高三物理第一輪復習 交變電流,理想變壓器,遠距離輸電(上課用)

1、思考：1、為什么電流的方向發(fā)生變化？2、為什么電流的大小發(fā)生變化？E=nBLv中性面問題:若單匝線框從中性面開始轉(zhuǎn)動,經(jīng)過一段時間t,在這一時刻整個線框產(chǎn)生的電動勢又是多大?acdHFV3V4 V3V3V4V4瞬時值峰值menBs sintE sint (=t ) e1=BLab V3+BLcd V4 =BL1v3sin wt+ BL1 V4sin wt =BL1wL2/2 sin wt+ BL1wL2/2 sin wt =BWL1L2 sin wt= BWS sin wt多匝多匝線圈線圈問題:若有n匝線框在勻速轉(zhuǎn)動,整個線框的總電阻為r,外電阻為R,則通過電阻的電流和電阻兩端的電壓分別是多少

2、?vuiV3V4中性面meE sint eiRr uiR mRuEsintRr mEisintRr miI sint muUsint 瞬時值瞬時值峰值峰值如圖，矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的四個過程如圖，矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的四個過程1 1、何處磁通量何處磁通量最大？最大？何處磁通量何處磁通量最?。孔钚?？2、何處電動勢、何處電動勢/電流最大電流最大？何處電動勢何處電動勢/電流最?。侩娏髯钚。?、何處磁通量的變化率最大？何處磁通量的變化率最小？、何處磁通量的變化率最大？何處磁通量的變化率最??？4 4、線圈線圈中中的的 電動勢電動勢/電流電流 方向再何處開始變化？方向再何處開始變化？abc

3、dKLABabcdK LABabcdkLABabcdkLABabcdkLABmenBs sin tE sin t 實物實物函數(shù)函數(shù)角速度角速度周期周期T頻率頻率f轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n追問：當追問：當t=0.0025 s 時，線圈與磁場的夾時，線圈與磁場的夾角？角？ 交流電的 峰值，瞬時值，平均值，有效值有效值menBs sin tE sin t 有效值：1、定義：一個周期T內(nèi)，跟交變電流的發(fā)熱等效的恒定電流或電壓值，為該交流電的有效值uiQ焦耳熱有效值有效值有效值：1、定義：一個周期T內(nèi)，跟交變電流的發(fā)熱等效的恒定電流或電壓值，成為該交流電的有效值2、有效值的意義：已知有效值，可以計算與能量有關的所有物

4、理量。如：熱量，功，功率等等。 絕大部分用電器的銘牌上，標注的是有效值。3、有效值的測量：交流電壓表，交流電流表。ui如圖所示，有一單匝矩形線圈，面積為S，內(nèi)阻為r，外電路電阻為R，電流表為理想電表，線圈繞垂直磁感線的對稱軸OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置轉(zhuǎn)900的過程中，下列說法正確的是( )A通過電阻R的電量為B通過電流表的最大電流為C電路消耗的總功率為D從圖示位置開始計時，R兩端電壓變化的規(guī)律為 u=BScost 轉(zhuǎn)過90的時刻，電流表的讀數(shù)是多少？理想變壓器一、變壓器的構(gòu)造一、變壓器的構(gòu)造1.示意圖示意圖 U1U2 n1n2原線圈原線圈副線圈副線圈鐵芯鐵芯2.電路圖中符號電路圖中符號n

5、1n23.理想變壓器：理想變壓器：（1）閉合鐵芯）閉合鐵芯 （絕緣硅鋼片疊合而成（絕緣硅鋼片疊合而成），不計鐵芯渦流發(fā)熱），不計鐵芯渦流發(fā)熱（2）線圈的電阻）線圈的電阻r 不計，不計電阻的發(fā)熱不計，不計電阻的發(fā)熱。（3）鐵芯導磁，不計漏磁。）鐵芯導磁，不計漏磁。理想變壓器：不發(fā)熱，不漏磁，不損失電功率。理想變壓器：不發(fā)熱，不漏磁，不損失電功率。鐵芯與線圈互相絕緣鐵芯與線圈互相絕緣變壓器變壓器不適用于不適用于恒定電流恒定電流疑問：原線圈沒有電阻，由u=Ir 得，u=0.但為什么線圈兩端仍然存在電壓U1？ U1U2 n1n2原線圈原線圈副線圈副線圈鐵芯鐵芯U1U2 n1n2E原線圈原線圈副線圈副線

