第五章：交變電流復(fù)習(xí)課上課用

選修3-2第五章：交變電流

復(fù)習(xí)課

姚安一中張文洪1.交變電流：大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流。

2.交變電流的變化規(guī)律：⑴方向變化規(guī)律-------線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改變一次；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向改變兩次。⑵大小變化規(guī)律-------按正弦規(guī)律變化：e=Emsinωti=Imsinωtu=Umsinωt例：一臺(tái)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為311V，線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是100πrad/s。寫出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式。答案：e=311Sin100πt(V)

5.1、交變電流3.直流電:電流方向不隨時(shí)間而改變的電流

4.發(fā)電機(jī)的基本組成：線圈、磁極三、相位如圖5－2－1所示，甲、乙兩交流電的表達(dá)式分別為：u甲＝Emsinωt；u乙＝Emsin(ωt＋Φ)，其中“________”叫做交變電流的______，Φ是t＝0時(shí)的相位，叫做交變電流的________．圖5－2－1ωt＋Φ相位初相位

一正弦交變電流的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖5－2－2所示．由圖可知(

)

圖5－2－2課堂互動(dòng)講練類型一表征交變電流的物理量及其應(yīng)用例1【答案】

BD三、交變電流的變化規(guī)律1．正弦式交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式i＝_________u＝__________e＝________其中i、u、e分別表示電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)的________，Im、Um、Em分別表示電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)的_______．ImsinωtUmsinωtEmsinωt瞬時(shí)值最大值3．幾種不同類型的交變電流實(shí)際應(yīng)用中，交變電流有不同的變化規(guī)律，常見的有以下幾種，如圖5－1－2所示．圖5－1－21．在如圖所示的幾種電流隨時(shí)間變化的圖線中，屬于交變電流的是，屬于正弦交變電流的是。tiABCDABDA三例題特別提醒：銘牌上表示的和電表測(cè)量的都是有效值，電容器所能承受的電壓是最大值，要高于交流電壓的峰值，否則電容器就可能被擊穿．2．下列提到的交變電流，哪一個(gè)不是指有效值(

)A．交流電壓表讀數(shù) B．保險(xiǎn)絲熔斷電流

C．電容器擊穿電壓

D．220V交流電壓解析：交流電表的讀數(shù)、保險(xiǎn)絲的熔斷電流、通常所說的電流、電壓都是指交流電的有效值，而電容器的擊穿電壓是指交流電壓的最大值。

答案：C3、有效值：

（1）定義：根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定，讓交流電和直流通過相同阻值的電阻，如果他們?cè)谝粋€(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。E，U，I即時(shí)應(yīng)用

(即時(shí)突破，小試牛刀)1．關(guān)于交流電的有效值，正確的說法是(

)A．對(duì)于各種交變電流，最大值的平方都等于有效值平方的2倍B．有效值就是交流電在一個(gè)周期內(nèi)的平均值C．交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來定義的D．在交流電路中，交流電流表及交流電壓表的讀數(shù)表示的均為有效值2πf

1.我國生產(chǎn)和生活用交流電的周期T=_____s，頻率f=____Hz，角速度ω=_____rad/s，在1s內(nèi)電流的方向變化____次。0.0250100π100課堂練習(xí)1．一交變電流的電壓表達(dá)式為u＝20sin314tV

，求這個(gè)交變電流的電壓峰值，周期和頻率。答案：20V

0.02s

50Hz例4、07北京17、電阻R1、R2交流電源按照?qǐng)D1所示方式連接，R1=10Ω，R2=20Ω。合上開關(guān)后S后，通過電阻R2的正弦交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖2所示。則A、通過R1的電流的有效值是1.2AB、R1兩端的電壓有效值是6VC、通過R2的電流的有效值是1.2AD、R2兩端的電壓有效值是6VB《基礎(chǔ)行》P205真題5第四節(jié)變壓器幾種常見的變壓器n1U1原線圈（初級(jí)線圈）：跟電源相連，用絕緣線繞成的n2U2副線圈（次級(jí)線圈）：跟負(fù)載相連，用絕緣線繞成的一、變壓器的構(gòu)造注意：線圈必須繞在鐵芯上，鐵芯必須是閉合的?；ジ鞋F(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)閉合鐵芯是由涂有絕緣漆的硅鋼薄片疊合而成。一、變壓器的構(gòu)造

1．構(gòu)造：

2．示意圖

3．電路圖中符號(hào)二、變壓器的工作原理——

互感現(xiàn)象

1、變壓器只能改變交流電的電壓和電流

2、能量轉(zhuǎn)化：電能→磁場(chǎng)能→電能

3、理想變壓器P入＝P出三、理想變壓器的變壓規(guī)律

U1/U2=n1/n2四、理想變壓器的變流規(guī)律：

I1/I2=n2/n1

小結(jié)四、理想變壓器的變流規(guī)律1.理想變壓器輸出功率應(yīng)等于輸入功率即:U1I1=U2I2P出=P入

例10、如圖所示，變壓器為理想變壓器，初級(jí)有a、b兩個(gè)接點(diǎn)，次級(jí)向負(fù)載R供電。三只電表均為交流電表。S為單刀雙擲開關(guān)。原來S與a接通時(shí)，各電表均有一示數(shù)。當(dāng)S與b接通后，各電表的示數(shù)變化情況是：（）A、A1、A2和V的示數(shù)都增大B、A1、A2和V的示數(shù)都變小C、A1、A2的示數(shù)增大，V的示數(shù)變小D、A1、A2的示數(shù)變小，V的示數(shù)增大A1~A2baSRVA09江蘇6．如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1：5，原線圈兩端的交變電壓為氖泡在兩端電壓達(dá)到100V時(shí)開始發(fā)光，下列說法中正確的有

