交變電流復(fù)習(xí).ppt

1、選修3-2 交變電流復(fù)習(xí)課件 態(tài)度決定命運，細節(jié)決定人生！ 現(xiàn)在的努力學(xué)習(xí)會送你走向更高的人生起點！ 洋,1,知 識 框 架,交變電流,交變電流的產(chǎn)生及其變化規(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,交流電路,電感、電容的作用,變壓器,遠距離輸電,2,L2,一、交變電流的產(chǎn)生,1、產(chǎn)生：閉合矩形線圈在勻強磁場中，繞垂直于磁感線的軸線做勻角速轉(zhuǎn)動時，閉合線圈中就有交流電產(chǎn)生,線圈平面與磁感線垂直位置開始計時,e=Emsint,i=Imsint,u=Umsint,Em=NBS,3,2、中性面：,與磁場方向垂直的平面,特點：,線圈通過中性面時，穿過線圈的磁通量最大，但磁通

2、量的變化率為零，感應(yīng)電動勢為零；,線圈平面每次轉(zhuǎn)過中性面時，線圈中感應(yīng)電流方向改變一次，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改變兩次,4,3、交變電流的圖象,變化規(guī)律：(t0時，線圈在中性面位置)如下表,5,我國市電的頻率是50Hz,T,我國市電的周期是0.02s,1、交流電的周期和頻率：,二、描述正弦交流電的幾個物理量（周期，頻率，峰值，有效值，平均值）,作一次周期性變化所需的時間。 單位：秒,在1秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。 單位：赫茲,6,T,2、交流電的峰值和瞬時值公式：,Em,瞬時值,Em,峰值,e=Emsint 電動勢峰值Em=NBLV=NBS i=Imsint 電流峰

3、值Im=Em/R u=Umsint 路端電壓峰值Um=ImR,7,3、交流電的有效值概念,I,有效值概念：讓交流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）叫做這一交流電的有效值。,電流的熱效應(yīng)等效,8,正弦交流電的有效值公式：,通常所說的交流電的電壓、電流的數(shù)值都是指交流電的有效值。,交流電壓表、電流表測量的電壓、電流的數(shù)值也都是交流電的有效值。,如果不是正弦（或余弦）交流電，不能按照這樣計算，只能按照熱等效定義計算（常取1個周期發(fā)熱量計算）,9,說明1、 交流用電器的額定電壓和額定電流指的是有效值；交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是有效值。保

4、險絲的熔斷值為有效值，電容器的擊穿電壓為峰值。對于交流電若沒有特殊說明的均指有效值。,說明2、 在求交流電的功、功率或電熱時必須用交流電的有效值。 求電量用平均值。,說明3、 交流電壓表和電流表通過交流電時，實際上已經(jīng)由電表內(nèi)部元件把交流電變成了等效的直流，所以讀出的就是交流的有效值，并且電表的指針不會忽左忽右地擺動。,10,4、平均值,不能用算術(shù)平均法即：E=（E1+E2）/2來計算,在計算感應(yīng)電荷時必須要用平均值,平均值不等于有效值,11,1、閉合線圈在勻強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式為e=311sin(314t)V。則此交流電的峰值為，有效值為，

5、周期為，頻率為。,311V,220V,0.02s,50Hz,典型練習(xí),12,2、閉合線圈在勻強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，求線圈中產(chǎn)生的交變電動勢的最大值。,13,3. 如圖所示：匝數(shù)為N、面積為S的矩形線圈在勻強磁場B中勻速轉(zhuǎn)動，角速度為，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？,14,4.如圖1所示，為電熱毯的電路圖，電熱絲接在u=311sin100t V的電源上，電熱毯被加熱到一定溫度后，通過裝置P 使輸入電壓變?yōu)閳D2所示波形，從而進入保溫狀態(tài)，若電熱絲電阻保持不變，此時交流

6、電壓表的讀數(shù)是 ( ) A、110V B、156V C、220V D、311V,B,15,三、感抗和容抗,1.感抗表示電感對交變電流的阻礙作用 。,特點：,“通直流，阻交流”、“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 ：,“通交流，隔直流”、“通高頻，阻低頻”,16,1、如圖所示，從ab端輸入的交流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，采用圖示電路，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，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，因此C的作用是使高頻成分流過。,典型練習(xí),17,

7、2、如圖所示，當(dāng)交流電源的電壓（有效值）U220V、頻率f50Hz時，三只燈A、B、C的亮度相同（L無直流電阻）。,（1）將交流電源的頻率變?yōu)閒100Hz， 則 （ ） （2）將電源改為U220V的直流電源， 則 （ ） AA燈比原來亮 BB燈比原來亮 CC燈和原來一樣亮 DC燈比原來亮,AC,BC,18,3.在圖所示的電路中，如果交變電流的頻率增大，1、2和3燈的亮度變化情況是（ ） A1、2兩燈均變亮，3燈變暗 B1燈變亮，2、3兩燈均變暗 C1、2燈均變暗，3燈亮度不變 D1燈變暗，2燈變亮，3燈亮度不變,19,1. 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

8、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,四變壓器原理和遠距離輸電,20,（2）.變壓器的變壓比:,U1U2 =n 1n2,U1 n1 = U2 n2= U3 n3 =k,理想變壓器原副線圈的端電壓跟匝數(shù)成正比.,當(dāng)n2n1時，U2U1，變壓器使電壓升 高， 這種變壓器叫做升壓變壓器,當(dāng)n2n1時，U2U1，變壓器使電壓降低， 這種變壓器叫做降壓變壓器,21,思考題：理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為110，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【 】