6、圈 U1U2 n1n2原線圈原線圈副線圈副線圈鐵芯鐵芯用電器思考：交流電源的電思考：交流電源的電動勢是動勢是E，燈泡兩端的，燈泡兩端的電壓是電壓是E嗎？嗎？二、含理想變壓器的電路的簡化從輸入端看，理想變壓器和副線圈的用電器一起看成一個新的用電器。從輸出端看，理想變壓器和原線圈段的電路合起來看成一個新的電源。 U1U2 n1n2E原線圈原線圈副線圈副線圈 U1U2 n1n2E原線圈原線圈副線圈副線圈U1U2n1每個每個線圈中線圈中1、感應電動勢時刻相等、感應電動勢時刻相等2、有效值、有效值U相同相同te =匝數(shù)n =1 U1U2 n1n2原線圈原線圈副線圈副線圈鐵芯鐵芯升壓變壓器：升壓變壓器：n

7、2 n1 U2U1降壓變壓器：降壓變壓器：n2 n1 U2 U1三、三、理想變壓器的理想變壓器的變壓原理變壓原理原線圈 vs 副線圈原線圈磁通量原線圈磁通量的變化率原線圈輸入交流電頻率原線圈匝數(shù)輸入電壓有效值輸入電流有效值輸入電功率 U1U2 n1n2原線圈原線圈副線圈副線圈鐵芯鐵芯副線圈磁通量副線圈磁通量的變化率副線圈輸出交流電頻率副線圈匝數(shù)輸出電壓有效值輸出電流有效值輸出電功率=U1/U2=n1/n2？=四. 基本公式(2+1)P1=P2 U1U2 n1n2原線圈原線圈副線圈副線圈鐵芯鐵芯另類變壓器另類變壓器U2U1ABPU1U2n1n2升壓變壓器升壓變壓器n1n2U1U2降壓變壓器降壓變

8、壓器【例】一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為 ，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為的正弦交流電源上，如圖所示。求：（1）副線圈回路中電阻兩端的電壓為；（2）原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為； 練習：練習： 如圖所示：如圖所示：ABC三只燈完全相同三只燈完全相同,使它們正常發(fā)光使它們正常發(fā)光,求求 n1 : n2 ?ABn1n2CU1U2求求 U1 : U2 ?輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關系輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關系 電源電源 U1 U2n2n1I2 P出出 P入入 I1I2U2RU2*輸入電壓輸入電壓U1和變壓比和變壓比n1：n2

9、決定輸出電壓的大小決定輸出電壓的大小*輸出電壓和用電器電阻決定輸出電流輸出電壓和用電器電阻決定輸出電流I2的大小的大小*輸出輸出電流和變壓比決定輸入電流電流和變壓比決定輸入電流I1的大小的大小*輸出功率決定輸入功率的大小輸出功率決定輸入功率的大小 （相同）（相同）I1I2n1n2U1U2RAVR1R2SA. U 增大、增大、I 增大、增大、P1 增大增大C. U 減小、減小、I 減小減小、P1 減小減小D. U 不變、不變、I 減小、減小、P1 不變不變 B. U 不變、不變、I 減小、減小、P1 增大增大 練習：練習： 如圖所示：理想變壓器的原線圈接高電如圖所示：理想變壓器的原線圈接高電壓，

