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高中物理《交变电流》精华复习资料目录5.1交变电流电感电容对交变电流的作用..............................15.2变压器电能输送.....................................................................7《交变电流》章末测试题............................................................13章末测试题答案.........................................................................171tt2t4Em0t1t3et4200.01-320.020.030.04i/A5.1交变电流电感电容对交变电流的作用[学习目标]1、理解交变电流的产生原理及变化规律；2、理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系；3、理解电感、电容器对交变电流有阻碍作用的原因？[自主学习]一、交变电流的产生1、什么是中性面？2、当线圈处于中性面时，穿过线圈的磁通量，感应电流为，而当线圈垂直于中性面时，穿过线圈的磁通量为，感应电流。3、线圈每转动一周，电流方向改变次，电流方向改变时，线圈处于什么位置？我国日常生活中使用的交变电流一秒中电流方向改变次。二、交变电流的描述1、写出正弦式交变电流电动势的最大值、瞬时值、有效值以及平均值表达式？2、对于正弦式交变电流其有效值与最大值得关系是：，是不是对一切交变电流都是如此？3、在我们经常遇到的问题中，那些地方应用有效值？那些地方应用最大值？那些地方应用平均值？三、电感、电容1、试分析电感电容器对交变电流有阻碍作用的原因？感抗与容抗与那些因素有关？有什么关系？2、扼流圈分为低频扼流圈和高频扼流圈：那低频扼流圈的作用是：，高频扼流圈的作用是：。[典型例题]例1：一矩形线圈，绕垂直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，下列说法中正确的是：A、t1时刻通过线圈的磁通量为零；B、t2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e改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大例2、如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值：2abcdψO`ORBt/Si/A020.2-20.40.6a~E1E212ABCbcSA、52AB、5AC、3.52AD、3.5A例3：如图，矩形线圈面积为s，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感强度为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。求：⑴、写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式；⑵、如果线圈从图示位置开始计时，写出电动势的瞬时表达式；⑶、当线圈由图示位置转过900的过程中，电阻R上所产生的热量；⑷、当线圈由图示位置转过900的过程中，通过电阻R的电荷量。[针对训练]1、交流发电机在工作时电动势为e=Emsinωt，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减少一半，其它条件不变，则电动势为（）A、e=Emsin（ωt/2）B、e=2Emsin（ωt/2）C、e=Emsin2ωtD、e=Em/2sin2ωt2、一电热器接在10v的电源上，产生的热功率为P,把它改接到另一正弦交变电路中，要使产生的热功率为原来的一半，如果忽略电阻值随温度的变化，则该交变电流的电压的最大值为等于（）A、5vB、14vC、7.1vD、10v3、如图是一个正弦交变电流的i—t图象，根据这一图象，该交流电的瞬时值表达式为A,它的有效值为A。4、如图所示，A、B、C为三个相同的灯泡，a、b、c为与之串联的三个元件，E1为直流电源，E2为交流电源。当开关S3tT/2TEm0-Emet/s0.0.0.310-1000.i/ψabcdO`ORBV接“1”时，A、B两灯均正常发光，C灯不亮。S接“2”时，A灯仍正常发光，B灯变暗，C灯正常发光。由此可知，a元件应是b元件应是c元件应是。5、一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做匀速转动，磁场方向与轴垂直，线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示，则磁感应强度B=，在t=T/12时刻，线圈平面与磁感线的夹角等于。6、如图所示，表示一交流电的电流随时间的变化图象，其中电流正值为正弦曲线的正半周，则该交流电的有效值为多少？7、如图所示，一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数N=100，线圈电阻r=3Ω，ab=cd=0.5m，bc=ad=0.4m，磁感应强度B=0.5T，电阻R=311Ω，当线圈以n=300r/min的转速匀速转动时，求：⑴、感应电动势的最大值；⑵、t=0时刻，线圈在图示位置，写出此交变电流电动势的瞬时值表达式；⑶、此电压表的示数是多少？[能力训练]1、如图甲中所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量Φ随时间t变化的规律如图乙所示，下列论述正确的是（）A、t1时刻线圈中感应电动势最大；B、t2时刻导线ad的速度方向ψcbadB甲t/SΦ0Φmt-Φmt4ttt5乙4~UVAL~UCOO`abcdtit1t2t3t40跟磁感线垂直；C、t3时刻线圈平面与中性面重合；D、t4、t5时刻线圈中感应电流方向相同2、已知交变电流i=Imsinωt,线圈从中性面开始转动，转动了多长时间，其瞬时值等于有效值（）A、2π/ωB、π/2ωC、π/4ωD、π/2ω3、如图，[形金属导轨水平放置，导轨上跨接一金属棒ab，与导轨构成闭合电路，并能在导轨上自由滑动，在导轨左侧与ab平行放置的导线cd中。通有如图所示的交变电流。