9、A60V B C D以上答案都不對,D,22,（3）. 變壓器的變流比:,理想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= n1n2, I1 I2 = n2n1,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,注意: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,必須由輸入的電功率 等于輸出的電功率計算.,23,1.圖（甲）、（乙）兩電路中，當(dāng)a、b兩端與e、f 兩端分別加上220V的交流電壓時，測得c、d 間與g、

10、h 間的電壓均為110V。若分別在c、d兩端與g、h 兩端加上110V的交流電壓，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.,d,110,220,110,0,典型練習(xí),24,2、如圖是一個理想變壓器的電路圖，若A、B兩點接交流電壓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. 5 1 B. 1 5 C. 4 1 D. 1 4,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。,所以原、副線圈的匝數(shù)比為 4 1,25,減少輸電中的功率損失可以有兩種方

11、法: P損=I2 R,一種方法是: 減小電阻. 在電線長度L一定的情況下，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，電流如果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，必須提高輸電電壓,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. 遠距離輸電:,26,遠程高壓輸電電路圖：,P1=P2=

12、P,P損=I22R,P3=P-P損,P4=P3,功率關(guān)系,27,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/N3,U損=I2R,U3=U2-U損,28,電流關(guān)系,I1 / I2= N2 / N1,I2 / I4= N4 / N3,I2 = P / U2,I4 = P4 / U4,29,1.在遠距離輸電中，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

13、率與輸電線上的電壓降成反比,A B C,30,2.某發(fā)電機輸出功率P=100千瓦，發(fā)電機端電壓U=1000伏，向遠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：畫出輸電線路的示意圖； 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 = 5000 W，,P =I2 2 R,電流為I2 =25A，,線路上的電壓為U=I2 R=200V，,U2 =P/I2 =100000/25=4000V,n1n2 =U 1U2 =1 4,U3=U2 -U =3800V,U4 =220V,n3n4 =U 3U4 =190 11,31,【2013海南高考】通過一

14、阻值R=100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 ( ),高考再現(xiàn),32,【2013江蘇高考】. 如圖所示,理想變壓器原線圈接有交流電源,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,可以采取的方法是（ ） 向下滑動滑片P 增大交流電源的電壓 C. 增大交流電源的頻率 D. 減小電容器C 的電容 答案：BC,答案：B,33,【2013廣東高考】.如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1：n2=2:1, V和A均為理想電表，燈泡電阻R1=6,AB端電壓u1=sin100t（V）.下列說法正確的是A.電流頻率為100HzB.V的讀數(shù)為24VC.A的讀數(shù)

15、為0.5AD.變壓器輸入功率為6W答案：D,34,1、交流發(fā)電機在工作時的電動勢為e=Emsin(t)，若將其線圈的轉(zhuǎn)速提高為原來的兩倍，則其電動勢表達式變?yōu)椋―） A、e=Emsin(t/2 ) B、e=2Emsin(t/2) C、e=Emsin(2t) D、e=2Emsin(2t),四、當(dāng)堂檢測,35,2、如圖所示，一只矩形線圈在勻強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，交流電改變方向 C、t2時刻，線圈的交流電動勢最大 D、t1到 t2的時間內(nèi)，線圈的交流電動勢在增大,感應(yīng)電動勢最大，為什么？,感應(yīng)電動勢為零，為什么？

16、,36,3.某交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系，如圖所示，如果其它條件不變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，則交流電動勢的最大值和周期分別變?yōu)椋?）,A400V，0.02s B200V, 0.02s C400V, 0.08s D200V, 0.08s,解：從圖中看出，該交流電的最大值和周期分別是：Em100V，T0.04s，而最大值EmNBS，周期T2；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)速加倍時，2，故Em2Em200V，TT20.02s.故選B。,37,3.如圖所示為某正弦交流電流的圖像，求其峰值、周期和角速度，并寫出該電流的瞬時值表達式。,解析：從圖中可看出交變電流的周期T0.02s，在t0.0025sT8時，電流為14

17、.14A，而tT8時線圈從中性面轉(zhuǎn)過的角度為45。,由電流表達式iImsint得：14.14Imsin45,Im14.14sin4520A,2T314rad/s.,故此電流的瞬時表達式為i20sin314t,38,4.如圖表示一交流的電流隨時間變化的圖像，此交變電流的有效值是多大？,39,解析：交流的有效值等于熱效應(yīng)與此交流等效的直流電的值，為分析方便，可選交流電的一個周期進行研究。設(shè)此交變電流的有效值為I，根據(jù)交流有效值的定義，有：,所以：,40,5.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）計算它們在R上產(chǎn)生的功率之比。,41,解析：,（1）圖甲為

18、正弦交流電，其有效值I1Im 3.55A，周期T10.4s，頻率f12.5Hz；圖乙為方波交流電，電流的大小不變、方向作周期變化，由于熱效應(yīng)與電流方向無關(guān)，因而它的有效值為5A，周期T20.4s，頻率f22.5Hz。,（2）由公式PI2R得： P甲:P乙I12R:I22R（I1I2）21:2,42,6.如圖所示，矩形線圈的匝數(shù)為n，線圈面積為S，線圈內(nèi)阻為r，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞OO軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻為R。在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90的過程中，求：,(1)通過電阻R的電量q；,解析：,在此過程中，穿過線圈磁通量變化,所用時間,產(chǎn)生的平均電動勢為,平均電流為,通過R的電量,43,（2）電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q,在此過程中電阻R上的焦耳熱為一個周期內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱的14，,44,7.邊長為a的單匝正方形線圈在磁感應(yīng)強度為B的勻