，电流表读数变大，电压表读数变大B.当动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变大C.当滑动变阻器滑动触头向下滑动时,电流表读数变小，电压表读数变大D.当滑动变阻器滑动触头向下滑动时,电流表读数变大，电压表读数变小6、如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝2202sin（100πt）（V）的交流电源上，副线圈接有R＝55Ω的负载电阻。原、副线圈匝数之比为2∶1。电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（）A．原线圈中电流表的读数为1AB．原线圈中的输入功率为2202WC．副线圈中电压表的读数为1102VD．副线圈中输出交流电的周期为50sVAR~u01234311－311u/Vt/(10－2s)图101234311－311u/Vt/(10－2s)图2