人教版交流電復(fù)習(xí)課 人教

1、交變電流復(fù)習(xí)課石家莊市16中 仵金良2021/8/7 星期六1交變電流交流電定義：交流電分類：交流電的產(chǎn)生：表征交流電的物理量：電感.電容對(duì)交流電的作用：理想變壓器：遠(yuǎn)距離輸電：大小和方向作周期性變化的電流正弦交流電。方波交流電。尖脈沖交流電。線框在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)2021/8/7 星期六2一：交流電的產(chǎn)生：1.正弦交流電的產(chǎn)生：當(dāng)閉合線圈由中性面位置（圖中O1O2位置）開始在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間而變的函數(shù)是正弦函數(shù)：e=Emsint，其中Em=nBS。這就是正弦交變電流若從垂直于中性面位置開始計(jì)時(shí)，即為余弦交流電2021/8/7 星期六32.方波交流電的產(chǎn)生：線框

2、在輻射狀的磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，即可產(chǎn)生方波交流電。2021/8/7 星期六41交流發(fā)電機(jī)的線圈轉(zhuǎn)到線圈平面與中性面重合時(shí)，下列說(shuō)法正確的是 A電流將改變方向B磁場(chǎng)方向和線圈平面平行C線圈的磁通量最大D線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大A、C 2021/8/7 星期六52.一個(gè)矩形線圈abcd，已知ab為L(zhǎng)1，ad為L(zhǎng)2，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO軸以角速度(從圖181中位置開始)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為：CBL1L2sintDBL1L2costC 2021/8/7 星期六63關(guān)于線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電流，以下說(shuō)法正確的是 A線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，感應(yīng)

3、電動(dòng)勢(shì)方向不變B線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向就改變一次C線圈平面經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向都要改變一次D線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流方向都要改變一次C 2021/8/7 星期六74線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電流的圖象如圖所示，從圖182可知：A在A和C時(shí)刻線圈處于中性面位置B在B和D時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為零C在A時(shí)刻到D時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度為radD若從O時(shí)刻到D時(shí)刻經(jīng)過(guò)0.02s，則在1s內(nèi)交變電流的方向改變100次D 2021/8/7 星期六85.一單匝閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻?yàn)镋m，下列說(shuō)法正確的是 A當(dāng)磁通量為零時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零B當(dāng)磁

4、通量減小時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在增大B、D 時(shí)等于其最大值的0.5倍2021/8/7 星期六96如圖183中的100匝矩形線圈，abcd0.2 m，adbc0.1m，磁感強(qiáng)度B1T，角速度5rad/s，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為_V，從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)的交流電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為e_ V 10 10sin5t 2021/8/7 星期六107.10匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)e 從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)180過(guò)程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值和最大值 2021/8/7 星期六118.發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的正弦交變電流電動(dòng)勢(shì)的最大值為311V，其線圈共100匝，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為100(rad/s)從中性面開始

5、計(jì)時(shí)，寫出電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式；此線圈與外電路組成閉合電路時(shí)，總電阻100，求t1/600 s時(shí)的電流；求線圈中磁通量變化率的最大值 2021/8/7 星期六121.交變電流的有效值交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的：讓交流和直流通過(guò)相同阻值的電阻，如果它們?cè)谙嗤臅r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流的數(shù)值叫做這一交流的有效值。只有正弦交變電流的有效值才一定是最大值的/2倍。通常所說(shuō)的交變電流的電流、電壓；交流電表的讀數(shù)；交流電器的額定電壓、額定電流；保險(xiǎn)絲的熔斷電流等都指有效值。（電容器的耐壓值是交流的最大值。）2021/8/7 星期六13二.正弦交變電流的最大值、有效值、瞬時(shí)值和平均值正弦交

6、變電流的電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流都有最大值、有效值、瞬時(shí)值和平均值的區(qū)別。以電動(dòng)勢(shì)為例：最大值用Em表示，有效值用E表示，瞬時(shí)值用e表示，平均值用表示。它們的關(guān)系為：E=Em/，e=Emsint。平均值不常用，必要時(shí)要用法拉第電磁感應(yīng)定律直接求：特別要注意，有效值和平均值是不同的兩個(gè)物理量，千萬(wàn)不可混淆。生活中用的市電電壓為220V，其最大值為220V=311V（有時(shí)寫為310V），頻率為50HZ，所以其電壓即時(shí)值的表達(dá)式為u=311sin314t V。 2021/8/7 星期六141四個(gè)接220V交流電的用電器，通電時(shí)間相同，則消耗電能最多的是 A正常發(fā)光的額定功率為100W的燈泡B電流最大值的0

