高中物理交變電流復(fù)習(xí)課

.PAGE.交變電流復(fù)習(xí)課知識(shí)梳理：一、交變電流1.交變電流：電流強(qiáng)度的大小和方向,這種電流叫交變電流。2.交變電電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律〔1產(chǎn)生：在勻強(qiáng)磁場中,繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈產(chǎn)生的是交變電流.〔2規(guī)律〔瞬時(shí)值表達(dá)式：①中性面的特點(diǎn)：②變化規(guī)律：〔交變電流瞬時(shí)值的表達(dá)式電動(dòng)勢：電壓：電流：③正弦〔余弦交變電流的圖象二、描述交變電流的物理量1.交變電流的最大值：〔1交變電流的最大值〔與無關(guān),但是轉(zhuǎn)動(dòng)軸應(yīng)與磁感線.〔2某些電學(xué)元件〔電容器、晶體管等的擊穿電壓指的是交變電壓的最大值.2.交變電流的有效值：〔1有效值是利用定義的.〔即,則直流電的數(shù)值就是該交流電的有效值.〔2正弦交變電流的有效值：〔3通常說的交變電流的電壓、電流強(qiáng)度以及交流電表的讀數(shù)、保險(xiǎn)絲的熔斷電流的值,都是指交變電流的值.此外求解交變電流的電熱問題時(shí),必須用值來進(jìn)行計(jì)算.3.交變電流的周期、頻率、角速度：〔1周期T：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間.〔2頻率f：1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù).〔3角速度ω：1s內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度.〔4三者關(guān)系：我國民用交變電流的周期T=s、頻率f=Hz、角速度ω=rad/s.4.交變電流平均值：〔1交變電流圖象中圖象與t軸所圍成的面積與時(shí)間的比值叫做交變電流的平均值.〔2平均值是利用來進(jìn)行計(jì)算的,計(jì)算時(shí)只能用平均值.三、電感和電容對(duì)交流的作用電感是"通流、阻流、通頻、阻頻".電容是"通流、隔流、通頻、阻頻".四、變壓器1.變壓器的構(gòu)造圖：2.變壓器的工作原理：3.理想變壓器〔1電壓跟匝數(shù)的關(guān)系：〔2功率關(guān)系：〔3電流關(guān)系：〔4決定關(guān)系：五、遠(yuǎn)距離輸電1、示意圖：2、兩個(gè)關(guān)系：〔1.輸電過程的電壓關(guān)系：〔2.輸電過程功率的關(guān)系：專題一交變電流的產(chǎn)生和圖像1、將阻值為5Ω的電阻接到內(nèi)阻不計(jì)的交流電源上,電源電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示．下列說法正確的是〔A．電路中交變電流的頻率為0.25HzB．通過電阻的電流為AC．電阻消耗的電功率為2.5WD．用交流電壓表測得電阻兩端的電壓是5V2、一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示．由圖可知〔A．該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u＝100sin〔25tVB．該交流電的頻率為25HzC．該交流電的電壓的有效值為100D．若將該交流電壓加在阻值R＝100Ω的電阻兩端,則電阻消耗的功率為50WV交變電源~圖1u/Vt/×10-2sV交變電源~圖1u/Vt/×10-2sOUm-Um12圖2A.通過R的電流iR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是iR=cos100πt<A>B.通過R的電流iR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是iR=cos50πt<V>C.R兩端的電壓uR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是uR=5cos100πt<V>D.R兩端的電壓uR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是uR=5cos50πt<V>4、如圖所示,同軸的兩個(gè)平行導(dǎo)線圈M、N,M中通有圖象所示的交變電流,則〔MNt1t2t3tMNt1t2t3t4itOB.在t2到t3時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線圈M、N互相吸引C.在t1時(shí)刻M、N間相互作用的磁場力為零D.在t2時(shí)刻M、N間相互作用的磁場力最大在周期性變化的勻強(qiáng)磁場區(qū)域內(nèi)有垂直于磁場的一半徑為r=1m、電阻為R=3.14Ω的圓形線框,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖示規(guī)律變化時(shí)〔以向里為正方向,線框中有感應(yīng)電流產(chǎn)生。⑴畫出感應(yīng)電流i隨時(shí)間變化的圖象〔以逆時(shí)針方向?yàn)檎?。⑵求該感?yīng)電流的有效值。