66知識(shí)講解_交流電復(fù)習(xí)與鞏固_提高

1、交流電復(fù)習(xí)與鞏固【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1. 知道交變電流，能用函數(shù)表達(dá)式和圖像描述交變電流。2. 理解電容、電感對(duì)交流電的導(dǎo)通和阻礙作用。3. 掌握變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系。4. 了解從變電站到用戶的輸電過(guò)程，知道遠(yuǎn)距離輸電時(shí)應(yīng)用高電壓的道理。 【知識(shí)網(wǎng)絡(luò)】交變電流廠定義：大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流廣線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸轉(zhuǎn)動(dòng)中性面（B S）:磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小， 電流改變方向丿產(chǎn)生I特殊位置nBSB / S ：磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，Em為角I表達(dá)方式：e=Emsin t （從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)），Em nBS ,最大值：Em nBS有效值：根據(jù)電流熱效應(yīng)定義表征交變電流

2、的物理量 正弦式交變電流E Em/J2交變電流周期、頻率：互為倒數(shù) I平均值：E n亠t阻高頻阻低頻亠宀 亠宀電感：通直流、阻交流，通低頻、 電感 電容L電容：通交流、隔直流，通高頻、結(jié)構(gòu)：原線圈、副線圈、鐵芯原理：互感現(xiàn)象Z變壓規(guī)律：理想變壓器/變流規(guī)律:功率關(guān)系:I電壓互感器、嚴(yán)功率損失:P i2r電壓損失:電能的輸送1電壓損失:U IRUiU2nin21112（只有一個(gè)副線圈時(shí)）niP2電流互感器*高壓輸電【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、交變電流的“四值”近幾年高考在考查交變電流” 一章中的有關(guān)內(nèi)容時(shí)，主要是考查了交變電流的四值， 即最大值、有效值、平均值、瞬時(shí)值。下面舉例說(shuō)明在什么情況下應(yīng)該使用交

3、變電流的什么 值。1. 研究電容器的耐壓值時(shí)，只能用峰值（最大值）。2. 研究交變電流做功、電功率及產(chǎn)生的熱量時(shí)，只能用有效值。3. 研究交變電流通過(guò)導(dǎo)體截面的電荷量時(shí)，只能用平均值。4. 在研究交變電流某一時(shí)刻的電流、電壓時(shí)，只能用瞬時(shí)值。5. 綜合應(yīng)用“四值” 要點(diǎn)二、交變電流圖象的應(yīng)用任何物理規(guī)律的表達(dá)都可以有表達(dá)式和圖象兩種方法，交變電流的變化除用瞬時(shí)值表達(dá)外，也可以用圖象來(lái)進(jìn)行表述，其主要結(jié)構(gòu)是橫軸為時(shí)間 t或角度，縱軸為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e、 交變電壓U或交變電流i。正弦式電流的電動(dòng)勢(shì)、電流、電壓圖象都是正弦（或余弦）曲線，其圖象有如下應(yīng)用：1. 根據(jù)圖象可求交變電流的最大值及各時(shí)刻瞬時(shí)值

4、；2. 根據(jù)圖象可求線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的周期和角速度；3. 可判斷出線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的位置，例如如圖所示，可以判斷出產(chǎn)生這種交變電流的線圈是從垂直于中性面的位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)的，表達(dá)式應(yīng)為e Em cos t，圖象中A B時(shí)刻線圈的位置為中性面，C時(shí)刻線圈平面平行于磁場(chǎng)方向。要點(diǎn)三、變壓器的有關(guān)問(wèn)題理想變壓器須具備以下條件：不計(jì)銅損，即變壓器的原、畐y線圈的內(nèi)阻很小，可以忽 略，在有電流通過(guò)時(shí)認(rèn)為不產(chǎn)生焦耳熱；不計(jì)鐵損，即變壓器鐵芯內(nèi)不產(chǎn)生渦流，無(wú)熱損耗；不計(jì)磁漏，即原、畐y線圈中的磁通量總保持相同。變壓器問(wèn)題是近年來(lái)高考的熱點(diǎn)，考查的重點(diǎn)是對(duì)單相理想變壓器工作原理的理解和對(duì) 變壓器動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題的分

