人教版交流电复习课 人教

1、交变电流复习课石家庄市16中 仵金良2021/8/7 星期六1交变电流交流电定义：交流电分类：交流电的产生：表征交流电的物理量：电感.电容对交流电的作用：理想变压器：远距离输电：大小和方向作周期性变化的电流正弦交流电。方波交流电。尖脉冲交流电。线框在磁场中匀速转动2021/8/7 星期六2一：交流电的产生：1.正弦交流电的产生：当闭合线圈由中性面位置（图中O1O2位置）开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：e=Emsint，其中Em=nBS。这就是正弦交变电流若从垂直于中性面位置开始计时，即为余弦交流电2021/8/7 星期六32.方波交流电的产生：线框

2、在辐射状的磁场中匀速转动，即可产生方波交流电。2021/8/7 星期六41交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面重合时，下列说法正确的是 A电流将改变方向B磁场方向和线圈平面平行C线圈的磁通量最大D线圈产生的感应电动势最大A、C 2021/8/7 星期六52.一个矩形线圈abcd，已知ab为L1，ad为L2，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度(从图181中位置开始)匀速转动，则线圈中感应电动势的大小为：CBL1L2sintDBL1L2costC 2021/8/7 星期六63关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法正确的是 A线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应

3、电动势方向不变B线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次C线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次D线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次C 2021/8/7 星期六74线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，从图182可知：A在A和C时刻线圈处于中性面位置B在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C在A时刻到D时刻线圈转过的角度为radD若从O时刻到D时刻经过0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次D 2021/8/7 星期六85.一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀为Em，下列说法正确的是 A当磁通量为零时，感应电动势也为零B当磁

4、通量减小时，感应电动势在增大B、D 时等于其最大值的0.5倍2021/8/7 星期六96如图183中的100匝矩形线圈，abcd0.2 m，adbc0.1m，磁感强度B1T，角速度5rad/s，则线圈中产生的感应电动势最大值为_V，从中性面开始转动的交流电动势瞬时值为e_ V 10 10sin5t 2021/8/7 星期六107.10匝线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电动势e 从中性面开始转动180过程中，感应电动势的平均值和最大值 2021/8/7 星期六118.发电机产生的正弦交变电流电动势的最大值为311V，其线圈共100匝，在匀强磁场中匀速转动的角速度为100(rad/s)从中性面开始

5、计时，写出电动势的表达式；此线圈与外电路组成闭合电路时，总电阻100，求t1/600 s时的电流；求线圈中磁通量变化率的最大值 2021/8/7 星期六121.交变电流的有效值交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。只有正弦交变电流的有效值才一定是最大值的/2倍。通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表的读数；交流电器的额定电压、额定电流；保险丝的熔断电流等都指有效值。（电容器的耐压值是交流的最大值。）2021/8/7 星期六13二.正弦交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值正弦交

6、变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值的区别。以电动势为例：最大值用Em表示，有效值用E表示，瞬时值用e表示，平均值用表示。它们的关系为：E=Em/，e=Emsint。平均值不常用，必要时要用法拉第电磁感应定律直接求：特别要注意，有效值和平均值是不同的两个物理量，千万不可混淆。生活中用的市电电压为220V，其最大值为220V=311V（有时写为310V），频率为50HZ，所以其电压即时值的表达式为u=311sin314t V。 2021/8/7 星期六141四个接220V交流电的用电器，通电时间相同，则消耗电能最多的是 A正常发光的额定功率为100W的灯泡B电流最大值的0

7、.6A的电熨斗C每秒发热40cal的电热器D额定电流I0.5A的电烙铁C 2021/8/7 星期六152下列说法正确的是 A用交流电压表测量交流电压时，指针来回摆动B一周期内交流的方向改变两次C如果交流的最大值是5A，则最小值为5AD用电器上所标电压值是交流的有效值B、D 2021/8/7 星期六163.一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率为P，当它接到电压为u10sin100t V的交变电源上，发热功率是 A0.25PB0.5PCPD2P解答：通直流电时PU直2/R100/R；所以PP/2故应选B项2021/8/7 星期六174.图1811中两交变电流分别通过相同电阻R分别写出它们的

