2014高三物理第一轮总复习课件十：交变电流

1、高三物理第一回合总复习，第十章交变电流、纲要预览，第一回合交变电流的产生和描述，交变电流的产生和变化规律，1，交变电流：大小和方向随时间周期性变化的电流为交变电流，2，正弦式交变电流的产生：线圈置于均匀的强磁场，与感应线垂直的轴在线圈中产生正弦式交变电流的线圈处于中性面时，通过线圈的磁通最大，磁通的变化率为零，感生电动势为零的线圈在每次通过中性面时，电流的方向都旋转1次，通过中性面2次，因此电流的方向为2次、3次、中性面，定义：与磁场的方向垂直电动势e的时间变化规律： eEmsint (Em=NBS) 4，正弦式交流电流的变化规律和图像(线圈在中性面的位置开始时间节点定)，电流I的时间变化规则

2、： iImsint Em/(R r )，电压u的时间变化规则： uUmsint EmR/(R r )，磁通的时间变化规则：=m cost (m 从线圈从中性面开始时间节点，从函数式eEmsin t垂直中性面开始计时，函数式eEmcos t .表示，当线圈在均匀的强磁场中在线圈平面内围绕与磁场垂直的轴等速旋转时，将产生正弦式交流电流，其变化规律为线圈的形状， 无论旋转轴位于线圈平面内的哪个位置，在线圈平面与中性面垂直的情况下，零磁通的变化率最大，e最大，I最大，电流方向不变。 线圈平面与中性面重叠时，磁通最大，磁通的变化率为零，e=0，I=0，电流的方向改变。 注意：练习1 .如图所示，单匝矩形

3、线圈在均匀的强磁场中等速旋转，其旋转轴OO与感磁线垂直，知道均匀的强磁场的感磁强度B1T，线圈的周围面积S0.1m2，转速12 r/min。 从中性面开始计时时，线圈上产生的感生电动势的瞬时值公式为： () a e 12 sin 120 t (v ) be24 sin 120 t (v ) ce0. 04 sin0.4t (v ) de0.4cos2t (v )、c、频率f :交流电流在单位时间(1 s )内周期性变化的次数二是交变电流的物理量1、周期和频率、周期t :交变电流周期性变化(线圈旋转1周)所需的时间、单位为秒(s )式： T2/.周期和频率的关系T1/f或f1/T .2、交变电流

4、的瞬时值、峰值、有效值和平均值、瞬时值：有交变电流的瞬时峰值：交变电流能够达到的最大值、平均值：线圈旋转的过程中，从一个位置到另一个位置产生的电动势的平均值称为该过程的平均电动势。 有效值：使交变电流和恒定电流分别通过电阻值相等的电阻，在它们在相同时间产生的热量相等的情况下，将该恒定电流的数值规定为该交变电流的有效值，通常记录在交变电流的电压、电流及交流电表的读取值、保险丝的熔断电流、电气设备名称大板块中要解交变电流的电热问题，必须用有效值计算。 计算关系电荷量只能使用平均值。正弦交变电流的有效值和峰值的关系，练习2 .某电阻元件正常工作时，由于该电流，已知现在与该电阻元件串联的万用表(交流电

5、流切断)，万用表的读取值为()，如果图像部分是正弦交变电流，则其2部分的有效值可以直接应用的关系、3、一些典型的交变电流的有效值、正弦式交变电流：正弦半波电流：正弦单向纹波电流：矩形纹波电流：非对称交变电流：练习3在图中不属于交变电流的是() 分析：方向随时间周期性变化是交流电流的最主要特征，交流电流和直流电流的根本区别交流电流的方向也是一定变化，大小可以变化也可以不变化，d练习4是如图所示的正弦式交变电压的图像，由图可知，该电压的() 可知a周期为0.01 s B最大值为110 V C有效值为d式，d、练习5的矩形线圈在均匀的强磁场中以与感应线垂直的轴为中心等速旋转，通过线圈的磁通量随时间变

6、化的图像如图的(a )所示，以下说法正确是() 与在At0时刻线圈平面垂直于中性面且在Bt0.01 s时刻的变化率在最大C0.02 s时刻感生电动势达到最大d的该线圈对应的感生电动势的图像如图(b )所示，练习b、6 .矩形的金属线圈， 以垂直磁场方向的旋转轴为中心以均匀的强磁场等速旋转，在线圈中产生的电动势e沿着时间t变化的原因如下：如图所示，() a该交流电的频率为0.5 Hz B该交流电的电动势有效值为2 V Ct0.01 s时，线圈平面与磁场方向垂直Dt0.02 s时， 线圈磁通变化率为零，CD、练习7 .如图所示，矩形线圈abcd在磁感应强度B2 T的均匀的强磁场中绕轴OO以角速度1