5、析。由于變壓器與電能輸送密切相關(guān)，貼近生活實(shí)際，觸及能源利用的熱點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)作為備考的重點(diǎn)。解題思路如下：(1)電壓思路:變壓器原、副線圈的電壓之比UiU2，當(dāng)變壓器有多個(gè)副線圈時(shí)n2UiU2nin2歸Ln3功率思路:理想變壓器的輸入、輸出功率相等，即P入P出，當(dāng)變壓器有多個(gè)副線圈時(shí)P(3)電流思路：變壓器有一個(gè)副線圈時(shí)，有11 n2 ;當(dāng)變壓器有多個(gè)副線圈時(shí)，有I 2nini1 1n21 2 n3I 3 L要點(diǎn)詮釋?zhuān)河嘘P(guān)變壓器的考題主要有以下幾種類(lèi)型：1采用原理思路分析“匚口”型理想變壓器問(wèn)題2. 理想變壓器中的動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題3. 變壓器原線圈中接有用電器的問(wèn)題4. 有兩組以上副線圈的變壓器問(wèn)題5

6、. 遠(yuǎn)距離高壓輸電問(wèn)題 要點(diǎn)四、交變電流和力學(xué)的綜合問(wèn)題在解決交變電流和力學(xué)的綜合問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1. 交變電流的大小和方向、交變電壓的大小和正負(fù)都隨時(shí)間周期性變化，從而引起磁場(chǎng)、電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向周期性變化，所以研究帶電粒子在交變電場(chǎng)中受力時(shí)，要進(jìn)行細(xì)致的動(dòng)態(tài)受力分析。2. 粒子在交變電場(chǎng)中，常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)情境有以下三種：(1) 帶電粒子做定向運(yùn)動(dòng)；(2) 帶電粒子以某位置為中心做往復(fù)運(yùn)動(dòng)；(3) 帶電粒子做偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。3. 分析時(shí)應(yīng)注意由于交變電流的周期性變化而引起的分析結(jié)果出現(xiàn)多解的可能?！镜湫屠}】 類(lèi)型一、交變電流的“四值”例1邊長(zhǎng)為a的N匝正方形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以角

7、速度直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)， 線圈的電阻為 R。求線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò) 的熱量?！舅悸伏c(diǎn)撥】把握好交變電流的四值： 什么情況下應(yīng)該使用交變電流的什么值?！白畲笾?、有效值、平均值、【答案】224NBa /4R【解析】勢(shì)的峰值為線圈中產(chǎn)生的熱量需從轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中交變電流的有效值考慮。EmNBa2繞垂90角的過(guò)程中產(chǎn)生瞬時(shí)值” ，確定在因線圈中感應(yīng)電動(dòng)故線圈中電流的有效值為Ilm/V2 Em/（血R） NBa2 /（血R）,線圈轉(zhuǎn)過(guò)90角的時(shí)間為T(mén).42所以在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量2224Q I Rt N B a /4R 【總結(jié)升華】不僅熱量用有效值，各種交流電表指示的電壓、電流和交流電器上標(biāo)注的額定電流

8、、額定電壓，指的都是有效值， 與熱效應(yīng)有關(guān)的計(jì)算，如保險(xiǎn)絲的熔斷電流等都必 須用有效值。例2在例題1中，求線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò) 90角的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量?！敬鸢浮縉Ba2/R【解析】線圈轉(zhuǎn)過(guò)- E N tNBa2/廠 2NBa2 /90角的過(guò)程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的平均值分別為 2E/ R 2NBa2 / R所以流過(guò)導(dǎo)體截面的電荷量為q It2NBa2/R。【總結(jié)升華】電磁感應(yīng)現(xiàn)象中通過(guò)截面的電荷量N ，解答選擇、填空題時(shí)可R直接用公式，解答計(jì)算題時(shí)必須進(jìn)行推導(dǎo)。舉一反三：【高清課堂：交流電復(fù)習(xí)與鞏固例1】ab=0.2m。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 0.5T【變式】如圖所示，矩形線圈共10

9、0匝, ad=0.4m , 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)的 00軸以每秒50轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。X XX Xa 乂X XX XX XX XX XX X()X XX XX XX XX XX XX /X XCX X線圈在什么位置時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，為多少？以圖示位置為計(jì)時(shí)時(shí)刻，電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律怎樣？從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為多少？從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，t=1/150s時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少?【答案】(1) 400 V (2) e=400 sin 100 t(3) 800V( 4 ) 200 TsV【解析】（1）線圈平面與磁感線平行時(shí)電動(dòng)勢(shì)最大,Em nB S 400 V .(2) e=40

