高中物理选修 第十章 交变电流

1、 考考 点点 点点 击击 1.交变电流、交变电流的图象交变电流、交变电流的图象 2. 正弦交变电流的函数表达式、峰值和正弦交变电流的函数表达式、峰值和 有效值有效值 3.理想变压器理想变压器 4.远距离输电远距离输电 5.实验十一：传感器的简单使用实验十一：传感器的简单使用 考考 情情 播播 报报 1.交变电流的产生及描述交变电流的产生及描述(e、u、i的瞬时值表达式、的瞬时值表达式、 峰值、有效值、周期、频率峰值、有效值、周期、频率)，特别是交流电的图，特别是交流电的图 象象 和有效值的计算是考查的热点和有效值的计算是考查的热点 2.变压器的原理，与电磁感应相结合的力、电综合变压器的原理，与

2、电磁感应相结合的力、电综合 题，或与本章知识有关的实际应用是考查的重点题，或与本章知识有关的实际应用是考查的重点 本章单独命题以选择题为主，综合题以计算题为主本章单独命题以选择题为主，综合题以计算题为主. 交交 变变 电电 流流 传传 感感 器器 交交 变变 电电 流流 传传 感感 器器 1在复习本章内容时，应重点理解交流电的产生和描述，在复习本章内容时，应重点理解交流电的产生和描述， 掌握变压器的变压比和变流比，了解变压器的电压、电掌握变压器的变压比和变流比，了解变压器的电压、电 流、功率的决定因素流、功率的决定因素 2对于变压器的原理和使用，要从电磁感应现象的本质特对于变压器的原理和使用，

3、要从电磁感应现象的本质特 点入手，理解原、副线圈的匝数比与线圈电压比之间的关点入手，理解原、副线圈的匝数比与线圈电压比之间的关 系，理解副线圈电流控制原线圈电流，理解原线圈输入功系，理解副线圈电流控制原线圈电流，理解原线圈输入功 率等于副线圈上输出功率，还要熟悉远距离输电的流程图率等于副线圈上输出功率，还要熟悉远距离输电的流程图 3在对传感器的复习中，首先是对电路的要求，探究敏感在对传感器的复习中，首先是对电路的要求，探究敏感 元件在电路中的作用，然后进一步理解传感器的工作原元件在电路中的作用，然后进一步理解传感器的工作原 理，以拓宽思维，培养创新意识，同时注意与生产、生理，以拓宽思维，培养创

4、新意识，同时注意与生产、生 活相联系活相联系. 一、交变电流的产生和变化规律一、交变电流的产生和变化规律 1交变电流：交变电流：大小和大小和 都随时间做都随时间做 变化的电流变化的电流 2正弦式交变电流正弦式交变电流 (1)定义：按定义：按 变化的交变电流，简称正弦式电流变化的交变电流，简称正弦式电流 (2)中性面：线圈平面垂直于磁场，此时穿过线圈的磁通量最大中性面：线圈平面垂直于磁场，此时穿过线圈的磁通量最大 方向方向周期性周期性 正正(余余)弦规律弦规律 (3)正弦式电流的产生正弦式电流的产生 当闭合线圈由中性面位置当闭合线圈由中性面位置(图图10 11中中o1o2位置位置)开始在匀强开始

5、在匀强 磁场中绕垂直于磁场方向的轴磁场中绕垂直于磁场方向的轴 转动时，线圈中产生的感应电动势随时间转动时，线圈中产生的感应电动势随时间 匀速匀速 按正弦规律变化按正弦规律变化 图图10 11 (4)正弦式电流的变化规律正弦式电流的变化规律(从中性面开始计时从中性面开始计时) 电动势：电动势：eemsint. 电压：电压：uumsint. 电流：电流：iimsint. 其中其中等于线圈转动的角速度，等于线圈转动的角速度，emnbs. (5)正弦式电流的图象正弦式电流的图象(图图1012) 图图1012 二、描述交变电流的物理量二、描述交变电流的物理量 1周期和频率周期和频率 (1)周期周期(t)

