高二物理 选修3-2 第五章 交变电流复习课

交变电流交变电流的产生及其变化规律描述交变电流的物理量最大值瞬时值有效值周期、频率交流电路电感、电容的作用变压器远距离输电L2一、交变电流的产生1、产生：闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就有交流电产生L1L2线圈平面与磁感线垂直位置开始计时e=NBωSsinωtDABC专题一交变电流的产生及其变化规律2、中性面：与磁场方向垂直的平面特点：①线圈通过中性面时，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；②线圈平面每次转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，线圈转动一周两次通过中性面，故线圈转动一周，线圈中电流方向改变两次•3、交流电的图象练习１．一个按正弦规律变化的交流电流，如图所示，根据图像可以知道A．该交流电流的频率是0.02HzB．该交流电流的有效值是14.1AC．该交流电流的瞬时值表示式为i=20sin0.02tAD．在t=T/8(T是周期)时刻，该电流的大小与其有效值相等答案：D1、瞬时值：反映不同时刻交流电的大小和方向表达式e=Emsinωti=Imsinωtu=Umsinωt我国生活中用的市电电压为220V，其最大值为，频率为50Hz，电压的瞬时表达式：u=311sin314t（V）VV3112220专题二描述交变电流的物理量2、最大值：也叫峰值，它是瞬时值的最大者，它反映的是交流电大小的变化范围当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，Em=NBωS。分析某一时刻受力情况确定电容器的耐压值3、平均值：平均值计算得到的为电动势的用感tnE⑴不能用算术平均法即：E=（E1+E2）/2来计算⑵在计算感应电量时必须要用平均值⑶平均值不等于有效值计算通过电路截面的电量4、有效值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。2mEE2mUU2mII(1)计算与电流热效应相关的量(如功率、热量)(2)交流电表的测量值(3)电气设备标注的额定电压、额定电流(4)保险丝的熔断电流练习２：交流发电机在工作时的电动势为e＝Emsinωt，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()2sin.tEAm2sin2.tEBmtECm2sin.tEDm2sin2.练习3：通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。求该交流电的有效值I专题三感抗和容抗1.感抗表示电感对交变电流的阻碍作用。fLXL2特点：“通直流，阻交流”、“通低频，阻高频”2．容抗表示电容对交变电流的阻碍作用。fCXC21特点：“通交流，隔直流”、“通高频，阻低频”练习4：在图所示的电路中，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灯亮度不变一.变压器原理专题四变压器U1∽原线圈铁芯U2副线圈∽1、变压器的构造:原理：互感现象2、理想变压器的规律：2211nUnU33nU电压关系：电流关系：1221nnII332211nInInI功率关系：21PP3P当匝数比一定时，U、I、P的决定关系是：U入决定U出P出决定P入I出决定I入练习5：图(甲)、(乙)两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110V。若分别在c、d两端与g、h两端加上110V的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为V和V,若分别在c、d两端与g、h两端加上110V的恒定电压，则a、b间与e、f间的电压分别为V和V.d11022011001996年上海高考题例４：在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上．当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂．已知线圈1、2的匝数之比n1∶n2=2∶1．在不接负载的情况下【】A．当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为110VB．当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为55VC．当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为220VD．当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为110V123.几种常用的变压器a.自耦变压器.特点是铁芯上只绕有一个线圈．如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压（图甲）；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压（图乙）．b.电压互感器电流互感器减少输电中的功率损失可以有两种方法:P损=I2R一种方法是:减小电阻.在电线长度L一定的情况下，应当选用电阻率小、横截面积大的导线．另一种方法是减小电流I，提高输电的电压U，在导线电阻不变的条件下，电流如果减小到原来的n分之一，功率损失△P=I2R就减小到原来的n2之一．专题五远距离输电:远距离高压输电功率关系：电压关系：电流关系：2121nnUU1221nnII4343nnUU3443nnIIrIII3232UUUr21PP32PPP43PPU1U4U2U3RI2用rI1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4～练习6：某发电机输出功率P=100千瓦，发电机端电压U=1000伏，向远距离输电的输电线总电阻R=8欧。现要求输电损耗为5%，用户得到的电压恰好为220伏，则：①画出输电线路的示意图；②求出所用的变压器的原副线圈匝数比。解：线路上损耗的功率为P′=5000W，P′=I22R,电流为I2=25A，线路上的电压为U′=I2R=200V，U2=P/I2=100000/25=4000V,n1／n2=U1／U2=1／4U3=U2-U′=3800VU4=220Vn3／n4=U3／U4=190／11U4=220VU1=1000V8ΩU2U3