10、0 sin 100 t .(3) E平均=/ t = nBS / t =800V .（請(qǐng)注意到它與有效值 E 200 72V的區(qū)別）1(”)e=400 sin100 面=200 屈-例3.有一個(gè)電子元件，當(dāng)它兩端的電壓的瞬時(shí)值高于e 110J2V時(shí)則導(dǎo)電，低于e 110J2V時(shí)不導(dǎo)電，若把這個(gè)電子元件接到220 V、50 Hz的正弦式電流的兩端，則它在1 s內(nèi)導(dǎo)電次，每個(gè)周期內(nèi)的導(dǎo)電時(shí)間為【思路點(diǎn)撥】根據(jù)題意畫(huà)出電壓隨時(shí)間變化的圖像, 別代入給定電壓值。O寫(xiě)出電壓隨時(shí)間變化的表達(dá)式。分【答案】【解析】1s75由題意知，加在電子元件兩端電壓隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，表達(dá)式為100220血si n

11、/f/T )vol /0.02f/s-2 20 51其中2 f , f 50 Hz , 70.02s，得220 近 s in 100 t。把u110 J2V代入上述表達(dá)式得到1 丄 5 s , t2s o600 2 600所以每個(gè)周期內(nèi)的通電時(shí)間為4s300t1t2(t2 ti)1s 075由所畫(huà)的U t圖象知，一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)電兩次，所以1 s內(nèi)導(dǎo)電的次數(shù)為n 2 100O【總結(jié)升華】研究交變電流某一時(shí)刻的電流、電壓或某一時(shí)刻線圈受到的安培力時(shí), 只能用瞬時(shí)值。舉一反三：【高清課堂：交流電復(fù)習(xí)與鞏固例2】【變式】如圖所示的電表均為理想的交流電表，保險(xiǎn)絲P的熔斷電流為2A ,電容器C 的擊穿電壓為

12、300V。若在a b間加正弦交流電壓， 并適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié) R0和R接入電路中的阻A，電壓表的讀數(shù)值，使P恰好不被熔斷，C恰好不被擊穿，則電流表的讀數(shù)為 為【答案】2A 212V【解析】保險(xiǎn)絲的熔斷電流是指電流的有效值,而電容器的擊穿電壓是指電壓的最大值,所以電流表的讀數(shù)為 2A。電壓表的讀數(shù)為300a15o72212V .例4.將交變電壓U 220j2sin100tV接到“ 220 V 100 W”的燈泡兩端，如燈泡燈絲電阻保持不變，求：(1) 通過(guò)燈泡電流的最大值；(2) 燈泡的實(shí)際功率；(3) 每秒鐘電流方向改變的次數(shù)；(4) 通過(guò)燈泡電流i的瞬時(shí)值表達(dá)式。【答案】(1) 0.64A(2) 1

13、00 W(3) 100次(4) i 0.64 sin 100t A22012【解析】(1)交變電壓的有效值 U V 220V，燈的額定電壓為Ul 220 V ,V2因此恰好正常發(fā)光。由“220 V 100 W ”知該燈電阻為 R 484。通過(guò)燈泡電流的最大值為ImUmRl220/2484A0.64A。(2)燈泡的實(shí)際功率與額定功率相同,P 100 W。(3)周期T 0.02 s, 1秒鐘電流方向改變的次數(shù) n10.022100 (次)。2(4)通過(guò)燈泡電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為 i Im si nt 0.64si n100t A。u=311sin 100tV的電源上，電熱毯b所示波形，從而進(jìn)入保溫狀

14、態(tài)，若）B. 156VA. 110V【答案】B【解析】電壓表的讀數(shù)是交流電的有效值,C.220VD. 211V原電流的電壓有效值是 220V .設(shè)圖b所示的電壓的有效值為U，最大值為Um，電壓表的讀數(shù)為Uv：UvUmU = 2|011072156V .血V2舉一反三:【高清課堂：交流電復(fù)習(xí)與鞏固例3】【變式1】如圖a為電熱毯的電路圖，電熱絲接在 被加熱到一定溫度后，通過(guò)裝置 P使輸入電壓變?yōu)閳D 電熱絲電阻保持不變，此時(shí)交流電壓表的讀數(shù)是（3交流電的圖像，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后,兩個(gè)正弦交流電的說(shuō)法中正確的是1 : 2B .交流電a的電壓瞬時(shí)值u = 10sin 0.4 t(V)C.交流電b的電壓最大

