交變電流復(fù)習(xí)課件

選修3-2交變電流復(fù)習(xí)課件看法確定命運(yùn)，微小環(huán)節(jié)確定人生！現(xiàn)在的努力學(xué)習(xí)會送你走向更高的人生起點(diǎn)！洋知識框架交變電流交變電流的產(chǎn)生及其變更規(guī)律描述交變電流的物理量

峰值瞬時值有效值、平均值周期、頻率溝通電路電感、電容的作用變壓器遠(yuǎn)距離輸電L2一、交變電流的產(chǎn)生1、產(chǎn)生：閉合矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁感線的軸線做勻角速轉(zhuǎn)動時，閉合線圈中就有溝通電產(chǎn)生L1L2線圈平面與磁感線垂直位置起先計(jì)時e=Emsinωti=Imsinωtu=UmsinωtEm=NBSω2、中性面：與磁場方向垂直的平面特點(diǎn)：①線圈通過中性面時，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量的變更率為零，感應(yīng)電動勢為零；②線圈平面每次轉(zhuǎn)過中性面時，線圈中感應(yīng)電流方向變更一次，線圈轉(zhuǎn)動一周兩次通過中性面，故一周里線圈中電流方向變更兩次3、交變電流的圖象變更規(guī)律：(t＝0時，線圈在中性面位置)如下表．我國市電的頻率是50HzitOT我國市電的周期是0.02s1、溝通電的周期和頻率：二、描述正弦溝通電的幾個物理量（周期，頻率，峰值，有效值，平均值）作一次周期性變更所需的時間。單位：秒在1秒內(nèi)完成周期性變更的次數(shù)。單位：赫茲etOT2、溝通電的峰值和瞬時值公式：Em瞬時值－Em峰值e=Emsinωt電動勢峰值Em=NBLV=NBSωi=Imsinωt電流峰值Im=Em/Ru=Umsinωt路端電壓峰值Um=ImR3、溝通電的有效值概念RIR～有效值概念：讓溝通電流和直流電流通過相同的電阻，在相等時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q相等，就把這個直流電流的數(shù)值I（或電壓U）叫做這一溝通電的有效值。電流的熱效應(yīng)等效正弦溝通電的有效值公式：①通常所說的溝通電的電壓、電流的數(shù)值都是指溝通電的有效值。②溝通電壓表、電流表測量的電壓、電流的數(shù)值也都是溝通電的有效值。③假如不是正弦（或余弦）溝通電，不能依據(jù)這樣計(jì)算，只能依據(jù)熱等效定義計(jì)算（常取1個周期發(fā)熱量計(jì)算）說明1、溝通用電器的額定電壓和額定電流指的是有效值；溝通電流表和溝通電壓表的讀數(shù)是有效值。保險絲的熔斷值為有效值，電容器的擊穿電壓為峰值。對于溝通電若沒有特殊說明的均指有效值。說明2、在求溝通電的功、功率或電熱時必需用溝通電的有效值。求電量用平均值。說明3、溝通電壓表和電流表通過溝通電時，事實(shí)上已經(jīng)由電表內(nèi)部元件把溝通電變成了等效的直流，所以讀出的就是溝通的有效值，并且電表的指針不會忽左忽右地?fù)u擺。4、平均值

⑴不能用算術(shù)平均法即：E=（E1+E2）/2來計(jì)算⑵在計(jì)算感應(yīng)電荷時必須要用平均值⑶平均值不等于有效值1、閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，線圈中產(chǎn)生的交變電動勢的瞬時值表達(dá)式為e=311sin(314t)V。則此溝通電的峰值為，有效值為，周期為，頻率為。311V220V0.02s50Hz典型練習(xí)2、閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，已知線圈的匝數(shù)為n，每匝面積為S，線圈轉(zhuǎn)動的角速度為ω，求線圈中產(chǎn)生的交變電動勢的最大值。acbd3.

如圖所示：匝數(shù)為N、面積為S的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場B中勻速轉(zhuǎn)動，角速度為ω，求線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180度時間內(nèi)交變電壓的平均值。若線圈總電阻為R，通過線圈的電荷量是多少？ω4.如圖1所示，為電熱毯的電路圖，電熱絲接在u=311sin100πtV的電源上，電熱毯被加熱到確定溫度后，通過裝置P使輸入電壓變?yōu)閳D2所示波形，從而進(jìn)入保溫狀態(tài)，若電熱絲電阻保持不變，此時溝通電壓表的讀數(shù)是()A、110VB、156VC、220VD、311Vu／Vt／s31100.010.030.020.04PVu電熱毯圖1圖2B三、感抗和容抗1.感抗表示電感對交變電流的阻礙作用。特點(diǎn)：

“通直流，阻溝通”、“通低頻，阻高頻”2．容抗表示電容對交變電流的阻礙作用。特點(diǎn)：“通溝通，隔直流”、“通高頻，阻低頻”1、如圖所示，從ab端輸入的溝通含有高頻和低頻成分，為了使R上盡可能少地含有高頻成分，接受圖示電路，其L的作用是__________，C的作用是__________。