6、：交变电流完成一次周期性变化：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周线圈转一周)所需所需 的的 ，单位是秒，单位是秒(s)，公式，公式t . (2)频率频率(f)：交变电流在：交变电流在1 s内完成周期性变化的内完成周期性变化的 ，单位，单位 是赫兹是赫兹(hz) (3)周期和频率的关系：周期和频率的关系：t 或或f . 时间时间 次数次数 2交变电流的四值交变电流的四值 (1)峰值：峰值：em . (2)瞬时值：交变电流在某一瞬时值：交变电流在某一 的值，是时间的函数的值，是时间的函数 (3)有效值：让交流与直流通过相同阻值的电阻，如果在交有效值：让交流与直流通过相同阻值的电阻，如果在交 流

7、的一个周期内它们产生的流的一个周期内它们产生的 相等，就把这一直流的相等，就把这一直流的 数值叫做这一交流的有效值数值叫做这一交流的有效值 (4)平均值：平均值： n . nbs 时刻时刻 热量热量 1函数表达式函数表达式 eemsint 只有从中性面计时才成立，如只有从中性面计时才成立，如 果开始位置和中性面成果开始位置和中性面成角，则角，则 eemsin(t) 2只有正只有正(余余)弦式电流才有弦式电流才有i 关系关系 矩形线框绕垂直于匀强磁场的矩形线框绕垂直于匀强磁场的 轴轴o转动时，线圈的两对边切割磁转动时，线圈的两对边切割磁 感线产生电动势，如图感线产生电动势，如图1013 所示所示

8、 图图1013 设线圈的匝数为设线圈的匝数为n，转动角速度为，转动角速度为，两对边分别为，两对边分别为l1和和 l2(其中其中ab边为边为l1，ad边为边为l2) 若从中性面开始计时，经时间若从中性面开始计时，经时间t转到如图所示位置，则转到如图所示位置，则t 时间线框转过时间线框转过t角角 ab边产生的电动势边产生的电动势e1nbl1 l2sint. cd边产生的电动势边产生的电动势e2nbl1 l2sint. 由右手定则可知：由右手定则可知：e1和和e2环绕方向相同环绕方向相同 故总电动势故总电动势ee1e2nbl1l2sintnbssint. 其中其中nbs为电动势的最大值为电动势的最大

9、值 在交变电流的产生过程中，要特别注意两个特殊位置的不在交变电流的产生过程中，要特别注意两个特殊位置的不 同特点同特点 (1)线圈平面与中性面重合时，线圈平面与中性面重合时，sb，最大，最大，/t0， e0，i0，电流方向将发生改变，电流方向将发生改变 (2)线圈平面与中性面垂直时，线圈平面与中性面垂直时，sb，0，/t最大，最大， e最大，最大，i最大，电流方向不改变最大，电流方向不改变 1如图如图1014所示，矩所示，矩 形线圈形线圈abcd面积为面积为s， 在磁在磁 感应强度为感应强度为b的匀的匀 强磁场中绕强磁场中绕oo轴以轴以 角速度角速度从中性面位置从中性面位置 开始匀速转动，时间

10、为开始匀速转动，时间为t时，线圈中的感应电动势的时，线圈中的感应电动势的 大小为大小为() 图图1014 a. bssint b. bscost cbssint d2bscost 解析：解析：由图可知，线圈中的由图可知，线圈中的ab边和边和cd边不切割磁感线，不边不切割磁感线，不 产生感应电动势，而产生感应电动势，而ad边和边和bc边做切割磁感线的运动，产边做切割磁感线的运动，产 生的感应电动势各为生的感应电动势各为eadb vsint和和ebcb vsint，线，线 圈中总感应电动势圈中总感应电动势eeadebc2b vsint2b ( )sintbssint.故故c正确正确 答案：答案：c

11、 1正弦式电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值正弦式电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值 物理量物理量物理意义物理意义重要关系重要关系适用情况及说明适用情况及说明 瞬时值瞬时值 交变电流某一交变电流某一 时刻的值时刻的值 e emsint i imsint 计算线圈某时刻的电计算线圈某时刻的电 流情况和感应电动势流情况和感应电动势 情况，该式是从中性情况，该式是从中性 面开始计时面开始计时 峰值峰值最大的瞬时值最大的瞬时值 em nbs 讨论电容器的击穿电讨论电容器的击穿电 压压 物理量物理量物理意义物理意义重要关系重要关系适用情况及说明适用情况及说明 有效值有效值 跟交变电跟交变电 流热效应流热