15、值為 20 V3D .在圖中t= 0時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為零類(lèi)型二、交變電流圖象的應(yīng)用例5. （2014 南京質(zhì)檢）如圖所示，圖線 a是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的正弦所產(chǎn)生的正弦交流電的圖像如圖線b所示。以下關(guān)于這A線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為【答案】C【解析】產(chǎn)生的正弦交流電的周期之比為2 : 3,線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為 3： 2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；交流電a的周期為0.4 S,交流電a的電壓瞬時(shí)值u = 10sin5 tfV），選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由20最大值nBSo可知，二者最大值之比為 3 : 2,交流電b的電壓最大值為丄 V，選項(xiàng)C正D錯(cuò)誤。確；在圖中t = 0時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，穿過(guò)線圈的磁通量最

16、大，選項(xiàng)例6 一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí) 間變化的圖象如圖甲所示，則下列說(shuō)法中正確的是A.B.C.0時(shí)刻線圈平面與中性面垂直0.01 s時(shí)刻，的變化率達(dá)最大0.02 s時(shí)刻，交流電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大D .該線圈相應(yīng)的交流電動(dòng)勢(shì)圖象如圖乙所示【答案】B【解析】由于 的判斷出t 0.01 流電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最小,A錯(cuò)；從圖象上可直觀B正確；t 0.02 S時(shí)刻 的變化率最小，交 D錯(cuò)誤。t 0時(shí)，有最大值，故線圈應(yīng)在中性面位置，S時(shí)刻的變化率達(dá)最大，C錯(cuò)誤；t 0時(shí)的變化率最小，交流電動(dòng)勢(shì)應(yīng)有最小值,類(lèi)型三、變壓器的有關(guān)問(wèn)題7. （2014 黃山七校聯(lián)考）如圖所示的

17、交流電路中，理想變壓器輸入電壓為Ui,輸入功率為Pl,輸出功率為P2,各交流電表均為理想電表。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)頭向下移動(dòng)A .燈L變亮B .各個(gè)電表讀數(shù)均變大C.因?yàn)閁i不變，所以Pi不變D . Pi變大，且始終有Pl= P2【答案】D【解析】當(dāng)滑動(dòng)變阻器大，電阻R兩端電壓增大,R的滑動(dòng)頭向下移動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)增大，變壓器輸出電流增電壓表讀數(shù)減小，電燈L變暗，選項(xiàng) A、B錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器功率關(guān)系，Pi變大，且始終有 Pi= P2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤D正確。舉一反三：【高清課堂：交流電復(fù)習(xí)與鞏固例5】【變式】如圖所示，理想變壓器原、畐y線圈匝數(shù)之比為201，原線圈接正弦交流電源,副線圈接入“ 220

18、V ,60W ”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光。則（）20:122UV 6mA .電流表的示數(shù)為 B 電源輸出功率為C. 電流表的示數(shù)為D. 原線圈端電壓為3/220A 1200W3/220A11V【答案】【解析】C由題意知，副線圈兩端電壓有效值U2220V根據(jù)理想變壓器的電壓比公式nin2U1電 220X 220V=4400V ;n2F2，所以，電源輸出功率等于原線圈輸入功率，即為60W ；由 P I1U1，得11603U14400 A= 220 A，電流表的示數(shù)為3/ 220A .例8.如圖所示，理想變壓器的線圈匝數(shù)比為 m ：門(mén)2 ：門(mén)3 22： 1： 1 ,此時(shí)燈L恰能正常V，原線圈中的電流

19、為發(fā)光；電阻消耗的功率為12 W ,貝毗變壓器的輸入電壓為A 。fL【思路點(diǎn)撥】把握好理想變壓器的三個(gè)關(guān)系，即功率關(guān)系、電壓關(guān)系、電流關(guān)系。審 查題目中的已知條件，找到突破口，再結(jié)合三個(gè)關(guān)系分別求解?！敬鸢浮?20 V 0.1A【解析】?jī)蓚€(gè)副線圈消耗的能量均由原線圈提供，因此原線圈輸入功率應(yīng)等于兩個(gè)副線圈消耗的總功率。由 U1I1及Un22，所以U1I 2220 V。P2P3，得 l110W 12W220V0.1A。【總結(jié)升華】解答變壓器問(wèn)題離不開(kāi)理想變壓器的三個(gè)關(guān)系，即功率關(guān)系、電壓關(guān)系、電流關(guān)系。無(wú)論是定性分析，還是定量計(jì)算，都必須注意審查題目中的已知條件，找到突破口，再結(jié)合三個(gè)關(guān)系分別求