8、有效值、周期、频率；计算它们在R上产生的功率之比0.4s，频率f12.5Hz；图乙为方波交流电，电流的大小不变，方向作周期性变化，由于热效应与电流方向无关，因而它的有效值I25A，周期T20.4s，频率f22.5Hz 由公式PI2R得P甲P乙122021/8/7 星期六185.下列说法正确的是 A在一个周期内电流的方向改变两次C若正弦交流电的最大值为10V，则它的最小值为10VD演示交流电随时间变化规律时，应采用交流电流表A 点拨：线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次；只有正弦交流表的偏向、偏角大小随电流方向、大小发生变化 2021/8/7 星期六196.交流发电机的转子由BS的位置开始匀速

9、转动，与它并联的电压表的示数为14.1V，那么当线圈转过30时交流电压的瞬时值为V。 解：电压表的示数为交流电压的有效值，由此可知最大值为Um=U=20V。而转过30时刻的瞬时值为u=Umcos30=17.3V。2021/8/7 星期六207.通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。求该交流电的有效值I。解：该交流周期为T=0.3s，前t1=0.2s为恒定电流I1=3A，后t2=0.1s为恒定电流I2= -6A，因此这一个周期内电流做的功可以求出来，根据有效值的定义，设有效值为I，根据定义有： I 2RT=I12Rt1+ I22Rt2 带入数据计算得：I=3 A 36i/A0t/s0.20.30

10、.50.62021/8/7 星期六218.下图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如右图所示。此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为 A.110V B.156V C.220V D.311V解：从u-t图象看出，每个周期的前半周期是正弦图形，其有效值为220V；后半周期电压为零。根据有效值的定义， 得U=156V，选B。 UVPU/V0311t/10-2s123452021/8/7 星期六229.一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为轴作匀速转动，线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示，感应电动势最大值和周期可以由图1839中读出，

11、则磁感应强度B_，在tT/12时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角等于_解析：当线圈平面与磁感线方向平行时有最大感应电动势EmBSBS2/T，所以，BEmT/2S；如图知t0时有Em，当tT/12时，线圈平面与磁力线夹角t/630(或150) 2021/8/7 星期六23 10.有一交流发电机，转子是一只面积为1.4110-2m2的矩形线圈，共有20匝，总电阻是0.8匀强磁场的磁感应强度B为0.5T，线圈的转速为125/转/秒接在电路里的灯泡的规格为“24V 30W”，问灯泡能否正常发光？ 误解：灯泡的额定电压U24V，额定功率P30W，则灯泡电阻RU2/P19.2设发电机转子面积为S，匝数为N，

12、转速为n，电阻为r，发电机产生的电动势为E，则ENBS2n200.51.4110-22125/35.25(V)而灯泡上的电压为U灯ER/(Rr)33.84(V)灯泡两端电压大于灯泡的额定电压，灯会烧毁2021/8/7 星期六24正确解法：灯泡的电阻R19.2设转子中产生的感应电动势的最大值为Em，则EmNBS2n200.51.4110-22这样灯泡上的实际电压为U实ER/(Rr)24(V)灯泡电压等于实际电压，灯正常发光错因分析：日常生活中用电器上标出的额定电压是指交流电的有效值而由NBS2n计算出来的是交流电的最大值，两者不能混淆2021/8/7 星期六259.交流发电机转子有n匝线圈，每匝

13、线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为，线圈内电阻为r，外电路电阻为R。当线圈由图中实线位置匀速转动90到达虚线位置过程中，求：通过R的电荷量q为多少？R上产生电热QR为多少？外力做的功W为多少？ 解：按照电流的定义I=q/t，计算电荷量q应该用电流的平均值：即 这里电流和电动势都必须要用平均值，不能用有效值、最大值或瞬时值。2021/8/7 星期六26求电热应该用有效值，先求总电热Q，再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR。 这里的电流必须要用有效值，不能用平均值、最大值或瞬时值。根据能量守恒，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，又将电能转化为内能，