12、效应 等效的恒等效的恒 定电流值定电流值 e 计算与热效应有关的物计算与热效应有关的物 理量理量(如电功、电功率、电如电功、电功率、电 热等热等) 铭牌上额定电压或额定铭牌上额定电压或额定 电流值，交流电表的读数电流值，交流电表的读数 保险丝的熔断电流保险丝的熔断电流 物理量物理量物理意义物理意义重要关系重要关系适用情况及说明适用情况及说明 平均值平均值 交变电流图象中交变电流图象中 图线和时间轴所图线和时间轴所 围成的面积与时围成的面积与时 间的比值间的比值 计算通过电路横计算通过电路横 截面积的电荷量截面积的电荷量 q t 2几种典型的电流及其有效值几种典型的电流及其有效值 电流名称电流名

13、称电流图象电流图象有效值有效值 正弦式电流正弦式电流i im 正弦半波电流正弦半波电流i im 电流名称电流名称电流图象电流图象有效值有效值 正弦单向脉正弦单向脉 动电流动电流 i 矩形脉动电矩形脉动电 流流 i im 非对称性交非对称性交 变电流变电流 i (1)电磁感应中，感应电动势的最大值电磁感应中，感应电动势的最大值emnbs，仅与，仅与n、 b、s、有关系，与线框的形状无关有关系，与线框的形状无关 (2)计算有效值时，要注意根据计算有效值时，要注意根据“相同时间内，相同电阻产相同时间内，相同电阻产 生的热量相同生的热量相同”来计算来计算 (3)用电器铭牌上所标出的电压、电流值均表示有

14、效值用电器铭牌上所标出的电压、电流值均表示有效值 2(2010青岛模拟青岛模拟)已知某电已知某电 阻元件在正常工作时，通阻元件在正常工作时，通 过它的电流按如图过它的电流按如图101 5所示的规律变化今所示的规律变化今 与这个电阻元件串联一个与这个电阻元件串联一个 多用电表多用电表(已调至交流电流档已调至交流电流档)，则多用电表的读数，则多用电表的读数 为为 () a4 a b4 a c5 a d 5 a 解析：解析：多用电表的读数为有效值，由多用电表的读数为有效值，由i2rt( )2r (3 )2r ，得，得i5 ac项正确项正确 答案：答案：c 如图如图1016(a)所示，一矩形线圈所示，

15、一矩形线圈abcd放置在匀放置在匀 强磁场中，并绕过强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴中点的轴oo以角速度以角速度逆时针匀逆时针匀 速转动若以线圈平面与磁场夹角速转动若以线圈平面与磁场夹角45时为计时起点，时为计时起点， 如图如图(b)所示，并规定当电流自所示，并规定当电流自a流向流向b时电流方向为正则时电流方向为正则 图图(c)所示的四幅图中正确的是所示的四幅图中正确的是 () 图图 1016 思路点拨思路点拨解答本题应注意以下三方面：解答本题应注意以下三方面： (1)t0时刻感应电流方向；时刻感应电流方向； (2)利用利用t0时刻的速度确定感应电动势大小；时刻的速度确定感应电动势大小； (

16、3)判定判定t0时刻后短时间内电流的变化趋势时刻后短时间内电流的变化趋势 课堂笔记课堂笔记由楞次定律知，由楞次定律知，t0时电流方向为负，线圈时电流方向为负，线圈 平面与中性面的夹角为平面与中性面的夹角为 ，线圈再转过，线圈再转过 到到 达中性面，所以，线圈中感应电流为达中性面，所以，线圈中感应电流为iimsin(t )， 因而只有因而只有d项正确项正确 答案答案d 确定交变电流的图象问题时可以先写出瞬时值表达式，确定交变电流的图象问题时可以先写出瞬时值表达式， 然后再结合数学关系分析然后再结合数学关系分析. (2009福建高考福建高考)一台小型发电机产生的电动势随时一台小型发电机产生的电动势

