高中物理-交變電流復(fù)習(xí)課教學(xué)課件設(shè)計(jì)

交變電流復(fù)習(xí)課菏澤發(fā)電廠

一期發(fā)電機(jī)組升壓變壓器菏澤二中專用變壓器電能的旅程西郊變電站長距離輸電交變電流產(chǎn)生和輸送電路圖交變電流的產(chǎn)生理想變壓器遠(yuǎn)距離輸電AV情景一：如圖勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)B=0.1T，矩形線圈的匝數(shù)N=100匝，內(nèi)阻不計(jì)，邊ab：L1=0.2m，bc：L2=0.5m，以角ω=100πrad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)軸在正中間，外電路接電阻R=100Ω一、交變電流的產(chǎn)生及描述

問題1：從圖示位置開始，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中穿過線圈的磁通量發(fā)生了怎樣的變化？感應(yīng)電流的大小和方向發(fā)生怎樣的變化？

問題2：線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)周期與交變電流的周期有什么關(guān)系？感應(yīng)電流的方向在一個(gè)周期內(nèi)變化幾次？求出這個(gè)問題中電流的周期和頻率？

磁通量先增大后減小，再增大再減小，周期性變化。產(chǎn)生周期性變化的交變電流。

周期相同，變化2次，T=0.02s，f=50Hz

問題4：寫出從中性面開始計(jì)時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式。AV情景一：如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T，矩形線圈的匝數(shù)N=100匝，內(nèi)阻不計(jì)，邊ab：L1=0.2m，bc：L2=0.5m，以角速度ω=100πrad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)軸在正中間，外電路接電阻R=100Ω問題5：圖中電壓表和電流表的示數(shù)各是多少？從圖示位置轉(zhuǎn)90°過程中R上產(chǎn)生的熱量為多少？問題3：線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中在何位置電動(dòng)勢(shì)有最大值，最大值是多少？問題3:在線圈平面和磁場(chǎng)平行處(垂直于中性面的位置)有最大值Em=NBL1L2ω=314v

問題6：寫出從圖示位置線圈轉(zhuǎn)過90°過程中通過R的電荷量表達(dá)式？本題是多少？轉(zhuǎn)過180°呢？電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式

e＝314sin100πt(V)

問題5:電壓表示數(shù)：222V電流表示數(shù)：2.2AR上產(chǎn)生的熱量為Q=I2Rt=2.5J

問題6:q1=NΔΦ/R=NBL1L2/R=0.01Cq2=0

二、理想變壓器情景二：理想變壓器原線圈接入如圖甲所示的交流電壓。如圖乙，原副線圈匝數(shù)比為4:1,副線圈接一個(gè)R=27.5Ω的負(fù)載電阻。U問題1：變壓器的基本結(jié)構(gòu)是什么？變壓器工作時(shí)有哪些能量損失？在變壓器制造工藝中是如何減少這種損失的？何謂理想變壓器？問題2:變壓器的工作原理是什么？能量是如何轉(zhuǎn)化的？UI1I2P1P2U1U2問題3：說說原線圈的電壓、功率、電流和副線圈的電壓、功率、電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系？它們有什么樣的制約關(guān)系？本題中電壓表和電流表的讀數(shù)是多少？輸入功率又是多少？情景二：理想變壓器原線圈接入如圖甲所示的交流電壓。如圖乙，原副線圈匝數(shù)比為4:1,副線圈接一個(gè)R=27.5Ω的負(fù)載電阻。問題4：若把定值電阻換為滑動(dòng)變阻器，當(dāng)滑動(dòng)觸頭下滑，電壓表和電流表的示數(shù)將如何變化？輸入功率又如何變化？為什么？UI1I2U1U2P1P2問題4：電壓表的示數(shù)不變，負(fù)載電阻增大，輸出功率減小，則輸入功率減小，原線圈電壓不變，則電流表示數(shù)減小問題5：若把變壓器副線圈變?yōu)榭烧{(diào)線圈，當(dāng)滑動(dòng)觸頭下移，電壓表和電流表的示數(shù)將如何變化？輸入功率又如何變化？為什么？UVI1I2U1U2P1P2問題5：觸頭下移副線圈匝數(shù)減少，則電壓表示數(shù)變??；輸出功率變小，則輸入功率變小，原線圈電壓不變，則電流表示數(shù)變小。

三遠(yuǎn)距離輸電問題問題1：如圖設(shè)線路上損耗功率為ΔP，如何計(jì)算輸電線路損耗的功率？若輸電電流不變，電阻變?yōu)閞/2，損耗功率為多少？若線路電阻不變，電流變?yōu)镮/2，損耗功率變?yōu)槎嗌?？用戶發(fā)電廠U2IrU1問題2：你認(rèn)為哪種途徑對(duì)降低能耗更實(shí)用而且有效？問題3：若發(fā)電廠輸出功率一定，如何減小輸電電流？這種減小輸電電流的方法，在發(fā)電廠和用電戶附近應(yīng)該分別安裝什么類型的變壓器？請(qǐng)畫出輸電電路圖。情景三：問題4：通過該線路向某地供電，若發(fā)電機(jī)向升壓變壓器原線圈的輸入功率是P1=100kW，輸入電壓是U1=2500V，升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為n1:n2=1:20，技術(shù)上要求輸電導(dǎo)線中電功率損失控制在輸電功率的4%，如果讓你設(shè)計(jì)線路，你應(yīng)把線路的總電阻控制為多少？請(qǐng)你求出降壓變壓器原線圈兩端的電壓？解：升壓變壓器原線圈輸入功率等于副線圈的輸出功率，即：P1=P2U1/U2=n1/n2

升壓變壓器副線圈電壓：U2=n2U1/n1=2500×20V=5×104V

由P24%=U2I線得：I線=2A

由ΔP=I線2R線得：R線=1000Ω

則:ΔU=I線R線=2000V

所以U3=U2-ΔU=4.8×104V交變電流交變電流的產(chǎn)生及描述理想變壓器遠(yuǎn)距離輸電周期和頻率交流電的四值原理：互感現(xiàn)象關(guān)系電壓：U1/U2=n1/n2電流:I1/I2=n2/n1(只有一副線圈)功率:P1=P2

類型升壓變壓器(n1<n2)降壓變壓器(n1>n2)電壓損失：ΔU=U3-U2功率損失:ΔP=(U3-U2)2/r=I22r高壓輸電:減小能量損耗產(chǎn)生：磁通量周期變化產(chǎn)生交變電流描述物理量圖像：正弦式曲線小結(jié)謝謝1.一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示．已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5.0Ω，現(xiàn)外接一只電阻為95.0Ω的燈泡，如圖乙所示，則(

)A．電壓表的示數(shù)為220VB．電路中的電流方向每秒鐘改變50次C．燈泡實(shí)際消耗的功率為484WD．發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2JD2.一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示，副線圈所接電路如圖乙所示，P為滑動(dòng)變阻器的觸頭，則()A．副線圈輸出電壓的頻率為50HzB．副線圈輸出電壓的有效值為31VC．P向右移動(dòng)時(shí)，原、副線圈的電流比減小D．P向右移動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出功率增加甲乙AD3.某小型水電站的電能輸送示意圖如圖。發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n1、n2。降壓變壓