交流電復(fù)習(xí)提綱

第二章交變電流復(fù)習(xí)提綱知識(shí)網(wǎng)絡(luò)交變電流＜定義：大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流'閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直與磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)中性面：a磁通量最大；8感應(yīng)電動(dòng)勢最?。籧電流方向改變e=ESin①交變電流＜定義：大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流'閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直與磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)中性面：a磁通量最大；8感應(yīng)電動(dòng)勢最小；c電流方向改變e=ESin①tEm表達(dá)式：＜m （從中性面開始）=NBS①表征交變電流的物理量交變電流＜電感＜E=NBS①根據(jù)電流熱效應(yīng)定義Em=＜2E（正弦交流電）周期和頻率：T=—f- A中E=n AtX

L'最大值:有效值:平均值:'通直流、阻交流、通低

高頻扼流圈，低頻扼流頻、圈阻高頻=2nfL隔直流、通交流、阻低頻、通高頻隔直電容和高頻旁路電變壓器d構(gòu)造：鐵芯、原副線圈原理：互感現(xiàn)象U1變壓器d構(gòu)造：鐵芯、原副線圈原理：互感現(xiàn)象U1：U2=ni：n2I:I=n:nP=P

12電壓損失、功率損失AU=IR規(guī)律：d電能輸送d遠(yuǎn)距離送電方式：提高U，降低I,減小AP,AU專題一：交變電流的產(chǎn)生、描述及變化規(guī)律理解交變電流的產(chǎn)生過程，將其與矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)合起來進(jìn)行理解，注意每個(gè)時(shí)刻磁通量、磁通量的變化率、電動(dòng)勢、電流的對應(yīng)關(guān)系，特別是中性面和垂直中性面兩個(gè)位置各個(gè)物理量間的關(guān)系。要注意區(qū)分瞬時(shí)值、有效值、最大值、平均值。瞬時(shí)值隨時(shí)間做周期性變化，表達(dá)式為=NBSWsinEE=—m3t，有效值是利用電流的熱效應(yīng)定義的。正弦式交變電流的有效值與最大值的關(guān)系是 、2，其中Em=NBS?，最大值的大小與線圈的形狀、旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸無關(guān)；有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的，可- △①E=n 用來計(jì)算導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量、電功率以及確定電阻熔斷電流等；平均值只能用 At計(jì)算，利用平均值可以計(jì)算感應(yīng)電荷量。

【例1】一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢隨時(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5.0Q，則外接一只電阻為95.0Q的燈泡，如圖乙所示，貝0電壓表?的示數(shù)為220V電路中的電流方向每秒鐘改變50次燈泡實(shí)際消耗的功率為484W發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2J解析:A選項(xiàng)：電壓表示數(shù)為燈泡兩端電壓的有效值,由圖像知電動(dòng)勢的最大值Em=220克V,有效值E=220V,一RE燈泡兩端電壓U=&*^=209V,A錯(cuò)B選項(xiàng)：由圖像知T=0.02S,一個(gè)周期內(nèi)電流方向變化兩次，可知1s內(nèi)電流方向變化100次，B錯(cuò)C選項(xiàng)：燈泡的實(shí)際功率P=絲=209-W=4598W，C錯(cuò)R95 ,D選項(xiàng)：電流的有效值I=;'=2.2A，發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為R+rQ=12rt=2.22x5x1J=24.2J，D對。答案：D練習(xí)：矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場的對稱軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過中性面時(shí)，以下說法正確的是線圈平面與磁感線方向垂直線圈中感應(yīng)電流的方向?qū)l(fā)生改變通過線圈平面的磁通量最大通過線圈的感應(yīng)電流最大矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大值為50V，那么該線圈由圖所示位置轉(zhuǎn)過30。時(shí)，線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢大小為50V B.25*3V C.25V D.10V如圖所示，線框在勻強(qiáng)磁場中繞OO'軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（由上向下看是逆時(shí)針方向），當(dāng)轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，磁通量和感應(yīng)電動(dòng)勢大小的變化情況是磁通量和感應(yīng)電動(dòng)勢都在變大磁通量和感應(yīng)電動(dòng)勢都在變小磁通量在變小，感應(yīng)電動(dòng)勢在變大磁通量在變大，感應(yīng)電動(dòng)勢在變小一矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢e隨時(shí)間變化如圖所示，下面說法正確的是t1時(shí)刻通過線圈的磁通量為零t2時(shí)刻通過線圈的磁通量的絕對值最大

