高中物理专题16：交流电

高中物理专题16：交流电例1：给额定功率60W、额定电压220V的白炽灯加上如下图的电压，恰使灯正常发光，那么所加电压U0的大小约为〔C〕A.220VB.310VC.350VD.440Vt/10-3S202814048~~60""解：所加电压的周期为20X10-3s=8ms设电灯的电阻为R,加上图示的电压时的功率为PL,PLt2=(U02/R)t1+0 (式中t1=8ms t2=20ms)由题意 PL=(U02/R)t1/t2=U额2/R=60WU02=U额2t2/t1=2202X20/8=1102X10・•・U产350V例2:如图是一个理想变压器的电路图，假设A、B两点接交流电压U时，五个相同的灯泡均正常发光，那么原、副线圈的匝数比为:

解：设灯泡正常发光的电流为I,那么原、副线圈的电流分不为I和4I,如图示。因此原、副线圈的匝数比为4:1例3.如下图，abcd是交流发电机的矩形线圈，ab=30cm,bc=10cm,共50匝，它在B=0.8T的匀强磁场中绕中心轴OO，顺时针方向匀速转动，转速为480r/min,线圈的总电阻为r=1。,外电阻为R=3。,试求:.假设线圈从图示位置开始计时，沿abcd流淌的方向为正方向,.假设线圈从图示位置开始计时，沿abcd流淌的方向为正方向,画出交流电流的图象..线圈从图示位置转过1/4转的过程中,电阻R上产生的热量和通过导线截面的电量.电流表和电压表的读数.从图示位置转过180°过程中的平均感应电动势解：从中性面开始计时有e=E解：从中性面开始计时有e=Emsinst,其中Em=NBsS,mms=2nn=2nX480/60=16n,.・.E=NB^S=60.3V,I=E/mm〔R+r〕=15.1A注意到从开始转动时产生的感应电流沿dcbad方向，与规定方向相反，为负值。「♦i=-Imsinst=-15.1sin16nt〔A)T=2n/s=1/8s图线如图示

2.2.I=I人2=15.1/、2=10.7Am转过900的过程中电阻R上产生的热量为Q=I2Rt=I2RT/4=10.7J感应电流的平均值为TE NA①/AtI= = (R+r)(R+r)转过900的过程中通过导线横截面的电量为q=IAt=NA0/(R+r)=NBS/(R+r)=0.3C.电流表和电压表的读数I=10.7AU=IR=10.7x3=32V.求从图示位置转过180°过程中的平均感应电动势解：由法拉第电磁感应定律竺二N竺二N-BS-BSat 12n―=3nb&sn2 2 2①=_E=—x60.3=38.4Vnmn例4.如下图，一个变压器（可视为理想变压器）的原线圈接在220V的市电上，向额定电压为1.80X104V的霓虹灯供电，使它正常

发光．为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA时，熔丝就熔断.〔1〔1〕熔丝的熔断电流是多大?〔2〕当副线圈电路中电流为10mA时.变压器的输入功率是多大?10mA时.变压器的输入功率是多大?霓虹灯解：(1)设原、副线圈上的电压、电流分不为U1、U2、II、I2.依照理想变压器的输入功率等于输出功率,有I1U1=I2U2.当12=12mA时，I1即为熔断电流.代人数据，得I1=0.98A(2)设副线圈中电流为I2'=10mA时，变压器的输入功率为P1依照理想变压器的输入功率等于输出功率，有P1=I2'U2,代人数据，得P1=180W。练习1.如下图，有一理想变压器，原线圈匝数为n1,两个副线圈的匝数分不为n2和n3,原副线圈的电压分不为U1、U2、U3,电流分不为11、I2、I3,两个副线圈负载电阻的阻值未知，以下结论中，正确的选项是：( )U1:U2=n1:n2，U2：U3=n2：n3； I1/I3=n3/n1, I1/I2=n2/n1；I1U1=I2U2+I3U3； U1 n1n1I1=n2I2+n3I3。

练习2.如下图，一理想变压器的原、副线圈分不由双线圈ab和cd(匝数都为n1)、ef和gh(匝数都为n2)组成.用11和U1表示输入电流和电压J2和U2表示输出电流和电压.在以下4种连接法中，符合关系U1/%一但 I”2=n2/n1的有()b与c相连，以a、d为输入端；f与g相连，以e、h为输出端b与c相连，以a、d为输入端；e与g相连,f与h相连作为输出端a与c相连、b与d相连作为输入端;f与g相连，以e、h为输出端a与c相连、b与d相连作为输入端;e与g相连，f与h相连作为输出端练习3.在远距离输电中，当输送的电功率相同时，那么关于输电导线上缺失的功率以下讲法正确的选项是〔 〕(A)减小输电导线的电阻能够减小缺失的功率，但此种方法专门有限.(B)提高输送电压从而减小输送电流，可大大减小缺失的功9)缺失的功率与输送电压的二次方成反比(口)缺失的功率与输电线上的电压降成反比练习4.如下图，边长为L,电阻为R的单匝正方形线圈abed,在磁感应强度为B的匀强磁场中，以cd边为轴以角速度w作匀速转立I动，转动方向如图,动，转动方向如图,cd边与磁场方向垂直.求:⑴当它从图示位置转过900的过程中产生的热量(2)当它从图示位置转过900的过程中通过导线横截面的电量(3)ts内外界驱动线圈所做的功I(t>>2p/&)练习5.有一条河流，河水流量为4m3/s，落差为5m，现利用它来发电，使用的发电机总效率为50%,发电机输出电压为350V,输电线的电阻为4。，承诺输电线上损耗功率为发电机输出功率的5%,而用户所需要电压为220V,求所用的升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比.g=9.8m/s2练习6、 如下图,匀强磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B=0.20T,OCA金属导轨与OA金属直导轨分不在O点和A点接一阻值为R1=3.0。和R2=6.0Q体积可忽略的定值电阻，导轨OCA的曲线方程为y=1.0sin(n/3・x)(m),金属棒ab平行于y轴，长为1.5m,以速度v=5.0m/s水平向右匀速运动〔b点始终在Ox轴上〕，设金属棒与导轨接触良好，摩擦不计,电路中除了电阻R1和R2外，其余电阻均不计,求：〔1〕金属棒在导轨上运动时R1的最大功率〔2〕金属棒在导轨上从x=0

到x=3m的运动过程中，外力必须做的功1.ACD2.AD3.ABC.Q=nB23L4