17、随时 间变化的正弦规律图象如图间变化的正弦规律图象如图1017甲所示已知发电机线甲所示已知发电机线 圈内阻为圈内阻为5.0 ，现外接一只电阻为，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图乙所的灯泡，如图乙所 示，则示，则 () 图图1017 a电压表电压表 的示数为的示数为220 v b电路中的电流方向每秒钟改变电路中的电流方向每秒钟改变50次次 c灯泡实际消耗的功率为灯泡实际消耗的功率为484 w d发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 j 思路点拨思路点拨根据图象确定电压的有效值及电流方向改变的根据图象确定电压的有效值及电流方向改变的 频率，要考虑到闭合

18、电路中路端电压和电动势的关系利频率，要考虑到闭合电路中路端电压和电动势的关系利 用有效值计算功率或焦耳热用有效值计算功率或焦耳热 课堂笔记课堂笔记电动势的有效值为电动势的有效值为e v220 v，所，所 以电流的有效值以电流的有效值i a2.2 a，所以电压，所以电压 表的示数为表的示数为uir2.295.0 v209 v，选项，选项a错；交变电错；交变电 流的频率为流的频率为f 50 hz，每个周期内电流方向改变，每个周期内电流方向改变2次，次， 故每秒钟内电流方向改变故每秒钟内电流方向改变100次，选项次，选项b错；灯泡实际消耗错；灯泡实际消耗 的功率为的功率为p灯 灯 i2r2.2295

19、.0 w459.8 w，故选项，故选项c错；错； 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为qi2rt 2.225.01 j24.2 j，选项，选项d对对 答案答案d 在处理交变电流问题时，电压、电流、功和功率均指在处理交变电流问题时，电压、电流、功和功率均指 的是有效值，若要计算通过线圈导线某横截面积的电荷量，的是有效值，若要计算通过线圈导线某横截面积的电荷量， 要用平均值要用平均值. (12分分)如图如图1018所示，所示， 交流发电机转子有交流发电机转子有n匝线圈，每匝匝线圈，每匝 线圈所围面积为线圈所围面积为s，匀强磁场的磁，匀强磁场的磁 感应强度为感应强度为

20、b，线圈匀速转动的角，线圈匀速转动的角 速度为速度为，线圈的电阻为，线圈的电阻为r，外电路，外电路 电阻为电阻为r.当线圈由图中实线位置匀当线圈由图中实线位置匀 速转动速转动90到达虚线位置过程中，试问：到达虚线位置过程中，试问： 图图1018 (1)通过通过r的电荷量的电荷量q为多少？为多少？ (2)r上产生的电热上产生的电热qr为多少？为多少？ (3)外力做的功外力做的功w为多少？为多少？ 思路点拨思路点拨(1)计算通过截面的电荷量计算通过截面的电荷量q应该用电流的平应该用电流的平 均值均值 (2)求电热应该用有效值，可以先求电路的总电热求电热应该用有效值，可以先求电路的总电热q，然，然

21、后再按照内外电阻之比求后再按照内外电阻之比求r上产生的电热上产生的电热qr. (3)根据能量守恒定律，外力做功的过程是机械能向电能根据能量守恒定律，外力做功的过程是机械能向电能 转化的过程，电流通过电阻而发热，又将电能转化为内转化的过程，电流通过电阻而发热，又将电能转化为内 能，即产生电热能，即产生电热 解题样板解题样板(1)由由 可得可得q t， ，(2分分) 则则q .(2分分) (2)qi2(rr)t ，(2分分) qr q .(2分分) (3)wq .(4分分) 答案答案(1) (2) (3) 本题中求电荷量时易错用交变电流的峰值或有效值求本题中求电荷量时易错用交变电流的峰值或有效值求

22、 解平均值是交变电流图象中的波形和横轴解平均值是交变电流图象中的波形和横轴(时间轴时间轴)所围面所围面 积与时间的比值，其数值可根据法拉第电磁感应定律求得，积与时间的比值，其数值可根据法拉第电磁感应定律求得， 而不是两个时刻瞬时值的算术平均值在交变电流的一个周而不是两个时刻瞬时值的算术平均值在交变电流的一个周 期中，时间取值范围不同，往往平均值就不同求通过电路期中，时间取值范围不同，往往平均值就不同求通过电路 的电荷量用电流的平均值的电荷量用电流的平均值 1图图1019中不表示交变电流的是中不表示交变电流的是 () 图图1019 解析：解析：交变电流指的是大小和方向随时间均做周期性变化交变电流