t3時(shí)刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大每當(dāng)e改變方向時(shí)，通過線圈的磁通量的絕對值都為最大右圖表示一交變電流隨時(shí)間而變化的圖象，此交流電流的有效值是5v/2A B.5AC.克A D.3.5A圖是某種正弦式交變電壓的波形圖，由圖可確定該電壓的周期是0.01S最大值是311V有效值是220V表達(dá)式為U=220sin100n(V)7(1)如圖所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場中，線框面積為S,電阻為R。線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度 ?勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中感應(yīng)電流的有效值x?XXA\~ D兀x?XXA\~ D1=。線框從中性面開始轉(zhuǎn)過一的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量2q= 8.如圖所示，邊長為0.5m的正方形線框ABCD繞AB邊在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，AB邊和磁場垂直，轉(zhuǎn)速為每秒50轉(zhuǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T.求：感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值；在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，當(dāng)穿過線框的磁通量為0.05Wb時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值為多大？專題二、理想變壓器1.輸入功率和輸出功率電壓比等于匝數(shù)比:號(hào)=-T，輸入電流與輸出電流:一個(gè)副線圈工作時(shí)，根據(jù)P=P和與=-r有:UI=UI,L=紜，得1=%I，入出U2n2 11 2212n1n12即當(dāng)線圈的結(jié)構(gòu)一定時(shí)，叩n2一定，輸出電流決定輸入電流。輸出電流增大，輸入電流也隨之增大；輸出電流減小，輸入電流也隨之減小。當(dāng)變壓器有多個(gè)副線圈同時(shí)輸出時(shí)，同樣也有輸出電流決定輸入電流的關(guān)系。

【例2】如圖所示是一個(gè)理想變壓器,K為單刀雙擲電鍵,P是滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭,U1為加在原線圈兩端的電壓,11為原線圈上的電流強(qiáng)度，則（ ）保持U1及P的位置不變,K由a合在b時(shí),I1將增大 X? .IJ——LI保持P的位置及U1不變,K由b合在a時(shí),R消耗的功率減小 |Lftn。保持U1不變,K合在a處，使P上滑I1將增大 玖EPUD.保持P的位置不變,K合在a時(shí)，若U1增大,11將增大 ?| 解釋：K由a合在b時(shí)，原線圈匝數(shù)減小，原副線圈匝數(shù)比變小，保持U1不變，據(jù)乍節(jié)U2增大，P的位置不變，變壓器輸出功率增大，I2增大，I1將增大，反之，K由b合在a時(shí)，R消耗的功率減小，所以A、B對。C選項(xiàng)中，保持U1不變,K合在a處，使P上滑，電阻R增大，I2減小，I1減小，所以C錯(cuò)，D選項(xiàng)中，保持P的位置不變,K合在a時(shí)，若U1增大，則U2增大，R消耗功率增大，I2增大，I1將增大。D對。答案：ABD練習(xí)：對于理想變壓器，下列說法中正確的是原線圈的輸入功率隨著副線圈的輸出功率增大而增大原線圈的輸入電流隨著副線圈的輸出電流增大而增大原線圈的電壓不隨副線圈的輸出電流變化而變化當(dāng)副線圈的電流為零時(shí)，原線圈的電壓也為零如圖所示，一個(gè)理想變壓器，初、次級(jí)線圈匝數(shù)比為10：1，把初級(jí)線圈接入U(xiǎn)=220<!sin100ntV的交流電源，那么用交流電壓表測量次級(jí)輸出電壓為220七呀V次級(jí)交流電的頻率為100Hz次級(jí)接入R=22歐姆的電阻，則初級(jí)線圈的電流為1A次級(jí)接入，R=22歐姆的負(fù)載，則變壓器的輸入功率為22W為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關(guān)系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡L］、L2，電路中分別接了理想交流電壓表V］、V2和理想交流電流表A「A2，導(dǎo)線電阻不計(jì)，如圖所示。當(dāng)開關(guān)S閉合后氣示數(shù)變大，氣與A2示數(shù)的比值不變氣示數(shù)變大，A］與A2示數(shù)的比值變大V2示數(shù)變小，V］與V2示數(shù)的比值變大V2示數(shù)不變，V］與V2示數(shù)的比值不變?nèi)鐖D所示，理想變壓器的a、b端加上一交流電壓（電壓有效值保持不變），副線圈d端所接燈泡L恰好正常發(fā)光。此時(shí)滑線變阻器的滑片P于圖示位置?，F(xiàn)將滑片下移（導(dǎo)線電阻不計(jì)），則以下說法中正確的是 1一可 燈仍能正常發(fā)光，原線圈輸入電流變小 代］氏燈不能正常發(fā)光，原線圈輸入功率變大 '一 一^燈不能正常發(fā)光，原線圈輸入電壓變大 圖2-6

