選修3-2第五章復(fù)習(xí)交變電流

1、 高中物理高中物理 選修選修3-23-2第第5章章 交變電流交變電流5 5交變電流交變電流知識(shí)梳理：知識(shí)梳理：一一 、交變電流的產(chǎn)生過(guò)程以及規(guī)律應(yīng)用、交變電流的產(chǎn)生過(guò)程以及規(guī)律應(yīng)用二、表征正弦交變電流的物理量二、表征正弦交變電流的物理量三、變壓器三、變壓器四、電能的輸送四、電能的輸送 大小和方向大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流，叫做都隨時(shí)間做周期性變化的電流，叫做交變電流。交變電流。(1)(1)正弦交變電流的變化規(guī)律（線圈在正弦交變電流的變化規(guī)律（線圈在中性面中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)）開(kāi)始計(jì)時(shí)）磁通量：磁通量：m m cost costBS cost BS cost 電動(dòng)勢(shì)：電動(dòng)勢(shì)：e eE Em

2、m sint sintnBS sint nBS sint 電壓：電壓： u uU Um m sint sint 電流：電流： i iI Im m sint sint說(shuō)明：如果線圈平面與說(shuō)明：如果線圈平面與中性面垂直時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)中性面垂直時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則表達(dá)式為，則表達(dá)式為余弦余弦函數(shù)函數(shù) (2)(2)中性面中性面與磁場(chǎng)方向垂直的平面，是假想的與磁場(chǎng)方向垂直的平面，是假想的一個(gè)參考面一個(gè)參考面線圈平面位于線圈平面位于中性面中性面時(shí)，穿過(guò)線圈平面的時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量磁通量最大，最大，而而磁通量的變化率磁通量的變化率為零，產(chǎn)生的為零，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。為零。線圈平面與線圈平面與中性面

3、垂直中性面垂直時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量為零，時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量為零，但磁通量的變化率最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大。但磁通量的變化率最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大。線圈線圈每經(jīng)過(guò)一次中性面，電流方向改變一次每經(jīng)過(guò)一次中性面，電流方向改變一次。線圈轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，兩次經(jīng)過(guò)中性面，電流的方向改變兩次。一周，兩次經(jīng)過(guò)中性面，電流的方向改變兩次。 正弦式交變電流的有效值與其相應(yīng)的最大值間的正弦式交變電流的有效值與其相應(yīng)的最大值間的關(guān)系為：關(guān)系為：fTfTTf22,1,12,2,707. 02mmmmUUIIEEE 上述的換算關(guān)系式上述的換算關(guān)系式僅適用于正弦交流電僅適用于正弦交流電，對(duì)用，對(duì)用其他方

4、式產(chǎn)生的交變電流，其有效值與最大值間的其他方式產(chǎn)生的交變電流，其有效值與最大值間的關(guān)系均須根據(jù)關(guān)系均須根據(jù)有效值的定義有效值的定義作具體分析，計(jì)算作具體分析，計(jì)算。 通常所說(shuō)的交變電流的電流、電壓；交流電表通常所說(shuō)的交變電流的電流、電壓；交流電表讀數(shù)；交流電器的額定電壓、額定電流，保險(xiǎn)絲的讀數(shù)；交流電器的額定電壓、額定電流，保險(xiǎn)絲的熔斷電流等都是指熔斷電流等都是指有效值有效值。（特例：。（特例：電容器的耐壓電容器的耐壓值是值是最大值最大值）電壓關(guān)系：電壓關(guān)系：理想變壓器原副線圈的端電壓跟匝數(shù)成正比，輸出電壓由輸理想變壓器原副線圈的端電壓跟匝數(shù)成正比，輸出電壓由輸入電壓決定入電壓決定。當(dāng)當(dāng)n n

5、2 2n n1 1時(shí)，時(shí)，U U2 2U U1 1，變壓器使電壓升高，這種變壓器叫做，變壓器使電壓升高，這種變壓器叫做升壓變壓器升壓變壓器。當(dāng)當(dāng)n n2 2n n1 1時(shí)，時(shí)，U U2 2U U1 1，變壓器使電壓降低，這種變壓器叫做，變壓器使電壓降低，這種變壓器叫做降壓變壓器降壓變壓器。功率關(guān)系：功率關(guān)系：P P入入=P=P出出，理想變壓器的輸入功率由輸出功率決定，理想變壓器的輸入功率由輸出功率決定電流關(guān)系：電流關(guān)系： 2121nnUU1221nnII（1 1）減少輸電線電阻：）減少輸電線電阻： 選用電阻率較小的銅線和鋁線；選用電阻率較小的銅線和鋁線； 增大導(dǎo)線的橫截面積。增大導(dǎo)線的橫截面積