14、即放出电热。因此W=Q 一定要学会用能量转化和守恒定律来分析功和能。2021/8/7 星期六27理想变压器 理想变压器的两个基本公式是： P入=P出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。 需要特别引起注意的是： 只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有： 变压器的输入功率由输出功率决定，往往用到： 2021/8/7 星期六281.图1817为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接在一个标有“12V 100W”的灯泡上已知变压器初、次级线圈匝数之比为181，那么灯泡正常工作时，图中的电压表读数为_V，电流表读数为_A解答：由公式U1/U2n1/n2，得U1

15、U2n1/n2216(V)；因理想变压器的初、次级功率相等，所以I1P1/U1P2/U20.46(A)即电压表、电流表读数分别为216V、0.46A2021/8/7 星期六292变压器原线圈1400匝，副线圈700匝，并接有电阻R，当变压器工作时原副线圈中 A电流频率之比为21B功率之比为21C电流之比为21D电压之比为21D 2021/8/7 星期六303如图1821用理想变压器给变阻器R供电，设输入交变电压不变当变阻器R上的滑动触头P向上移动时，图中四只电表的示数和输入功率P变化情况是：V1_，V2_，A1_，A2_，P_不变 不变 变小 变小 变小 2021/8/7 星期六314.理想变

16、压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为n1=1760匝、n2=288匝、n3=8000匝，电源电压为U1=220V。n2上连接的灯泡的实际功率为36W，测得初级线圈的电流为I1=0.3A，求通过n3的负载R的电流I3。解：由于两个次级线圈都在工作，所以不能用I1/n，而应该用P1=P2+P3和Un。由Un可求得U2=36V，U3=1000V；由U1I1=U2I2+U3I3和I2=1A可得I3=0.03A。n3 Rn2 L220Vn12021/8/7 星期六325.在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。如下所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是 AAAA零线

17、火线火线零线零线火线零线火线解：电流互感器要把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少，副线圈的匝数多。监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中。选A。2021/8/7 星期六33.远距离输电 一定要画出远距离输电的示意图来，包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。并按照规范在图中标出相应的物理量符号。一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为n1、n2 n3、n4，相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示。从图中应该看出功率之间的关系是：P1=P2，P3=P4，P2=PrP3。电压之间的关系是： 电流之间的关系是： 2021/8/7 星期六34 I2,I3,Ir中只要知道一个，另

18、两个总和它相等。因此求输电线上的电流往往是这类问题的突破口。 输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。分析和计算时都必须用 而不能用 2021/8/7 星期六35特别重要的是要会分析输电线上的功率损失 由此得出的结论： 减少输电线功率损失的途径是提高输电电压或增大输电导线的横截面积。两者相比，当然选择前者。若输电线功率损失已经确定，那么升高输电电压能减小输电线截面积，从而节约大量金属材料和架设电线所需的钢材。2021/8/7 星期六366.在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个坑口电站，输送的电功率为P=500kW，当使用U=5kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点

19、和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800度。求：这时的输电效率和输电线的总电阻r。若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？解；由于输送功率为P=500kW，一昼夜输送电能E=Pt=12000度，终点得到的电能E /=7200度，因此效率=60%。输电线上的电流可由I=P/U计算，为I=100A，而输电线损耗功率可由Pr=I 2r计算，其中Pr=4800/24=200kW，因此可求得r=20。 2021/8/7 星期六37输电线上损耗功率 原来Pr=200kW，现在要求Pr=10kW ，计算可得输电电压应调节为U=22.4kV。2021/8/7 星期六38

20、7.学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1，升压变压器匝数比为14，降压变压器的匝数比为41，输电线的总电阻为R=4，全校22个教室，每个教室用“220V，40W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则：发电机的输出功率多大？发电机的电动势多大？输电线上损耗的电功率多大？R解：所有灯都正常工作的总功率为22640=5280W，用电器总电流为 A，输电线上的电流A，降压变压器上：U2=4U2/=880V，2021/8/7 星期六39 发电机的电动势E=U1+I1r=250V 输电线上损耗的电功率PR=IR2R=144W 输电线上的电压损失为：Ur=IRR=24V ，因此升压变压器的输出电压为U1=UR+U2=904V，输入电压为U1=U1