D.燈仍能正常發(fā)光，原線圈輸入功率不變5.如圖所示為理想變壓器供電示意圖，A為與原線圈串聯(lián)的燈泡，A1、A2為副線圈的負(fù)載，當(dāng)閉合開關(guān)S后（不考慮溫度對燈絲電阻的影響），各燈泡亮度的變化情況是A，A2D.燈仍能正常發(fā)光，原線圈輸入功率不變5.如圖所示為理想變壓器供電示意圖，A為與原線圈串聯(lián)的燈泡，A1、A2為副線圈的負(fù)載，當(dāng)閉合開關(guān)S后（不考慮溫度對燈絲電阻的影響），各燈泡亮度的變化情況是A，A2.（填“變亮”、“變暗”或“不變”）專題三、遠(yuǎn)距離輸電遠(yuǎn)距離輸電的示意圖如圖所示：包括發(fā)電機(jī)、兩臺(tái)變壓器、輸電線等效電阻和負(fù)載電阻。并按照規(guī)范在圖中標(biāo)出相應(yīng)的物理量符號(hào)。一般設(shè)兩個(gè)變壓器的初、次級(jí)線圈的匝數(shù)分別為、n1、n1',n2、n2'，相應(yīng)的電壓、電流、功率也應(yīng)該采用相應(yīng)的符號(hào)來表示。從圖中應(yīng)該看出功率之間的關(guān)系是：P]=P「，P夕2'，P1=P『+P2。電壓之間的關(guān)系是：wJIm、,U'=U+U。n1r22I nnI電流之間的關(guān)系是：jV=才，i21 1 2-2,I'=I=In1r22可見其中電流之間的關(guān)系最簡單，I,I,I中只要知道一個(gè)，另兩個(gè)總和它相等。因此求輸電線上的1r2電流往往是這類問題的突破口。輸電線上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的。分析和計(jì)算時(shí)都必須用P=I；r,Ur=Ir,十十"EC U2而不能用P=?rr【例3】學(xué)校有一臺(tái)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻為r=1Q，升壓變壓器匝數(shù)比為1：4,降壓變壓器的匝數(shù)比為4:1，輸電線的總電阻為R=4Q，全校22個(gè)教室，每個(gè)教室用“220V，40W”的燈6盞，要求所有燈都正常發(fā)光，則：⑴發(fā)電機(jī)的輸出功率多大？⑵發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢多大？⑶輸電線上損耗的電功率多大？解析：輸電示意圖如圖所示.圖2-8⑴所有燈都正常工作的總功率為22X6X40W=5280W,用電器總電流為I；=代，=骯；）A=24A,輸電線上的電流IV=Ir=I2=〒=6A,降M變壓器上U2=4U；=880V,輸電線上的電壓損失為Ur=IrR=24V,因此升壓變壓器的輸出電壓為U,'=U+U=904V,輸入電壓為U,=U'/4=326V,輸入電流為I=41/=24A1R2 1 1 1 1

所以發(fā)電機(jī)輸出功率為P出=^111=5424W.發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢￡=%+1/=250V輸電線上損耗的電功率PR=I2R=144W.R答案：(1)5424W(2)250V(3)144W練習(xí)：遠(yuǎn)距離輸送交流電都采用高壓輸電.我國正在研究用比330kV高得多的電壓進(jìn)行輸電.采用高壓輸電的優(yōu)點(diǎn)是可節(jié)省輸電線的銅材料可根據(jù)需要調(diào)節(jié)交流電的頻率可減少輸電線上的能量損失可加快輸電的速度某發(fā)電廠原來用11kV的交流電壓輸電，后來改用升壓變壓器將電壓升高到220kV輸電，輸送的電功率都是P，若輸電線路的電阻為R，則下列說法中正確的是根據(jù)公式，I=P/U，提高電壓后輸電線上的電流降為原來的1/20根據(jù)公式I=U/R，提高電壓后輸電線上的電流增為原來的20倍根據(jù)公式P=I2R，提高電壓后輸電線上的功率損耗減為原來的1/400根據(jù)公式P=U2/R，提高電壓后輸電線上的功率損耗將增大為原來的400倍在電能輸送的電功率一定時(shí)，輸電線上損失的功率與輸送電壓的平方成正比與輸送電壓的平方成反比與輸送電流成正比與輸送電流的平方成正比某用電器距離供電電源L，線路上的電流為I，若要求線路上的電壓降不超過U，已知輸電導(dǎo)線的電阻率為p，那么該輸電導(dǎo)線的橫截面積的最小值是B.I2p2pII2ULB.I2p2pII Ip在如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有升壓變壓器的輸出電壓增大降壓變壓器的輸出電壓增大輸電線上損耗的功率增大輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大

專題四、電感和電容對交變電流的影響練習(xí)：關(guān)于電感對交變電流的影響，下列說法中正確的是電感不能通直流電流，只能通交變電流電感對各種不同頻率的交變電流的阻礙作用相同同一只電感線圈對頻率低的交變電流的阻礙較小同一只電感線圈對頻率高的交變電流的阻礙較小.如圖所示的交流電路中，如果電源電動(dòng)勢的最大值不變，交流電的頻率增大時(shí)，可以觀察到三盞電燈亮度的變化情況是L］、L2、L3亮度都不變L2變暗，L2不變、L3變亮L］變暗、L2變亮、L3不變L］變亮、L2變暗、L3不變?nèi)鐖D所示，開關(guān)S與直流恒定電源接通時(shí)，L「L2兩燈泡的亮度相同，若將$與交變電源接通L］和L2兩燈泡亮度仍相同L1比L2更亮些L］比L2更暗些若交變電源電壓的有效值與直流電壓相同，兩燈與原來一樣亮如圖所示，L］、L2為兩個(gè)相同的燈泡，開關(guān)S接通恒定直流電源時(shí)，燈泡L］發(fā)光，L2不亮，后將S與有效值和直流電壓相同的交變電源接通，這時(shí)A，L2比L］更亮些 B.L2比L］更暗些L2仍然不亮 DL2可能和L］一樣亮6?8第二章交變電流答案專