20、解。舉一反三：【高清課堂：交流電復(fù)習(xí)與鞏固例7】【變式】電磁爐專(zhuān)用平底鍋的鍋底和鍋壁均由耐高溫絕緣材料制成。起加熱作用的是安在鍋底的一系列半徑不同的同心導(dǎo)電環(huán)(導(dǎo)電環(huán)的分布如圖所示)。導(dǎo)電環(huán)所用材料每米的電阻為0.125 Q,從中心向外第n個(gè)同向圓環(huán)的半徑為 rn=(2 n1 r1 (n=12,3, ,7),已知r1= 1.0cm。當(dāng)電磁爐開(kāi)啟后，能產(chǎn)生垂直于鍋底方向的變化磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間的變化率為100 sin(1)半徑為ri的導(dǎo)電圓環(huán)中感應(yīng)電流的最大值是多少?(2)若不計(jì)其他損失，所有導(dǎo)電圓環(huán)釋放的總功率P是多大？(計(jì)算中可取2=10)【答案】(1) 4 血A (2) 1.

21、9 103W【解析】(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率與面積的乘積就等于磁通量的變化率，故r12 100“ sin t E1m=102212 l1m=472A (2)計(jì)算熱功率要用有效值En=100 2rn2 In = 100=%2n-1)I1.23Pn=lnRn=(2n-1) P .h 4A, P 0.4W .3333Pn = P(135 L ) 1.9 10 W .例9 .某發(fā)電廠通過(guò)升壓變壓器、輸電線和降壓變壓器把電能輸送給生產(chǎn)和照明組成的 用戶，發(fā)電機(jī)輸出功率為 100 kW，輸出電壓是250 V，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之 比1 ： 25，輸電線上功率損失為 4%，用戶所需要電壓為 2

22、20 V，貝y(1) 輸電線的電阻和降壓變壓器的匝數(shù)比各為多少？并畫(huà)出輸電線路示意圖。(2) 若有60 kW分配給生產(chǎn)用電，其余電能用來(lái)照明，那么要裝25 W的電燈多少盞？【思路點(diǎn)撥】畫(huà)出輸電示意圖，根據(jù)匝數(shù)比與原、副線圈電流成反比確定輸電線中的電 流，由輸電線上消耗的功率確定輸電線的電阻。在電能的分配上要能量守恒，在處理變壓器的關(guān)系時(shí)，一般將副線圈作為電源，原線圈作為用電設(shè)備來(lái)處理?！敬鸢浮?1) 15.625Q2731 圖見(jiàn)解析(2) 1.44 103盞【解析】(1)根據(jù)匝數(shù)比與原、 副線圈電流成反比確定輸電線中的電流，由輸電線上消 耗的功率確定輸電線的電阻。在電能的分配上要能量守恒，在處

23、理變壓器的關(guān)系時(shí)，一般將 副線圈作為電源，原線圈作為用電設(shè)備來(lái)處理。輸電示意圖如圖所示。R/115用卜A戶升壓變壓器副線圈兩端電壓U266.25kV ,n1輸電線上的電流P1U7 16A，輸電線上損失的功率為Pr4% P |2R ,R 警 15.625。I2降壓變壓器原線圈兩端的電壓33U/ U2- IR (6.25 10 16 15.625) V 6.00 10 V。降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n/U16.00 10327.3220nT* U?。(2)電路的能量分配為P Pr P生產(chǎn)P照明，P照明P PR- P生產(chǎn)36 103W ,可裝25 W的電燈為P明3N -照明 1.44 103(盞

24、)。Pt【總結(jié)升華】畫(huà)示意圖時(shí)，按“發(fā)電廠7升壓7輸電線7降壓7用電器”的順序或從“用電器倒推到發(fā)電廠” 以變壓器的鐵芯為界劃分三個(gè)回路舉一反三：【高清課堂：交流電復(fù)習(xí)與鞏固要規(guī)范標(biāo)出相應(yīng)的物理符號(hào)，便于分析各物理量間的關(guān)系。步一步進(jìn)行分析?！咀兪健磕澈佣魏铀髁繛?m3/s，水流下落的高度為8m。現(xiàn)在利用它來(lái)發(fā)電，設(shè)所用發(fā)電機(jī)的效率為 50%,求：(1)發(fā)電機(jī)的輸出功率；(2 )設(shè)發(fā)電機(jī)的輸出電壓為5000V，向400km外的用戶輸電，輸電線的電阻率82= 1.7 10 Q/m，橫截面積S=0.85cm，輸電導(dǎo)線上的電功率損失要求不超過(guò)輸出功率的4%，則在輸電時(shí)的電壓應(yīng)升高到多少伏？所用的升