23、指的是大小和方向随时间均做周期性变化 的电流，由此可知，的电流，由此可知，a不是交变电流不是交变电流 答案：答案：a 2如图如图10110所示，单匝矩形所示，单匝矩形 线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈在匀强磁场中匀速转动， 其转动轴线其转动轴线oo与磁感线垂直与磁感线垂直 已知匀强磁场的磁感应强度已知匀强磁场的磁感应强度b 1 t，线圈所围面积，线圈所围面积s0.1 m2， 转速转速12 r/min.若从中性面开始计若从中性面开始计 时，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式应为时，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式应为 () 图图10110 ae12sin120t(v) be24sin12

24、0t(v) ce0.04sin0.4t(v) de0.4cos2t(v) 解析：解析：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电动势的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电动势的 最大值为最大值为 embsbs2n10.10.4(v)0.04(v) 角速度：角速度：2n2 rad/s0.4 rad/s 故其瞬时值表达式为故其瞬时值表达式为e0.04sin0.4t(v)，c项正确项正确 答案：答案：c 3如图如图10111所示的电路中，已知交流电源电压所示的电路中，已知交流电源电压u 200sin100t v，电阻，电阻 r100 .则电流表和电压表的示则电流表和电压表的示 数分别为数分别为 ()

25、图图10111 a1.41 a,200 vb1.41 a,141 v c2 a,200 v d2 a,141 v 解析：解析：电流表和电压表的示数显示的是有效值，电流表和电压表的示数显示的是有效值，u 100 v141 v，i 1.41 a，故选项，故选项b正确正确 答案：答案：b 4(2010徐州模拟徐州模拟)某交变电流的某交变电流的 ut图象如图图象如图10112所示，所示， 将它加在一个阻值为将它加在一个阻值为110 的的 电阻器两端下列说法中正电阻器两端下列说法中正 确的是确的是 () 图图10112 a电压的有效值为电压的有效值为220 v b电流的周期为电流的周期为0.01 s c

26、如果在该电阻器两端并联一个交变电压表，该电压表如果在该电阻器两端并联一个交变电压表，该电压表 的示数为的示数为220 v d如果在该电路中串联一个交流电表，该电流表的示数如果在该电路中串联一个交流电表，该电流表的示数 为为2 a 解析：解析：由图象可知，电压的最大值为由图象可知，电压的最大值为220 v，周期为，周期为0.02 s，故，故a、b错若将该交变电流加在错若将该交变电流加在110 电阻上，电压表电阻上，电压表 测得示数为测得示数为220 v，电流表测电流时，电流表测电流时i a2 a，c正确，正确， d错错 答案：答案：c 5图图10113是高频焊接的原理示意图将待焊接的圆是高频焊接

27、的原理示意图将待焊接的圆 形金属工件放在导线做成的线圈内线圈中通以高频的形金属工件放在导线做成的线圈内线圈中通以高频的 交变电流已知待焊接的圆形金属工件半径交变电流已知待焊接的圆形金属工件半径r10 cm.焊焊 接时，线圈通电后产生垂直于工件所在平面的变化磁接时，线圈通电后产生垂直于工件所在平面的变化磁 场磁场的磁感应强度的变化率为场磁场的磁感应强度的变化率为 sint(t/s)焊焊 接处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的接处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的99倍工件非倍工件非 焊接部分每单位长度上的电阻焊接部分每单位长度上的电阻r010 3(m 1)， 焊缝非常狭窄求焊接过程中焊接处产生的热功

28、率焊缝非常狭窄求焊接过程中焊接处产生的热功率(取取 210，不计温度变化对电阻的影响，不计温度变化对电阻的影响) 1000 2 图图10113 解析：解析：对金属工件，根据法拉第电磁感应定律对金属工件，根据法拉第电磁感应定律 sr2 代入数据得代入数据得e100 电动势的有效值电动势的有效值e100 v 工件非焊接部分的电阻工件非焊接部分的电阻rr02r210 3 对金属工件，根据欧姆定律对金属工件，根据欧姆定律 焊接处产生的热功率焊接处产生的热功率pi299r 代入数据得代入数据得p4.95104 w. 答案：答案：4.95104 w 一、变压器原理一、变压器原理 1构造和原理构造和原理(如