解析：因L有“通低頻、阻高頻”的特點(diǎn)，因此L的作用是阻擋高頻成分；而通過L后還有少量的高頻成分，利用C“通高頻、阻低頻”的特點(diǎn)，因此C的作用是使高頻成分流過。典型練習(xí)2、如圖所示，當(dāng)溝通電源的電壓（有效值）U＝220V、頻率f＝50Hz時，三只燈A、B、C的亮度相同（L無直流電阻）。（1）將溝通電源的頻率變?yōu)閒＝100Hz，則（）（2）將電源改為U＝220V的直流電源，則（）A．A燈比原來亮B．B燈比原來亮C．C燈和原來一樣亮D．C燈比原來亮AC

BC3.在圖所示的電路中，假如交變電流的頻率增大，1、2和3燈的亮度變更狀況是（）A．1、2兩燈均變亮，3燈變暗B．1燈變亮，2、3兩燈均變暗C．1、2燈均變暗，3燈亮度不變D．1燈變暗，2燈變亮，3燈亮度不變1.變壓器原理（1）.變壓器的構(gòu)造:變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成的．一個線圈跟電源連接，叫原線圈（也叫初級線圈）；另一個線圈跟負(fù)載連接，叫副線圈（也叫次級線圈）．兩個線圈都是用絕緣導(dǎo)線繞制成的，鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成．四變壓器原理和遠(yuǎn)距離輸電（2）.變壓器的變壓比:

U1／U2=n1／n2

U1

／n1=U2

／n2=U3

／n3=…=k

志向變壓器原副線圈的端電壓跟匝數(shù)成正比.當(dāng)n2＞n1時，U2＞U1，變壓器使電壓升高，這種變壓器叫做升壓變壓器．當(dāng)n2＜n1時，U2＜U1，變壓器使電壓降低，這種變壓器叫做降壓變壓器．思考題：理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶10，當(dāng)原線圈接在6V的蓄電池兩端以后，則副線圈的輸出電壓為 【】A．60V B．C． D．以上答案都不對D（3）.變壓器的變流比:志向變壓器的輸入的電功率I1U1等于輸出的電功率I2U2，即I1U1=I2U2．由U1／U2=n1／n2∴I1／

I2=n2／n1

可見，變壓器工作時，原線圈和副線圈中的電流跟它們的匝數(shù)成反比．變壓器的高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，可用較細(xì)的導(dǎo)線繞制低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大，應(yīng)用較粗的導(dǎo)線繞制留意:上式只對僅有一個副線圈時適用.若有兩個及以上副線圈時,必需由輸入的電功率等于輸出的電功率計(jì)算.1.圖（甲）、（乙）兩電路中，當(dāng)a、b兩端與e、f兩端分別加上220V的溝通電壓時，測得c、d間與g、h間的電壓均為110V。若分別在c、d兩端與g、h兩端加上110V的溝通電壓，則a、b間與e、f間的電壓分別為V和V,若分別在c、d兩端與g、h兩端加上110V的恒定電壓，則a、b間與e、f間的電壓分別為V,和V.d1102201100典型練習(xí)2、如圖是一個志向變壓器的電路圖，若A、B兩點(diǎn)接溝通電壓U時，五個相同的燈泡均正常發(fā)光，則原、副線圈的匝數(shù)比為：A.51B.15C.41D.14n1n2UAB解：設(shè)燈泡正常發(fā)光的電流為I，則原、副線圈的電流分別為I和4I，如圖示。I4I所以原、副線圈的匝數(shù)比為41削減輸電中的功率損失可以有兩種方法:P損=I2R一種方法是:減小電阻.在電線長度L確定的狀況下，應(yīng)當(dāng)選用電阻率小、橫截面積大的導(dǎo)線．另一種方法是提高輸電的電壓U，減小電流I．減小輸電導(dǎo)線中的電流．在導(dǎo)線電阻不變的條件下，電流假如減小到原來的百分之一，功率損失△P=I2R就減小到原來的萬分之一．減小輸電線路上的電壓損失也有兩種方法．U損

=IR一種是增大輸電導(dǎo)線的截面積以減小電阻．另一種是減小輸電電流．在輸送電功率不變的前提下，必需提高輸電電壓．通過以上分析，我們看到，無論從減小輸電中的功率損失，還是從減小電壓損失方面看，都要求提高輸電電壓，減小輸電電流．2.遠(yuǎn)距離輸電:遠(yuǎn)程高壓輸電電路圖：P1=P2=PP損=I22RP3=P-P損P4=P3功率關(guān)系電壓關(guān)系發(fā)電廠輸出電壓U1