10、變壓后接用電器，線路電阻不計。壓，變壓后接用電器，線路電阻不計。S原來閉合，原來閉合，且且R1=R2，現(xiàn)將現(xiàn)將S斷開，那么交流電壓表的示數(shù)斷開，那么交流電壓表的示數(shù)U、交流電流表的示數(shù)交流電流表的示數(shù)I 和用電器上和用電器上R1的功率的功率P1將分別將分別是：是： 練習練習：如圖所如圖所示，電阻不計的矩形示，電阻不計的矩形線框線框在勻在勻強強磁場磁場B B中中繞垂直于磁場的軸以繞垂直于磁場的軸以角速度角速度勻勻速轉(zhuǎn)動速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生了如，產(chǎn)生了如圖乙圖乙所示的正弦所示的正弦交變電交變電流流理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為為10:110:1，為交流電壓表，燈泡的電阻為交

11、流電壓表，燈泡的電阻1010，為，為電容器，電容器的擊穿電壓電容器，電容器的擊穿電壓為為2222，開始，開始時開關處于時開關處于斷開狀態(tài)以下說法斷開狀態(tài)以下說法正確正確的是的是0.010.01時刻，穿過矩形線框的時刻，穿過矩形線框的磁通磁通量最大量最大0.010.01時刻，電壓表的示數(shù)為時刻，電壓表的示數(shù)為通過小燈泡的電流的變化頻率通過小燈泡的電流的變化頻率為為5HZ5HZ閉合開關后，電容器會被擊穿閉合開關后，電容器會被擊穿 在在高壓輸電三個回路中，各部分的功率、電壓高壓輸電三個回路中，各部分的功率、電壓和電流關系如何？和電流關系如何？理想變壓器的應用遠距離輸電1 14 42 22 23 3U

12、UUURI IF F用用線線 rI I1 1I I3 3I I4 4n1n2n3n4P1P2P3P4電源用電器 在在高壓輸電三個回路中，各部分的功率、電壓高壓輸電三個回路中，各部分的功率、電壓和電流關系如何？和電流關系如何？理想變壓器的應用遠距離輸電1 14 42 22 23 3UUUURI IF F用用線線 rI I1 1I I3 3I I4 4n1n2n3n4P1P2P3P4功率關系：功率關系：電壓關系：電壓關系：電流關系：電流關系：2121nnUU 1221nnII 4343nnUU 3443nnII 32II 32UUU 21PP 32PPP 43PP 1.發(fā)電廠輸送的功率發(fā)電廠輸送的

13、功率2.升壓變壓器的輸入功率升壓變壓器的輸入功率3.升壓變壓器的輸出功率升壓變壓器的輸出功率4.線路損耗的功率線路損耗的功率5.降壓變壓器的輸入功率降壓變壓器的輸入功率6.降壓變壓器的輸出功率降壓變壓器的輸出功率7.用戶消耗的功率用戶消耗的功率8.輸送電壓輸送電壓9.損失電壓損失電壓 1 1遠距離輸送一定功率的交變電流，若輸電電壓遠距離輸送一定功率的交變電流，若輸電電壓提高到原來的提高到原來的n n倍，則下列說法中正確的是（倍，則下列說法中正確的是（ ） A A輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼妮旊娋€上的電流變?yōu)樵瓉淼膎 n倍倍 B B輸電線上的電壓損失變?yōu)樵瓉淼妮旊娋€上的電壓損失變?yōu)樵瓉淼?/1/n

14、n2 2 C C輸電線上的電功率損失變?yōu)樵瓉淼妮旊娋€上的電功率損失變?yōu)樵瓉淼?/1/n n D D若輸電線上的電功率損失不變，輸電線路長度若輸電線上的電功率損失不變，輸電線路長度可變?yōu)樵瓉淼目勺優(yōu)樵瓉淼膎 n2 2倍倍課堂練習課堂練習：自主建立電路模型自主建立電路模型2(2014高考浙江卷高考浙江卷)如圖所示為遠距離交流輸電的簡化電路圖發(fā)電廠如圖所示為遠距離交流輸電的簡化電路圖發(fā)電廠的輸出電壓是的輸出電壓是U，用等效總電阻是，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是流是I1，其末端間的電壓為，其末端間的電壓為U1.在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流為入用戶端的電流為