6、。（2 2）減小輸電線中的電流減小輸電線中的電流，根據(jù)電功率公式：，根據(jù)電功率公式： I I輸輸=P=P輸輸/U/U輸輸， 在保證在保證P P輸輸不變的條件下，可以提高輸電電壓不變的條件下，可以提高輸電電壓U U輸輸。（1 1）功率功率關(guān)系關(guān)系：P P1 1P P2 2，P P3 3P P4 4， P P2 2P P線線P P3 3 。（2 2）電壓電壓關(guān)系關(guān)系：U U2 2U U線線U U3 3 。 1如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比不變，副如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比不變，副線圈上接有電阻為不零的負(fù)載，在原線圈上輸入電壓線圈上接有電阻為不零的負(fù)載，在原線圈上輸入電壓U1不變

7、的交流電，則：不變的交流電，則：AU1 U2N1 N2 BI1 I2N1 N2C當(dāng)當(dāng)I2減小時(shí)，減小時(shí)，I1增大增大 D當(dāng)當(dāng)I2減小時(shí)，減小時(shí)，I1減小減小2如圖甲為一火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)其中如圖甲為一火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)其中R0為定值電阻，為定值電阻，R為熱敏電阻，為熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小。理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為其阻值隨溫度的升高而減小。理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5 1，副線圈輸出電壓如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是：副線圈輸出電壓如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是：A原線圈輸入電壓有效值為原線圈輸入電壓有效值為220VB副線圈輸出電壓瞬時(shí)值表達(dá)式副線圈輸出電壓瞬時(shí)值表達(dá)式 CR處出現(xiàn)火情時(shí)原

8、線圈電流增大處出現(xiàn)火情時(shí)原線圈電流增大DR處出現(xiàn)火情時(shí)電阻處出現(xiàn)火情時(shí)電阻R0的電功率減小的電功率減小Vtu)100cos(2443一臺(tái)理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比一臺(tái)理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1: n2=10: 1。原。原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u如圖所示。副線圈如圖所示。副線圈僅接入一個(gè)僅接入一個(gè)1 0 的電阻，下列說(shuō)法正確的是：的電阻，下列說(shuō)法正確的是：A原線圈的輸入電壓與副線圈的輸出電壓之比為原線圈的輸入電壓與副線圈的輸出電壓之比為1:10B原線圈的輸入電流與副線圈的輸出電流之比為原線圈的輸入電流與副線圈的輸出電流之比為1:10C該交流電的頻率為

9、該交流電的頻率為50HzD原線圈電流的有效值是原線圈電流的有效值是22 A4某正弦交流電的某正弦交流電的it圖象如圖所示，則該電流的：圖象如圖所示，則該電流的：A頻率頻率f=0. 02 Hz B有效值有效值I= AC峰值峰值Im= A D瞬時(shí)值表達(dá)式瞬時(shí)值表達(dá)式Ati)100sin(202102205一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì) ，那么：，那么：該交變電流的頻率是該交變電流的頻率是50 Hz 當(dāng)當(dāng)t = 0時(shí)，線圈平面恰好位于中性面時(shí)，線圈平面恰好位于中性面當(dāng)當(dāng)t = 0.01s時(shí)，時(shí)，e有最大值有最大值 該交變電流電動(dòng)勢(shì)

10、的有效值為該交變電流電動(dòng)勢(shì)的有效值為 VVte)100sin(222022206一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。由一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。由圖可知：圖可知：A.該交流電電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為該交流電電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為B.該交流電的頻率為該交流電的頻率為25 Hz C.該交流電的電壓的有效值為該交流電的電壓的有效值為 V D.若將該交流電加在阻值若將該交流電加在阻值R100的電阻兩端，則電阻的電阻兩端，則電阻消耗的功率為消耗的功率為50 WVtu)25sin(10021007理想變壓器原線圈輸入電壓理想變壓器原線圈輸入電壓,變壓器副線圈與一個(gè)定值電阻變壓器副線圈與