BB/Tt/sO2134679Br專題二表征交流電的物理量、四值問題V1、如圖,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T,邊長為L=10cm的正方形線圈abcd共100匝,線圈電阻r=1Ω,線圈繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。外電路電阻R=4Ω。V求：〔1感應(yīng)電動(dòng)勢最大值〔2由圖示位置轉(zhuǎn)過60。角時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢值〔3由圖示位置轉(zhuǎn)過60。角過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢值〔4交流電壓表的示數(shù)〔5線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周在電阻R上產(chǎn)生的熱量〔6在周期內(nèi)通過電阻R的電荷量為多少。44-3Oi/At/s2.如下圖所示,是一個(gè)交變電流的電流強(qiáng)度i隨時(shí)間t變化的規(guī)律。此交變電流的有效值是<>A.5AB.5AC.3.5A3、一個(gè)在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的線框,當(dāng)線框轉(zhuǎn)至中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)。t1=1/60s,線框中感應(yīng)電動(dòng)勢為50V,當(dāng)t2=1/30s時(shí),線框中感應(yīng)電動(dòng)勢為50V,求：〔1感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值；〔2線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度的大小；〔3線框中感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)表達(dá)式。4、一根電阻絲接入100v的直流電,1min產(chǎn)生的熱量為Q,同樣的電阻絲接入正弦交變電壓,2min產(chǎn)生的熱量為0.5Q,那么該交變電壓的最大值為〔A、50vB、100vC、50vD、50vbaBlA.<2πl(wèi)2nB>baBlB.2<πl(wèi)2nB>2/PC.<l2nB>2/2PD.<l2nB>2/P專題三變壓器原理和應(yīng)用1、下列有關(guān)理想變壓器的說法正確的是：〔A、原、副線圈中交變電流的頻率一定相等B、穿過原、副線圈的磁通量的變化率一定相等C、副線圈的輸出功率和原線圈的輸入功率一定相等D.原線圈的導(dǎo)線比副線圈導(dǎo)線細(xì)E．變壓器是一種能夠改變交流電壓的設(shè)備F．凡是能改變交流電壓的設(shè)備,都是變壓器G．原線圈中輸入功率隨著副線圈中的負(fù)載阻值增大而增大H．負(fù)載空載時(shí),原線圈中的電流為零I．當(dāng)副線圈空載時(shí),原線圈上的電壓為零J．原線圈中的輸入電流隨著副線圈中的輸出電流的增大而增大2.如圖所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為20∶1,原線圈接正弦交流電源,副線圈接入"220V,60W"燈泡一只,且燈泡正常發(fā)光。則〔~AA．電流表的示數(shù)為A~AB．電源輸出功率為1200WC．電流表的示數(shù)為AD．原線圈端電壓為11VA1V1V2A2Rn1n23.如圖所示,理想變壓器的原線圈匝數(shù)為n1=1000匝,副線圈匝數(shù)為A1V1V2A2Rn1n2A.電流表A1的示數(shù)為0.10AB.電壓表V1的示數(shù)為311VC.電流表A1的示數(shù)為0.75AD.電壓表V2的示數(shù)為62.2V圖13-2-64、如圖13-2-6所示,理想變壓器的副線圈上接有三個(gè)燈泡,原線圈與一燈泡串聯(lián)在交流電源上。若所有燈泡都完全相同且都正常發(fā)光,則電源兩端的電壓U1與燈泡兩端的電壓U2之比為〔圖13-2-6A、1:1B、2:1C、3:1D、4:15、圖5-52所示為理想變壓器,3個(gè)燈泡L1,L2,L3都標(biāo)有"5V,5W",L4標(biāo)有"5V,10W"．若它們都能正常發(fā)光,則變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2和輸入電壓u應(yīng)為〔A．2∶1,25伏B．1∶2,20伏C．1∶2,25伏D．2∶1,20伏6、用理想變壓器向負(fù)載供電,變壓器的輸入電壓不變,如圖圖13-2-4所示,如果負(fù)載電阻的滑動(dòng)觸頭向上移動(dòng),則圖中所有交流電表的讀數(shù)及變壓器輸入功率的變化情況為〔A1V1V2A2R圖13-2-4A．V1A1V1V2A2R圖13-2-4B．V1、V2不變,A1、A2增大,P增大C．V1、V2不變,A1、A2減小,P減小D．V1不變、V2增大,A1減小、A2增大,P減小7.如圖所示,理想變壓器給負(fù)載R供電．保持輸入的交變電壓不變,各交流電表對(duì)電路的影響不計(jì)。當(dāng)負(fù)載電阻的滑動(dòng)觸頭向下移動(dòng)時(shí),圖中各交流電表的示數(shù)及變壓器的輸入功率P的變化情況是〔A1V1V2A2Rn1A1V1V2A2Rn1n2B.V1和V2不變,A1和A2增大,P增大C.V1和V2不變,A1和A2減小,P減小D.V1不變,V2增大,A1減小,A2增大,P減小KabRU18.