7、0 rad/s等速旋转，线圈求出合计1.0匝数、ab0.3 m、bc0.6 m、线圈电阻r5、负载电阻r 4.5 (2) 解析0.05s内流动的电量(使线圈从垂直中性面旋转)，(1)最大电动势：电流有效值：(2)平均电动势：平均电流：0.05s内流动的电量：回答：练习8 .很多同学家有调光电斯坦共和国、调速扇风机，以往通过电压互感器实现现在的调光灯、调速风扇由晶体闸流管电子部件实现，是如图所示由晶体闸流管调整后施加于电灯的电压。 即，在正弦交变电流的1/2周期中，丢弃前面的4/1周期，通过调节电斯坦共和国的旋钮来控制丢弃的量，从而能够改变电斯坦共和国的电压。 那么，现在电灯的电压是多少？练习9

8、边长6 cm的正方形金属合十礼层信息帧置于均匀的强磁场中，合十礼层信息帧平面与磁场垂直，电阻为0.36。磁感应强度b的时间t的变化的关系如图所示，合十礼信息帧中的感应电流的有效值为(，b， 在A.t=0.005 s时的合十礼层信息帧的磁通变化率为零B.t=0.01 s时，在合十礼层信息帧平面和中性面重叠的c .合十礼层信息帧产生的交变电动势的有效值为311 V D .在合十礼层帧产生的交变电动势的频率为100 Hz【审查问题的观点】解决了本问题(1)明确中性面的概念、合十礼信息帧和中性面重合时的电动势的特征；(2)理解磁通变化率的概念、磁通变化率和电动势的关系【图b】这个正弦交变电流的电压最大

9、值是311 V，周期是0.02 s，所以从正弦交变电流的最大值和有效值的关系式得知选项c错误当通过合十礼层信息帧的磁通变化率最大，选项a错误的t=0.01 s时，交变电压与电流的方向发生变化，电压值最小为零，合十礼层信息帧平面与中性面重合，选项b正确。 回答： b，第二课中电压互感器的电力输送，2，电压互感器的原理：交变电流通过初级线圈后，在铁元素芯上激发磁场，电流的大小，方向发生变化，因此，铁元素芯的磁场也发生变化，变化后的磁场在次级线圈上产生感生电动势，因此，也许两个线圈间没有导线连接副线圈能够输出电流的互感电动势现象是电压互感器工作的基础，一个电压互感器，一，电压互感器的结构：电压互感器

10、主要由两个以上的线圈构成，一个是连接到电源的线圈，一个是连接到负载的线圈，如图所示也称为次级线圈的3，理想变压器：没有能量损失的电压互感器，即初级线圈的输入功率与次级线圈的输出功率相等，4，基本关系式，功率关系： p输入p输出，电压关系：存在多个次级线圈时：初级线圈的输入功率P1由次级线圈的输出功率P2决定副线圈电压U2由原级线圈电压U1和匝数比决定。 无论子线圈的负载电阻r如何变化，U2都不变化。 在存在多个子线圈的情况下： u1I1u2I2u3i3uninstall可以获得n1I1n2I2n3I3nnIn，电流关系：当子线圈为一个时写为：或者n1I1n2I2。 原级线圈电流I1由副线圈电流

11、I2和匝数比决定，当副线圈的负载电阻r发生变化时，I2发生变化(P2=U2I2发生变化)，I1发生变化(P1=U1I1发生变化)。(1)由于基本关系，U1、U2、I1、I2都是有效值(2)对原级线圈施加串联电阻(或灯泡)时，U1是对原级线圈两端施加的电压，不是电源的电压(3)，而是仅一个副线圈的电压互感器电流与匝数成反比，在多个副线圈的电压互感器中即满足U1I1U2I2U3I3UnIn的n1I1n2I2n3I3nnIn . (4)的三个决定是，输入电压决定输出电压，在输入电压不变的情况下，尽管负载变化，但输出电流决定输入电流，输入电流随着输出电流的增大而增大，随着输出电流的减小而减小，输出功率

12、决定输入功率， 输入功率随输出功率的变化而变化，在负载为无负载的情况下，输入功率为零的电流互感器：属于升压电压互感器，为了串联电路测量大电流，如图d所示，5，一些常用的电压互感器，自耦合电压互感器：其原，副线圈共享一个线圈，如图a、b所示，电压互感器由于并联电路测量高电压，如图c所示，注意： (1)电压互感器不能改变直流电压；(2)电压互感器只能改变交流电流的电压和电流，不能改变交流电流的频率；6 .理想变压器动态问题的分析构想计程仪是：练习1 .理想变压器原， 副绕组匝数比10:1以下的说法正确的是() a .通过原来的副线圈的每匝的磁通量之比为10:1B .通过原来的副线圈的每匝的磁通量的