11、一個(gè)定值電阻 R = 10相連，變壓器原相連，變壓器原副線圈的匝數(shù)副線圈的匝數(shù)n1:n2 =10:1，電壓表和電流表均是理想交，電壓表和電流表均是理想交流表，流表， 下列說(shuō)法正確的是：下列說(shuō)法正確的是：A. 輸入電壓為正弦交變電壓輸入電壓為正弦交變電壓,其周期其周期T=0.02sB. 電壓表的示數(shù)為電壓表的示數(shù)為100V，電流表的示數(shù)為，電流表的示數(shù)為10AC. 電壓表的示數(shù)為電壓表的示數(shù)為 V,電流表的示數(shù)為電流表的示數(shù)為 A 1.D. 電阻的電功率為電阻的電功率為2000WVtu)100sin(2100021002108如圖為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，若電廠輸出電壓如圖為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，若電

12、廠輸出電壓 ，下列表述正確的是：，下列表述正確的是：AU1 U4 BU1= VC若若U2提高為原來(lái)的提高為原來(lái)的10倍，輸電線上損失的功率為倍，輸電線上損失的功率為原來(lái)的原來(lái)的0.01 D用戶得到的交變電流頻率為用戶得到的交變電流頻率為25HzVtu)100sin(2220122209利用一理想變壓器給一燈泡供電，輸入電壓不變，當(dāng)利用一理想變壓器給一燈泡供電，輸入電壓不變，當(dāng)開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)S由由c扳到扳到b時(shí)，副線圈匝數(shù)變少，則：時(shí)，副線圈匝數(shù)變少，則：A原線圈的電流減小原線圈的電流減小 B電燈亮度變亮電燈亮度變亮C燈泡兩端的電壓變小燈泡兩端的電壓變小D輸入變壓器的電功率不變輸入變壓器的電功率不變1

13、0如圖所示，一只理想變壓器原線圈與頻率為如圖所示，一只理想變壓器原線圈與頻率為50 Hz的正弦交流電源相連，兩個(gè)阻值均為的正弦交流電源相連，兩個(gè)阻值均為20的電阻串聯(lián)后接的電阻串聯(lián)后接在副線圈的兩端在副線圈的兩端.圖中電流表、電壓表均為理想交流電表，圖中電流表、電壓表均為理想交流電表，原、副線圈匝數(shù)分別為原、副線圈匝數(shù)分別為200匝和匝和100匝，電壓表的示數(shù)為匝，電壓表的示數(shù)為5V。則：。則：A電流表的讀數(shù)為電流表的讀數(shù)為0.5AB流過(guò)電阻的交流電的頻率為流過(guò)電阻的交流電的頻率為100HzC變壓器原線圈兩端電壓的最大值為變壓器原線圈兩端電壓的最大值為 VD交流電源的輸出功率為交流電源的輸出功

14、率為2.5W22011理想變壓器與電阻理想變壓器與電阻R及交流電流、電壓表及交流電流、電壓表V和和A按示按示方式連接，已知變壓器原副線圈的匝數(shù)比為方式連接，已知變壓器原副線圈的匝數(shù)比為n1 n2 = 10 1，電阻，電阻R = 11，原線圈兩端輸入電壓，原線圈兩端輸入電壓U隨時(shí)間變隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是：化的圖象如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是：AV表的讀數(shù)為表的讀數(shù)為220V B通過(guò)通過(guò)R的電流為的電流為2ACA表的讀數(shù)為表的讀數(shù)為2AD變壓器的輸入功率為變壓器的輸入功率為44W12一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，若將該交流電壓加在阻值若將該交流電壓加在阻值R10 的電阻兩端由圖可知：的電阻兩端由圖可知：A該交流電的頻率為該交流電的頻率為50 Hz B通過(guò)電阻的電流為通過(guò)電阻的電流為 AC用交流電壓表測(cè)得電阻兩端的電壓是用交流電壓表測(cè)得電阻兩端的電壓是10V D電阻消耗的功率是電阻消耗的功率是10W213如圖是遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，則電壓如圖是遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，則電壓U1、U2、U3 、U4之