29、图如图1021所示所示) (1)主要构造：由主要构造：由 、 和和 组成组成 (2)工作原理：电磁感应的工作原理：电磁感应的 现象现象 原线圈原线圈副线圈副线圈 闭合铁芯闭合铁芯 互感互感 图图1021 2.理想变压器理想变压器 不考虑铜损（线圈电阻产生的焦耳热）、铁损（涡流产生不考虑铜损（线圈电阻产生的焦耳热）、铁损（涡流产生 的焦耳热）和漏磁的变压器，其输入功率与输出功率相等的焦耳热）和漏磁的变压器，其输入功率与输出功率相等. 理想变压器是一个理想化模型理想变压器是一个理想化模型. 3理想变压器的基本关系式理想变压器的基本关系式 基本关基本关 系系 “一对一一对一”变压器变压器“一对二一对

30、二”变压器变压器 电压电压 功率功率p1p2p1p2p3 电流电流 (n1i1n2i2)n1i1n2i2n3i3 1“一对一一对一”变压器指回字形铁芯中有一个原线圈和一变压器指回字形铁芯中有一个原线圈和一 个副线圈；个副线圈；“一对二一对二”变压器指回字形铁芯中有一个原变压器指回字形铁芯中有一个原 线圈和两个副线圈线圈和两个副线圈 2副线圈的电压比原线圈的电压低，这样的变压器叫做降副线圈的电压比原线圈的电压低，这样的变压器叫做降 压变压器，反之则叫升压变压器压变压器，反之则叫升压变压器 4互感器互感器 (1)电压互感器：用来把高电压变成低电压，如图电压互感器：用来把高电压变成低电压，如图102

31、 2 (a)所示所示 (2)电流互感器：用来把大电流变成小电流，如图电流互感器：用来把大电流变成小电流，如图1022 (b)所示所示 图图102 2 二、电能的输送二、电能的输送 1输电线路的构成输电线路的构成 主要有发电机、升压变压器、输电导线、降压变压器、用电主要有发电机、升压变压器、输电导线、降压变压器、用电 器，如图器，如图1023所示所示 图图1023 由于电机本身的输出电压不可能很高，所以采用高压由于电机本身的输出电压不可能很高，所以采用高压 输电时，在发电站内需用升压变压器升压后再由输电输电时，在发电站内需用升压变压器升压后再由输电 线输出，到用电区再用降压变压器降到所需的电压线

32、输出，到用电区再用降压变压器降到所需的电压 2输送电能的基本要求输送电能的基本要求 (1)可靠：保证供电线路正常工作可靠：保证供电线路正常工作 (2)保质：保证供电质量保质：保证供电质量电压和频率要稳定电压和频率要稳定 (3)经济：线路建设和运行的费用低经济：线路建设和运行的费用低能耗少、电价低能耗少、电价低 3损失电能的分析损失电能的分析 任何输电线都有电阻，因此当电能通过输电线送向远方，任何输电线都有电阻，因此当电能通过输电线送向远方， 电流流过输电线时，因输电线有电阻而发热，从而损失电流流过输电线时，因输电线有电阻而发热，从而损失 电能电能 设输电电流为设输电电流为i，输电线电阻为，输电

33、线电阻为r，则输电线上的功率损，则输电线上的功率损 失失p损 损 i2r. 基基 本本 关关 系系 功率关系功率关系p入 入 p出 出 电压关系电压关系 u1/u2n1/n2，与负载、副线圈的多少，与负载、副线圈的多少 无关无关 电流关系电流关系 只有一个副线圈时：只有一个副线圈时：i1/i2n2/n1 有多个副线圈时：由有多个副线圈时：由p入 入 p出 出得 得i1u1 i2u2i3u3inun或或i1n1i2n2 i3n3innn 因果关系因果关系 (n1和和n2不不 变时变时) 由由u2 u1可知可知u1决定决定u2，即原线圈两，即原线圈两 端电压决定副线圈两端的电压端电压决定副线圈两端