13、变化率相等的c .原来的副线圈的每匝产生的电动势瞬时值之比为10:1D .正常工作时的原来的副线圈的投入产出功率之比为1:1 练习2 .如图甲所示，理想的电压互感器源、副绕组匝数比n1n2115 1次线圈与正弦交流电源连接，如图所示，输入电压u的时间t的变化规律如图所示，如果仅将1个1.0的电阻插入副线圈则为() a，电压互感器的输入电压的最大值为b，在电阻中流动的电流为20 A C，电压互感器的输入电压表的显示数为，副线圈与电压表和电阻r的负载连接，电压表的显示数为10 V为tT/4时(t是交流电流的周期)，初级线圈两端电压的瞬时值由此得到电压互感器原，副线圈的匝数比为() AB C D，c

14、， 练习4 .理想变压器开始时，二次线圈的匝数比为3:1，二次线圈连接3个相同的灯泡，如果在能够正常发光的一次线圈上连接相同的灯泡l，则如图所示，() a .灯l也正常发光，b .灯l比其他三个灯暗，c .灯l烧毁练习5.(天津总理)为了探索理想变压器原、次级线圈电压、电流的关系，将初级线圈与电压有效值不变的正弦交流电电源连接，次级线圈与相同的灯泡L1、L2连接的电路由理想交流电压表V1、V2和理想交流电流计A1， 分别连接有A2，引线的电阻不能忽略，但是如图所示，若开关s闭合，则() AA1的显示数变大，A1和A2的显示数之比BA1的显示数变大，A1和A2的显示数之比CV2的显示数变小，V1

15、和V2的显示数之比DVD V1与V2的表示数之比不变，AD练习6.(山东总理)理想的电压互感器原、副线圈的匝数比为101，一次线圈输入电压的变化规律如甲所示，与副线圈相连的电路如乙所示，p是滑动变阻器的触头，以下说法正确的是() 如果a的副线圈输出电压的频率为50 Hz B的副线圈输出电压的有效值为31V CP向右移动，则原、副线圈的电流比DP减小而向右移动，则电压互感器的输出功率增加，如AD、练习7 .图所示，p是理想的自耦合电压互感器的振子，q是滑动变阻器的折动触头在输入交变电压一定的条件下，以下说法正确的是，() A.Q不动，p向下移动，电流显示数减少，电压显示数B.Q不动，p向上移动，

16、电流显示数减少，电压显示数C.P不动，q向上移动，电流显示数增加，电压显示数D.P 电流显示数增加，电压显示数不变，BC、练习8 .下一个图理想电压互感器的原级线圈匝数比n1n241、原级线圈a、b的间接电压为交流电源，在灯l上显示为“36 V、18 W”，并位于滑动变阻器r的滑块所在的位置时，电流显示数为0.25 A， 灯l正在正常发光) a滑动变阻器r消耗的电力为36 W B的值的电阻R0的电阻值为19 C，灯l中流过的交变电流的频率为25 Hz D，当使滑动变阻器r的滑块滑动时，灯l的亮度变暗，b，练习9 .全国卷)是理想的电压互感器， 该初级线圈与电压有效值不变化的交流电源连接，p是滑

17、块的当前p沿着从均匀地紧密缠绕的副线圈的最下端开始的副线圈，在钨丝灯l的两端的电压与其额定电压相等之前，将初级线圈中流过的电流设为I1，将灯泡中流过的电流设为I2，将灯泡的两端在接下来的4个图中，能够正确反映对应的物理量的变化趋势的是() BC、回答： BC、练习1.0 .如图甲所示，在投入铁元素中心缠绕2个线圈m和p，线圈p和电流计构成投入电路。 在t1T2之间，若观察通过电流计的电流的方向从上到下(即，从c朝向电流计d )，则线圈m的两端的电位差uab的时间t的变化状况为图乙中的() CD，练习1.1为变电所，能够判断始终使用交流电表监视电力网上的强电流， 使用的器材叫电流互感器，能够正确反映其工作原理的是() a，练习1.2。如理想的电压互感器，其原、副线圈的匝数比是2.1，原级线圈上连接有交流电压u220sin 100t (V )。图中的电压表和电流计是理想的交流电表。 Rt是负的温度系数的热敏电阻(即，温度上升时电阻值减少)，R1是一定的电阻，c是电容器，以下的说法正确地() a电压显