7、.6A的電熨斗C每秒發(fā)熱40cal的電熱器D額定電流I0.5A的電烙鐵C 2021/8/7 星期六152下列說(shuō)法正確的是 A用交流電壓表測(cè)量交流電壓時(shí)，指針來(lái)回?cái)[動(dòng)B一周期內(nèi)交流的方向改變兩次C如果交流的最大值是5A，則最小值為5AD用電器上所標(biāo)電壓值是交流的有效值B、D 2021/8/7 星期六163.一個(gè)電阻接在10V的直流電源上，它的發(fā)熱功率為P，當(dāng)它接到電壓為u10sin100t V的交變電源上，發(fā)熱功率是 A0.25PB0.5PCPD2P解答：通直流電時(shí)PU直2/R100/R；所以PP/2故應(yīng)選B項(xiàng)2021/8/7 星期六174.圖1811中兩交變電流分別通過(guò)相同電阻R分別寫出它們的

8、有效值、周期、頻率；計(jì)算它們?cè)赗上產(chǎn)生的功率之比0.4s，頻率f12.5Hz；圖乙為方波交流電，電流的大小不變，方向作周期性變化，由于熱效應(yīng)與電流方向無(wú)關(guān)，因而它的有效值I25A，周期T20.4s，頻率f22.5Hz 由公式PI2R得P甲P乙122021/8/7 星期六185.下列說(shuō)法正確的是 A在一個(gè)周期內(nèi)電流的方向改變兩次C若正弦交流電的最大值為10V，則它的最小值為10VD演示交流電隨時(shí)間變化規(guī)律時(shí)，應(yīng)采用交流電流表A 點(diǎn)撥：線圈每通過(guò)中性面一次，電流方向改變一次；只有正弦交流表的偏向、偏角大小隨電流方向、大小發(fā)生變化 2021/8/7 星期六196.交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子由BS的位置開始勻速

9、轉(zhuǎn)動(dòng)，與它并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為14.1V，那么當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)30時(shí)交流電壓的瞬時(shí)值為V。 解：電壓表的示數(shù)為交流電壓的有效值，由此可知最大值為Um=U=20V。而轉(zhuǎn)過(guò)30時(shí)刻的瞬時(shí)值為u=Umcos30=17.3V。2021/8/7 星期六207.通過(guò)某電阻的周期性交變電流的圖象如右。求該交流電的有效值I。解：該交流周期為T=0.3s，前t1=0.2s為恒定電流I1=3A，后t2=0.1s為恒定電流I2= -6A，因此這一個(gè)周期內(nèi)電流做的功可以求出來(lái)，根據(jù)有效值的定義，設(shè)有效值為I，根據(jù)定義有： I 2RT=I12Rt1+ I22Rt2 帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得：I=3 A 36i/A0t/s0.20.30

10、.50.62021/8/7 星期六218.下圖所示是某種型號(hào)的電熱毯的電路圖，電熱毯接在交變電源上，通過(guò)裝置P使加在電熱絲上的電壓的波形如右圖所示。此時(shí)接在電熱絲兩端的交流電壓表的讀數(shù)為 A.110V B.156V C.220V D.311V解：從u-t圖象看出，每個(gè)周期的前半周期是正弦圖形，其有效值為220V；后半周期電壓為零。根據(jù)有效值的定義， 得U=156V，選B。 UVPU/V0311t/10-2s123452021/8/7 星期六229.一個(gè)面積為S的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以其一條邊為軸作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值和周期可以由圖1839中讀出，

11、則磁感應(yīng)強(qiáng)度B_，在tT/12時(shí)刻，線圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度的夾角等于_解析：當(dāng)線圈平面與磁感線方向平行時(shí)有最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EmBSBS2/T，所以，BEmT/2S；如圖知t0時(shí)有Em，當(dāng)tT/12時(shí)，線圈平面與磁力線夾角t/630(或150) 2021/8/7 星期六23 10.有一交流發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子是一只面積為1.4110-2m2的矩形線圈，共有20匝，總電阻是0.8勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.5T，線圈的轉(zhuǎn)速為125/轉(zhuǎn)/秒接在電路里的燈泡的規(guī)格為“24V 30W”，問(wèn)燈泡能否正常發(fā)光？ 誤解：燈泡的額定電壓U24V，額定功率P30W，則燈泡電阻RU2/P19.2設(shè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子面積為S，匝數(shù)為N，

12、轉(zhuǎn)速為n，電阻為r，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E，則ENBS2n200.51.4110-22125/35.25(V)而燈泡上的電壓為U燈ER/(Rr)33.84(V)燈泡兩端電壓大于燈泡的額定電壓，燈會(huì)燒毀2021/8/7 星期六24正確解法：燈泡的電阻R19.2設(shè)轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em，則EmNBS2n200.51.4110-22這樣燈泡上的實(shí)際電壓為U實(shí)ER/(Rr)24(V)燈泡電壓等于實(shí)際電壓，燈正常發(fā)光錯(cuò)因分析：日常生活中用電器上標(biāo)出的額定電壓是指交流電的有效值而由NBS2n計(jì)算出來(lái)的是交流電的最大值，兩者不能混淆2021/8/7 星期六259.交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子有n匝線圈，每匝