升壓后U2=N2U1/N1

降壓后U4=N4U3/N3U損=I2RU3=U2-U損電流關(guān)系

I1/

I2=N2/N1

I2/

I4=N4/N3

I2=P/U2I4=P4/U41.在遠(yuǎn)距離輸電中，當(dāng)輸送的電功率相同時，則關(guān)于輸電導(dǎo)線上損失的功率下列說法正確的是（）(A)減小輸電導(dǎo)線的電阻可以減小損失的功率，但此種方法很有限(B)提高輸送電壓從而減小輸送電流，可大大減小損失的功率(C)損失的功率與輸送電壓的二次方成反比(D)損失的功率與輸電線上的電壓降成反比ABC2.某發(fā)電機(jī)輸出功率P=100千瓦，發(fā)電機(jī)端電壓U=1000伏，向遠(yuǎn)距離輸電的輸電線總電阻R=8歐。現(xiàn)要求輸電損耗為5%，用戶得到的電壓恰好為220伏，則：①畫出輸電線路的示意圖；②求出所用的變壓器的原副線圈匝數(shù)比。解：線路上損耗的功率為P′=5000W，∵P′=I2

2R,∴電流為I2=25A，線路上的電壓為U′=I2R=200V，U2=P/I2=100000/25=4000V,∴n1／n2=U1／U2=1／4U3=U2-U′=3800VU4=220Vn3／n4=U3／U4=190／11U4=220VU1=1000V8ΩU2U3

【2013海南高考】．通過一阻值R=100Ω的電阻的交變電流如圖所示，其周期為1s.電阻兩端電壓的有效值為()

1i/At/s0.50.10.2-0.1-0.20高考再現(xiàn)【2013江蘇高考】.如圖所示,志向變壓器原線圈接有溝通電源,當(dāng)副線圈上的滑片P處于圖示位置時,燈泡L能發(fā)光.要使燈泡變亮,可以實(shí)行的方法是（）向下滑動滑片P增大溝通電源的電壓C.增大溝通電源的頻率D.減小電容器C的電容答案：BC答案：B【2013廣東高考】.如圖，志向變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1：n2=2:1,V和A均為志向電表，燈泡電阻R1=6Ω,AB端電壓u1=sin100πt（V）.下列說法正確的是

A.電流頻率為100Hz

B.V的讀數(shù)為24V

C.A的讀數(shù)為0.5A

D.變壓器輸入功率為6W

答案：D1、溝通發(fā)電機(jī)在工作時的電動勢為e=Emsin(ωt)，若將其線圈的轉(zhuǎn)速提高為原來的兩倍，則其電動勢表達(dá)式變?yōu)椋―）A、e=Emsin(ωt/2)B、e=2Emsin(ωt/2)C、e=Emsin(2ωt)D、e=2Emsin(2ωt)四、當(dāng)堂檢測2、如圖所示，一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，則下列說法中正確的是（A）A、t=0時刻線圈位于中性面B、t1時刻，溝通電變更方向C、t2時刻，線圈的溝通電動勢最大D、t1到t2的時間內(nèi)，線圈的溝通電動勢在增大感應(yīng)電動勢最大，為什么？感應(yīng)電動勢為零，為什么？3.某溝通發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系，如圖所示，假如其它條件不變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，則溝通電動勢的最大值和周期分別變?yōu)椋ǎ〢．400V，0.02sB．200V,0.02sC．400V,0.08sD．200V,0.08s解：從圖中看出，該溝通電的最大值和周期分別是：Em＝100V，T＝0.04s，而最大值Em＝NBSω，周期T＝2π／ω；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)速加倍時，ω’＝2ω，故Em’＝2Em＝200V，T’＝T／2＝0.02s.故選B。3.如圖所示為某正弦溝通電流的圖像，求其峰值、周期和角速度，并寫出該電流的瞬時值表達(dá)式。解析：從圖中可看出交變電流的周期T＝0.02s，在t＝0.0025s＝T／8時，電流為14.14A，而t＝T／8時線圈從中性面轉(zhuǎn)過的角度為45°。由電流表達(dá)式i＝Imsinωt得：14.14＝Imsin45°Im＝14.14／sin45°＝20Aω＝2π／T＝314rad/s.故此電流的瞬時表達(dá)式為i＝20sin314t4.如圖表示一溝通的電流隨時間變更的圖像，此交變電流的有效值是多大？解析：溝通的有效值等于熱效應(yīng)與此溝通等效的直流電的值，為分析便利，可選溝通電的一個周期進(jìn)行探討。設(shè)此交變電流的有效值為I，依據(jù)溝通有效值的定義，有：所以：5.圖中兩交變電流通過相同的電阻R。求：（1）分別寫出它們的有效值、周期和頻率。（2）計(jì)算它們在R上產(chǎn)生的功率之比。解析：

（1）圖甲為正弦溝通電，其有效值I1＝Im／＝3.55A，周期T1＝0.4s，頻率f1＝2.5Hz；圖乙為方波溝通電，電流的大小不變、方向作周期變更，由于熱效應(yīng)與電流方向無關(guān)，因而它的有效