规定电流方向自c向d为正，则ab棒受到向左的安培力的时间是（）A、0—t1B、t1—t2C、t2—t3D、t3—t44、在如图所示电路图中，L为电感线圈，R为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，交流电源的电压u=2202sin100πtV，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz，下列说法正确的是（）A、电流表示数增大B、电压表示数增大C、灯泡变暗D、灯泡变亮5、如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是（）A、把电介质插入电容器，灯泡变亮；B、增大电容器两板间的距离，灯泡变亮；C、减少电容器两板间的正对面积，灯泡变暗；D、使交变电流频率减小，灯泡变暗6、如图所示，有一闭合的正方形线圈，匝数N=100，边长为10cm，线圈总电阻为10Ω，线圈绕OO’轴在B=0.5T的匀强磁场中转动，每分钟转1500转，则线圈平面从图示位置转过30度时，感应电动势的值是V。7、一交流电压的瞬时值表达式为U=15sin100πt，将该交流电压加在一电阻上，产生的电功率为25W，那么这个电阻的阻值Ω。8、有一交流电压的变化规律为U=311sin314t，若将辉光电压是220V的氖管接上此交流5t/10-2SΦ/*10-2Wb01.0-1.03.141.57ψabcdO`ORBV电压，则在1s内氖管发光的时间为多少？9、一小型发电机内的矩形线圈在匀速磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100，穿过每匝的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻r=5.0Ω，外电路电阻R=95Ω。已知感应电动势的最大值Em=nωΦm。其中Φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值。求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数？10、如图所示，边长为a=10cm的正方形线圈绕垂直于磁感线的OO`轴以n=10r/s的转速匀速转动，磁场的磁感应强度B=0.1T，线圈的匝数N=100匝，电阻r=1Ω。线圈两端分别接在两个固定于OO`轴上且彼此绝缘的金属滑环上，外电路接有R=9Ω的电阻，并接有一只理想交流电压表。求：⑴、电压表的读数；⑵、若从线圈通过中性面开始计时，转过900过程中，通过电阻R的电荷量；⑶、在1min内，作用在线圈上的外力所做的功是多少？6Lab[学后反思]答案典型例题：例1、D例2、B例3、⑴Em=NBSω,⑵e=NBSωcosωt,⑶Q=πRωN2B2S2/[4(R+r)],⑷q=NBS/R针对训练：1C,2D,3i=2sin5πt,2,4电阻、电感、电容器，5EmT/2πs、300，68.7A,7⑴314v、⑵e=314sin10πt、⑶220v能力训练：1、BC2、C3、AC4、BC5、ACD6、39.37、4.58、0.5s9、1.4A10、⑴、4.0v⑵、4.0v⑶、120J75.2变压器电能输送[学习目标]1、理解变压器的工作原理；2、掌握理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系及功率关系；3、知道输电线上的功率损失及减少功率损失的方法；4、能解决高压送电的实际问题[自主学习]一、变压器1、变压器的原理是变压器的工作基础。由于互感现象，使得穿过原副线圈的相同。根据E=得，原、副线圈产生感应电动势E与匝数n成。2、理想变压器的变压、变流规律和功率关系：⑴、变压规律：⑵、变流规律：⑶、功率关系：3、变压器有二个副线圈的情况⑴、电压与匝数间关系：①、②、③、⑵、电流与匝数间关系：⑶、功率关系：4、简述理想变压器各种物理量的决定关系。二、电能的输送1、电功率损失和电压损失⑴功率损失：远距离输送电能，由于输电线上的电流热效应，电能转化为热能。出现功率损失。△P=。⑵、电压损失：远距离输送电能，线路中电阻R上消耗部分电压。△U=。2、减少功率损失和电压损失的方法：⑴、⑵、3、高压输电网络及各物理量间关系：⑴、远距离输电线路图：⑵、常用分析公式：①、输电电流：I2=②、输电导线损失的电功率：P损=I1I2U1n1n2RU2I1I2~n1n2n3I3L1L2U1~升压变压器降压变压器n1n2U2U3n3n4RU4RI1I28U2AVA2SU1RI1MU1~n1n2NL1L2S③、输电导线损失的电压：U损=[典型例题]例1、如图所示为一理想变压器，原线圈的输入电压U1=3300v，副线圈的输出电压U2=220v，绕过铁心的单匝导线的电压表的示数为U0=2v,则：⑴、原、副线圈的匝数各是多少？⑵、当S断开时，A2的示数I2=5A，那么A1的示数是多少？⑶、当S闭合时，A2的示数将如何变化？A1的示数如何变化？分析过程：解答过程：例2、一座小型水电站，水以3m/s的速度流入水轮机，而以1m/s的速度流出。流出水位比流入水位低1.6m，水的流量Q=1m3/s如果水流能量的75%供给发电机，20%用于水温升高。求：⑴、水温升高多少：⑵、若发电机效率为80%，则发电机的输出功率多大？⑶、发电机的输出电压为240v，输电线路电阻为50/3欧姆，允许损失的电功率为5%，用户的需电压为220v，则所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比各是多少？画出远距离输电过程示意图，[变压器为理想变压器，g取10m/s2，水的比热容为4.2*103J.kg.0C]分析过程：解题过程：[针对训练]1、如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同灯泡L1、L2，输电线上的等效电阻为R，开始时，开关S断开。当S接通时，以下说法中正确的是（）A、副线圈两端M、N的输出电压减少。B、副线圈输电线等效电阻R上的电压增大。C、通过灯泡L1的电流减小。U19U1n1n2Rabsp~U1n1n2n3R2R3D、两线圈中的电流增大。2、如图所示为一理想变压器的电路图，图中S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器R的滑片，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1为原线圈中的电流，则下列说法中正确的是（）A、若保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，I1将增大；B、若保持U1及P的位置不变，S由b合到a时，R消耗的功率将增大；C、若保持U1不变，S接在a处，使P向上滑时，I1将增大；D、若保持P的位置不变，S接在a处，使U1增大时，I1将增大。3、如图所示，以知n1：n2=4：3，R2=100欧姆，变压器没有功率损耗。在原线圈加上交流电U1=40sin100πtv则R2上的发热功率是W。若R3=