34、的电压 由由i1 i2可知可知i2决定决定i1，即副线圈中的电，即副线圈中的电 流决定原线圈中的电流流决定原线圈中的电流 由由p入 入 p出 出可知输出功率决定输入功率，功 可知输出功率决定输入功率，功 率按需分配率按需分配 1变压器应用的是交变电流，不用恒定直流变压器应用的是交变电流，不用恒定直流 2变压器不改变交变电流的频率，不改变功率，只改变交变压器不改变交变电流的频率，不改变功率，只改变交 变电流的电压和电流变电流的电压和电流 1对于理想变压器，下列说法中正确的是对于理想变压器，下列说法中正确的是 () a原线圈的输入功率随副线圈输出功率增大而增大原线圈的输入功率随副线圈输出功率增大而

35、增大 b原线圈的输入电流随副线圈输出电流的减小而增大原线圈的输入电流随副线圈输出电流的减小而增大 c原线圈的电流不随副线圈的输出电流变化而变化原线圈的电流不随副线圈的输出电流变化而变化 d当副线圈电流为零时，原线圈电流为零当副线圈电流为零时，原线圈电流为零 解析：解析：对于理想变压器，输出功率决定输入功率，故对于理想变压器，输出功率决定输入功率，故a正确；正确； 输出电流决定输入电流，故输出电流决定输入电流，故b、c错；原线圈电压并不会因错；原线圈电压并不会因 为为i2为为0，它就为，它就为0，i2为为0表示副线圈断路，表示副线圈断路，u1仍存在，故仍存在，故d 错误错误 答案：答案：a 由输

36、电线上的功率损失由输电线上的功率损失pi2r线可知，有两种途径来减线可知，有两种途径来减 小输电损失：小输电损失： 1减小输电线的电阻减小输电线的电阻r，据，据r ，可得以下几种，可得以下几种 方法：方法： (1)减小输电线长度减小输电线长度l.但由于输电距离一定，所以在实际中不但由于输电距离一定，所以在实际中不 可能用减小可能用减小l来减小来减小r. (2)减小电阻率减小电阻率.目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线 材料材料 (3)增大导线的横截面积增大导线的横截面积s.但导线横截面积的增加是有一定限但导线横截面积的增加是有一定限 度的，过粗会多耗费金属材料，

37、增加成本，同时给输电线度的，过粗会多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线 的架设带来很大的困难的架设带来很大的困难 2减小输电电流减小输电电流i，据，据i (1)减小输送功率减小输送功率p.但在实际中不能以用户少用或不用电来达但在实际中不能以用户少用或不用电来达 到减少损耗的目的到减少损耗的目的 (2)提高输电电压提高输电电压u.在输送功率在输送功率p一定，输电线电阻一定，输电线电阻r一定的条一定的条 件下，输电电压提高到原来的件下，输电电压提高到原来的n倍，据倍，据p损损( )2r知，知， 输电线上的功率损耗将降为原来的输电线上的功率损耗将降为原来的 根据以上分析知，采用高压输电是减小输电线

38、上功率损耗根据以上分析知，采用高压输电是减小输电线上功率损耗 最有效、最经济的措施最有效、最经济的措施 输电电压也不是越高越好因为电压越高对输电线路、输电电压也不是越高越好因为电压越高对输电线路、 变压器的要求也就越高，所以实际输送电能时要综合考虑变压器的要求也就越高，所以实际输送电能时要综合考虑 各种因素各种因素 2关于高压输电下列说法正确的是关于高压输电下列说法正确的是 () a从发电站到输电线路需要升压变压器从发电站到输电线路需要升压变压器 b从发电站到输电线路需要降压变压器从发电站到输电线路需要降压变压器 c高压输电是为了增大输电电流高压输电是为了增大输电电流 d高压输电是为了减小输电

39、电流高压输电是为了减小输电电流 解析：解析：高压输电输送总功率一定，为了减小输电线路上功率高压输电输送总功率一定，为了减小输电线路上功率 损失，需要减小输电线上的电流，从发电站到输电线路是用损失，需要减小输电线上的电流，从发电站到输电线路是用 升压变压器升高电压，故升压变压器升高电压，故a、d正确正确 答案：答案：ad 如图如图1024所示，一理想变压器原线圈接入一交流所示，一理想变压器原线圈接入一交流 电源，副线圈电路中电源，副线圈电路中r1、r2、r3和和r4均为固定电阻，开关均为固定电阻，开关s 是闭合的，是闭合的，v1和和v2为理想电压表，读数分别为为理想电压表，读数分别为u1和和u2