A．開關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為100HzB．開關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為100VC．開關(guān)斷開后，電壓表的示數(shù)變大

D．開關(guān)斷開后，變壓器的輸出功率不變《五年高考》P1451AB1803A

練習(xí)2、一理想變壓器，原線圈匝數(shù)n1=1100，接在電壓220V的交流電源上，當(dāng)它對(duì)11只并聯(lián)的“36V，60w”的燈泡供電時(shí)，燈泡正常發(fā)光。由此可知副線圈的匝數(shù)n2=__________

，通過原線圈的電流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/U1AV~R1R2SA.U增大、I增大、PR1增大C.U減小、I減小、PR1減小D.U不變、I減小、PR1不變B.U不變、I減小、PR1

增大

練習(xí)3、如圖所示：理想變壓器的原線圈接高電壓，變壓后接用電器，線路電阻不計(jì)。S原來閉合，且R1=R2，現(xiàn)將S斷開，那么交流電壓表的示數(shù)U、交流電流表的示數(shù)I和用電器上R1的功率PR1將分別（）D

思考：變壓器輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關(guān)系是怎樣的？例３、如圖是一個(gè)理想變壓器的電路圖，若A、B兩點(diǎn)接交流電壓U時(shí)，五個(gè)相同的燈泡均正常發(fā)光，則原、副線圈的匝數(shù)比為：

A.51B.15C.41D.14n1n2UAB解：設(shè)燈泡正常發(fā)光的電流為I，則原、副線圈的電流分別為I和4I，如圖示。I4I所以原、副線圈的匝數(shù)比為415.4、感抗和容抗1.感抗表示電感對(duì)交變電流的阻礙作用。特點(diǎn)：

“通直流，阻交流”、“通低頻，阻高頻”

2．容抗表示電容對(duì)交變電流的阻礙作用。特點(diǎn)：“通交流，隔直流”、“通高頻，阻低頻”

5.5

電能的輸送一、變壓器的構(gòu)造

1．示意圖

2．符號(hào)二、變壓器的工作原理：

1、互感現(xiàn)象：變壓器只能改變交流電的電壓和電流

2、能量轉(zhuǎn)化：電能→磁場(chǎng)能→電能

3、理想變壓器：三、理想變壓器的變壓、變流規(guī)律：四、常用變壓器復(fù)習(xí)回顧

5.4變壓器P入＝P出遠(yuǎn)距離輸送電示意圖交流高壓輸電的基本環(huán)節(jié)

發(fā)電站升壓變壓器高壓輸電線降壓變壓器用戶發(fā)電站→升壓變壓器→高壓輸電線→降壓變壓器→用電單位二、遠(yuǎn)距離輸電原理圖14223UUUURIF用線

rI1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器降壓變壓器遠(yuǎn)距離高壓送電1、輸電線上的功率損失2、輸電效率

例５：在遠(yuǎn)距離輸電中，當(dāng)輸送的電功率相同時(shí)，則關(guān)于輸電導(dǎo)線上損失的功率下列說法正確的是（）(A)減小輸電導(dǎo)線的電阻可以減小損失的功率，但此種方法很有限(B)提高輸送電壓從而減小輸送電流，可大大減小損失的功率(C)損失的功率與輸送電壓的二次方成反比(D)損失的功率與輸電線上的電壓降成反比ABC例６：某發(fā)電機(jī)輸出功率P=100千瓦，發(fā)電機(jī)端電壓U=1000伏，向遠(yuǎn)距離輸電的輸電線總電阻R=8歐?，F(xiàn)要求輸電損耗為5%，用戶得到的電壓恰好為220伏，則：①畫出輸電線路的示意圖；②求出所用的變壓器的原副線圈匝數(shù)比。解：線路上損耗的功率為P′=5000W，∵P′=I2

2R,∴電流為I2=25A，線路上的電壓為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例７：有一條河流，河水流量為4m3/s，落差為5m，現(xiàn)利用它來發(fā)電，使用的發(fā)電機(jī)總效率為50％，發(fā)電機(jī)輸出電壓為350V，輸電線的電阻為4Ω，允許輸電線上損耗功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的5％，而用戶所需要電壓為220V，求所用的升壓、降壓變壓器上原、副線圈的匝數(shù)比．g=9.8m/s2線路上損耗功率為P′=9.8×104W×5％=

4900W，∵P′=I2

2R,∴電流為I2=35A，