如圖所示,理想變壓器輸入的交變電壓為UKabRU1A.保持U1及R不變,將K由a改接到b時(shí),I1將減小B.保持U1及R不變,將K由b改接到a時(shí),R的功率將增大C.保持U1及K不變,將R增大時(shí),I1將增大D.K不變,U1增大,I1將增大圖13-2-89、如圖13-2-8所示的變壓器,當(dāng)通以交流電時(shí),每一個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通量只有一半通過另一線圈,另一半通過中間臂,已知線圈1、2匝數(shù)之比n1:n2,當(dāng)線圈1輸入電壓U時(shí),線圈2輸出電壓是________V,當(dāng)線圈2輸入電壓U時(shí),線圈1輸出電壓是圖13-2-8圖〔aA鐵芯圖〔b圖〔aA鐵芯圖〔bA.這種電流表能測直流電流,圖〔b的讀數(shù)為2.4AB.這種電流表能測交流電流,圖〔b的讀數(shù)為0.4AC.這種電流表能測交流電流,圖〔b的讀數(shù)為3.6AD.這種電流表既能測直流電流,又能測交流電流,圖〔b的讀數(shù)為3.6AUABRQPA11.調(diào)壓變壓器是一種自耦變壓器,它的構(gòu)造如圖所示。線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上。AB間加上正弦交流電壓U,移動(dòng)滑動(dòng)觸頭UABRQPAＡ.保持P的位置不動(dòng),將Q向下移動(dòng)時(shí),電流表的讀數(shù)變大Ｂ.保持P的位置不動(dòng),將Q向上移動(dòng)時(shí),電流表的讀數(shù)變?。?保持Q的位置不動(dòng),將P沿逆時(shí)針方向移動(dòng)時(shí),電流表的讀數(shù)變大Ｄ.保持Q的位置不動(dòng),將P沿逆時(shí)針方向移動(dòng)時(shí),電流表的讀數(shù)變小bua12.如圖所示,理想變壓器初級(jí)線圈接交變電壓u,次級(jí)線圈a僅有1匝,外電路是一匝同樣材料,同樣大小的線圈b,且a的橫截面積是b的2倍。此時(shí)測得次級(jí)線圈和外電路連接處兩點(diǎn)間的電壓為3.2V。若將a、bua專題四：遠(yuǎn)距離輸電1、山區(qū)小型水力發(fā)電站的發(fā)電機(jī)有穩(wěn)定的輸出電壓,它發(fā)出的電先通過電站附近的升壓變壓器升壓,然后通過輸電線路把電能輸送到遠(yuǎn)處村寨附近的降壓變壓器,經(jīng)降低電壓后再輸送至各用戶．設(shè)變壓器都是理想的,那么在用電高峰期,隨用電器總功率的增加將導(dǎo)致〔A．升壓變壓器初級(jí)線圈中的電流變小B．升壓變壓器次級(jí)線圈兩端的電壓變小C．高壓輸電線路的電壓損失變大D．降壓變壓器次級(jí)線圈兩端的電壓變小2.一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓為250V,輸出功率為100kW,向遠(yuǎn)處輸電用的輸電線總電阻為8Ω。為了使輸電線上損耗的功率不超過輸送總功率的5%,且用戶端剛好能得到220V交變電壓,求：供電端的升壓變壓器和用戶端的降壓變壓器的變壓比應(yīng)分別是多少？3.某發(fā)電站的輸出功率為104kW,輸出電壓為4kV,通過理想變壓器升壓后向80km遠(yuǎn)處供電。已知輸電導(dǎo)線的電阻率為ρ=2.4×10-8Ωm,導(dǎo)線橫截面積為1.5×10-4m2,輸電線路損失的功率為輸出功率的4%,求：⑴升壓變壓器的輸出電壓；⑵輸電線路上的電壓損失。4、圖5-43為一輸電系統(tǒng),A地有一臺(tái)升壓變壓器,B地有一臺(tái)匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器,使120盞標(biāo)有"120V,100W"的燈正常工作,A、B兩地輸電線的電阻是20Ω,求：<1>升壓變壓器輸出端的電壓．<2>若不用變壓器,要在B地得到同樣大小的電流和電功率,那么在A地要用多大的電壓將電能輸出？<3>兩情況下輸電線上損耗功率之比是多少？5、發(fā)電機(jī)的端電壓220v,輸出電功率44kw,輸電導(dǎo)線的電阻為0.2Ω,如果用原副級(jí)線圈匝數(shù)比為1:10的升壓變壓器,經(jīng)輸電線后,再用原副級(jí)線圈匝數(shù)比為10:1的降壓變壓器降壓供給用戶。畫出全過程的示意圖求用戶得到的電壓和功率若不經(jīng)過變壓而直接送到用戶,求用戶得到的電壓和功率專題五：帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動(dòng)OutOOutOutOutOutA.B.C.D.+dv0－2.如圖所示,平行金屬板板長L=8.0cm,板間距離d=5.0mm,兩板間加有交變電壓u=Umsin314tV。有一連續(xù)的電子束,以v0=6.4×107m/s從左端沿兩板中線向右射入。當(dāng)交變電壓的最大值Um超過某一值U0時(shí),將會(huì)出現(xiàn)電子束有時(shí)能穿過平行金屬板從右端射出,有時(shí)不能。已知電子質(zhì)量m=0.91×10-30kg,基本電荷e=1.6+dv0－⑴U0的值．⑵當(dāng)Um多大時(shí),有電子通過兩板間和無電子通過兩板間的時(shí)間之比恰好是2∶1？交變電流復(fù)習(xí)課參考答案一1、C2、BD3、A4.C5.⑴圖略⑵I=A二1、〔3.14V<1.57V><2.6V><1.78V><0.79J><0.0867C>2.B3、ω=10π〔rad/sEm=100<