25、壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是多少？ ( g 取 9.8m/s2)【答案】 196kW (2)28 103Vni：n2=5:28【解析】(2) R(1) P2LS5000 9.8 8 50% 196kW.160Q,i2r7840W ,7A ,U2P/ I28 103V ,m：門(mén)2=5:28 .類(lèi)型四、交變電流和力學(xué)的綜合問(wèn)題例10.如圖所示， A B是一對(duì)中間開(kāi)有小孔的金屬板，兩小孔的連線與金屬板面相 垂直，兩板間的距離為L(zhǎng),兩極板間加上低頻率交變電壓，A板電勢(shì)為零， B板電勢(shì)U Uocos t,現(xiàn)有一電子在t 0時(shí)刻從A板上的小孔進(jìn)入電場(chǎng)，設(shè)初速度和重力的影響均可忽略不計(jì)，則電子在兩極板間可

26、能(A .以A B間的某一點(diǎn)為平衡位置來(lái)回振動(dòng)B.時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向 A板運(yùn)動(dòng)，但最后穿出 B板、L為何值C. 一直向B板運(yùn)動(dòng)，最后穿出 B板，如果 小于某個(gè)值 0, L小于某個(gè)值LoD.一直向B板運(yùn)動(dòng)，最后穿出 B板，而不論【答案】AC【解析】這是一道有關(guān)交變電流和帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的問(wèn)題。是一個(gè)力學(xué)與電學(xué)綜合的問(wèn)題。B板的電勢(shì)“隨時(shí)間按余弦規(guī)律變化，作出其變化的圖線如圖所示，電子在A、B板間的運(yùn)動(dòng)可以分兩種情況：(1)如果板間距離比較大， 當(dāng)電子在t 0時(shí)刻無(wú)初速度進(jìn)入電場(chǎng)后， 在0 T時(shí)間段,4B板做加速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)?T時(shí)刻，電壓為零， 4B運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到最大。B板電勢(shì)為正。

27、B板電勢(shì)比A板高，電子受向右的正向電場(chǎng)力。向電壓在減小，所以電子受的電場(chǎng)力減小，但速度仍在不斷增大，電子在電子受力為零，其加速度減小為零，速度才不再增大，此時(shí)電子向在TT時(shí)間段內(nèi)，B板電勢(shì)變?yōu)樨?fù)值。 B板電勢(shì)比A板低，電子受向左的負(fù)向電場(chǎng) 42/IK /T .fj護(hù)皿 - /討廠F力，但由于慣性，電子繼續(xù)向B板運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)力作用下做減速運(yùn)動(dòng)。在T時(shí)刻電子受向2左的負(fù)向電場(chǎng)力達(dá)到最大，向左的加速度也達(dá)到最大， 此時(shí)速度減小為零， 電子到達(dá)離 A板最遠(yuǎn)處。TT 3T由于二時(shí)刻電子速度已減小為零，在 丄巳時(shí)間段內(nèi)，B板電勢(shì)仍為負(fù)值，電子仍22 4然受向左的負(fù)向電場(chǎng)力,3T所以電子回頭向左即向 A板做加速運(yùn)動(dòng)，在二 時(shí)刻，電子向A板4運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到最大。3T 十T時(shí)間段內(nèi)，4但由于慣性，電子繼續(xù)向B板電勢(shì)變?yōu)檎?，B板電勢(shì)比A板高，電子受向右的正向電場(chǎng)力,的電場(chǎng)力達(dá)到最大，此時(shí)速度減小為零，電子恰好回到了此后電子將重復(fù)以上運(yùn)動(dòng)過(guò)程，所以選項(xiàng)A板運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)力作用下做減速運(yùn)動(dòng)，在T時(shí)刻，電子受向右t 0時(shí)刻所在的位置。A正確，B錯(cuò)誤。(2)如果 比較小，B板電勢(shì)變化的周期就比較大，從而電子在0T時(shí)間段內(nèi)加速4的時(shí)間比較長(zhǎng)，在 TT時(shí)間段