40、；a1、 a2和和a3为理想电流表，读数分别为为理想电流表，读数分别为i1、i2和和i3.现断开现断开s，u1数数 值不变，下列推断中正确的是值不变，下列推断中正确的是 ( ) au2变小，变小，i3变小变小bu2不变，不变，i3变大变大 ci1变小，变小，i2变小变小 di1变大，变大，i2变大变大 思路点拨思路点拨负线圈两端电压由原线圈两端电压和变压比负线圈两端电压由原线圈两端电压和变压比 确定，原线圈中电流由变压器输出功率决定，其他表示数确定，原线圈中电流由变压器输出功率决定，其他表示数 可结合电路动态分析确定可结合电路动态分析确定 课堂笔记课堂笔记因为因为u1不变，由不变，由 可得可得

41、u2不变，断开不变，断开s 后副线圈所在电路电阻后副线圈所在电路电阻r变大，由变大，由i2 可知电流可知电流i2减减 小由小由u1i1u2i2得得i1 故故i1减小电阻减小电阻r3两端电压两端电压u3 u2i2r1，故，故u3变大变大i3 变大，综合以上可知变大，综合以上可知b、c正正 确，确，a、d错误错误 答案答案bc 理想变压器动态分析类似于电路中动态分析，不同处是理想变压器动态分析类似于电路中动态分析，不同处是 由原线圈电压和变压比确定副线圈的电压由原线圈电压和变压比确定副线圈的电压. (2009山东高考山东高考)某小型水电站的电能输送示意图如某小型水电站的电能输送示意图如 图图102

42、5所示，发电机的输出电压为所示，发电机的输出电压为200 v，输电线总电阻，输电线总电阻 为为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器，降压变压器 原、副线圈匝数分别为原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器变压器均为理想变压器)要使要使 额定电压为额定电压为220 v的用电器正常工作，则的用电器正常工作，则 () c升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 d升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 思路点拨思路点拨电能输送时，因输电线电

43、阻电能输送时，因输电线电阻r的存在，输电线的存在，输电线 上有功率损失，同时也有电压损失上有功率损失，同时也有电压损失 课堂笔记课堂笔记由于输电线上的功率损耗，故升压变压器的输由于输电线上的功率损耗，故升压变压器的输 出功率大于降压变压器的输入功率，出功率大于降压变压器的输入功率，p出 出 p损 损 p入 入，故 ，故d正正 确确. 因为因为u1200 vu4220 v，u2u3 u2u线 线，故 ，故 a正确正确 答案答案ad 本题中本题中p出 出 p入 入、 、u3u2的原因是输电线有电阻，如果的原因是输电线有电阻，如果 输电线为超导体，则有输电线为超导体，则有p出 出 p入 入、 、u3

44、u2，但仍有：，但仍有： 1理想变压器原、副线圈匝数比为理想变压器原、副线圈匝数比为10 1，以下说法，以下说法 中正确的是中正确的是 () a穿过原、副线圈每一匝的磁通量之比是穿过原、副线圈每一匝的磁通量之比是10 1 b穿过原、副线圈每一匝的磁通量的变化率相等穿过原、副线圈每一匝的磁通量的变化率相等 c原、副线圈每一匝产生的电动势之比为原、副线圈每一匝产生的电动势之比为10 1 d正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1 1 解析：解析：穿过原、副线圈每一匝的磁通量相等，且磁通量的穿过原、副线圈每一匝的磁通量相等，且磁通量的 变化率也相等，故变化率也相等，故a错，错，b正确每一匝的电动势值相等，正确每一匝的电动势值相等， 都等于都等于 ，故，故c错理想变压器的输出功率等于输入功错理想变压器的输出功率等于输入功 率，故率，故d正确正确 答案：答案：bd 2如图如图1026所示为远距离高压输电的示意图关于所示为远距离高压输电的示意图关于 远距离输电，下列表述正确的是远距离输电，下列表述正确的是 () 图图1026 a增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电 能损失能损失 b高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗 c在输送电压一定