高中物理选修3-2交变电流知识复习

交变电流复习都随时间做的电流称为交变电流,简称交流电。知识小结一、交变电流的产生及描述1、交变电流定义大小和方向周期性变化线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动。2、交变电流的产生3、交变电流的图像及变化规律abcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB交流电的图像tEemsintIimsintUumsinEm=NBSω=NФmωeoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt交流电的变化规律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轴匀速旋转时，线圈中就产生．１、交变电流：和都随时间做的电流叫做交变电流．电压和电流随时间按变化的交流电叫正弦交流电大小方向正弦规律正弦交流电周期性变化课堂练习二、交流电的描述1.周期和频率（1）、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。（3）、角频率：线圈在磁场中转动的角速度（2）、频率：交变电流一秒内完成周期性变化的次数。物理意义：交变电流随时间作周期性变化，周期和频率就是表征交变流电变化快慢的物理量。（4）、关系：Tf1fT221、某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为()A．400V,0.02sB．200V,0.02sC．400V,0.08sD．200V,0.08sB2、如图示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。Im＝20Aω＝100πrad/s.电流的瞬时表达式为i＝20sin100πt(A)T＝0.02s三、峰值和有效值1、峰值：电流或电压所能达到的最大值。SNBEm2、有效值定义：根据电流的热效应来规定，让交流与直流分别通过相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值。(重、难点）E、U、I说明：A、以上关系式只适用于正弦或余弦交流电；B、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；C、交流电流表和交流电压表的读数是有效值D、对于交流电若没有特殊说明的均指有效值1.如图表示一交流的电流随时间变化的图像,求该电流的有效值。4232222121122IRTIRTIRT22121()2III221(42)(32)52A四、变压器的结构与原理注意：常用的电力变压器和一般低频变压器的铁芯是由涂有绝缘漆的硅钢片叠合成闭合的形状。线圈必须绕在铁芯上。原线圈（初级线圈）：跟电源相连，用绝缘线绕成的副线圈（次级线圈）：跟负载相连，用绝缘线绕成的闭合铁芯是由涂有绝缘漆的硅钢薄片叠合而成。1.变压器的三个基本组成部分U1U22.理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比n2n1U2U1-----变压器使电压升高，升压变压器n2n1U2U1-----变压器使电压降低，降压变压器2121nnUU3.电流与匝数的关系理想变压器输出功率应等于输入功率即:U1I1=U2I2P出=P入121221nnUUII电压高的线圈电流小；电压低的电流大。练习1、理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝4：1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，图中电流表A1的示数为12mA，则电流表A2的示数为（）A．3mAB．0C．48mAD．与负载R的值有关B1803A练习2、一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压220V的交流电源上，当它对11只并联的“36V，60w”的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数n2=_____，通过原线圈的电流I1=______。(1)U1=220V,U2=36V,U1/U2=n1/n2(2)I2=P2/U2=660/36A,I1/I2=n2/n1或P1=P2=660W,I1=P1/U1练习2、一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压220V的交流电源上，当它对11只并联的“36V，60w”的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数n2=_____，通过原线圈的电流I1=______。AV~R1R2SA.U增大、I增大、PR1增大C.U减小、I减小、PR1减小D.U不变、I减小、PR1不变B.U不变、I减小、PR1增大练习3、如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变压后接用电器，线路电阻不计。S原来闭合，且R1=R2，现将S断开，那么交流电压表的示数U、交流电流表的示数I和用电器上R1的功率PR1将分别（）D思考：变压器输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系是怎样的？练习、如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2=3：1，有四只相同的灯泡连入电路中，若灯泡L2、L3、L4均能正常发光，则灯泡L1（）A、也能正常发光B、较另三个灯暗些C、将会烧坏D、不能确定An1n2若输入电压为U，则灯泡的额定电压为多大？电源输入功率多大？五、电能的输送1.减少电压功率损失减小输电线的电阻减小输电电流｛U损=IrP损=I2r14223UUUURIF用线rI1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器降压变压器2.远距离输电系统功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3远距离输电原理图电压关系：2121nnUU4343nnUUU3=U2-Ir线〖练习〗某交流发电机的输出电压为220V，输出的电功率为4400W，发电机到用户的输电线的电阻为4Ω，求：如果有变压比为1：10的升压变压器升压后向用户输电，再用变压比为10：1的降压变压器降压，用户得到的实际电压和电功率又是多少？P1=4400(W)U1=220(v)U2=n2U1/n1=2200(v)I=P2/U2=P1/U2=4400/2200=2(A)Pr=I'2r=16(W)U3=U2-Ur=2200-I2r==2192(V)P用=P1-Pr=4400-16==4384(W)U用=U4=n4U3/n3=219.2(V)