13、線圈所圍面積為S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，線圈內(nèi)電阻為r，外電路電阻為R。當(dāng)線圈由圖中實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)90到達(dá)虛線位置過(guò)程中，求：通過(guò)R的電荷量q為多少？R上產(chǎn)生電熱QR為多少？外力做的功W為多少？ 解：按照電流的定義I=q/t，計(jì)算電荷量q應(yīng)該用電流的平均值：即 這里電流和電動(dòng)勢(shì)都必須要用平均值，不能用有效值、最大值或瞬時(shí)值。2021/8/7 星期六26求電熱應(yīng)該用有效值，先求總電熱Q，再按照內(nèi)外電阻之比求R上產(chǎn)生的電熱QR。 這里的電流必須要用有效值，不能用平均值、最大值或瞬時(shí)值。根據(jù)能量守恒，外力做功的過(guò)程是機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化的過(guò)程，電流通過(guò)電阻，又將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，

14、即放出電熱。因此W=Q 一定要學(xué)會(huì)用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律來(lái)分析功和能。2021/8/7 星期六27理想變壓器 理想變壓器的兩個(gè)基本公式是： P入=P出，即無(wú)論有幾個(gè)副線圈在工作，變壓器的輸入功率總等于所有輸出功率之和。 需要特別引起注意的是： 只有當(dāng)變壓器只有一個(gè)副線圈工作時(shí)，才有： 變壓器的輸入功率由輸出功率決定，往往用到： 2021/8/7 星期六281.圖1817為理想變壓器，它的初級(jí)線圈接在交流電源上，次級(jí)線圈接在一個(gè)標(biāo)有“12V 100W”的燈泡上已知變壓器初、次級(jí)線圈匝數(shù)之比為181，那么燈泡正常工作時(shí)，圖中的電壓表讀數(shù)為_V，電流表讀數(shù)為_A解答：由公式U1/U2n1/n2，得U1

15、U2n1/n2216(V)；因理想變壓器的初、次級(jí)功率相等，所以I1P1/U1P2/U20.46(A)即電壓表、電流表讀數(shù)分別為216V、0.46A2021/8/7 星期六292變壓器原線圈1400匝，副線圈700匝，并接有電阻R，當(dāng)變壓器工作時(shí)原副線圈中 A電流頻率之比為21B功率之比為21C電流之比為21D電壓之比為21D 2021/8/7 星期六303如圖1821用理想變壓器給變阻器R供電，設(shè)輸入交變電壓不變當(dāng)變阻器R上的滑動(dòng)觸頭P向上移動(dòng)時(shí)，圖中四只電表的示數(shù)和輸入功率P變化情況是：V1_，V2_，A1_，A2_，P_不變 不變 變小 變小 變小 2021/8/7 星期六314.理想變

16、壓器初級(jí)線圈和兩個(gè)次級(jí)線圈的匝數(shù)分別為n1=1760匝、n2=288匝、n3=8000匝，電源電壓為U1=220V。n2上連接的燈泡的實(shí)際功率為36W，測(cè)得初級(jí)線圈的電流為I1=0.3A，求通過(guò)n3的負(fù)載R的電流I3。解：由于兩個(gè)次級(jí)線圈都在工作，所以不能用I1/n，而應(yīng)該用P1=P2+P3和Un。由Un可求得U2=36V，U3=1000V；由U1I1=U2I2+U3I3和I2=1A可得I3=0.03A。n3 Rn2 L220Vn12021/8/7 星期六325.在變電站里，經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測(cè)電網(wǎng)上的強(qiáng)電流，所用的器材叫電流互感器。如下所示的四個(gè)圖中，能正確反應(yīng)其工作原理的是 AAAA零線

17、火線火線零線零線火線零線火線解：電流互感器要把大電流變?yōu)樾‰娏鳎虼嗽€圈的匝數(shù)少，副線圈的匝數(shù)多。監(jiān)測(cè)每相的電流必須將原線圈串聯(lián)在火線中。選A。2021/8/7 星期六33.遠(yuǎn)距離輸電 一定要畫出遠(yuǎn)距離輸電的示意圖來(lái)，包括發(fā)電機(jī)、兩臺(tái)變壓器、輸電線等效電阻和負(fù)載電阻。并按照規(guī)范在圖中標(biāo)出相應(yīng)的物理量符號(hào)。一般設(shè)兩個(gè)變壓器的初、次級(jí)線圈的匝數(shù)分別為n1、n2 n3、n4，相應(yīng)的電壓、電流、功率也應(yīng)該采用相應(yīng)的符號(hào)來(lái)表示。從圖中應(yīng)該看出功率之間的關(guān)系是：P1=P2，P3=P4，P2=PrP3。電壓之間的關(guān)系是： 電流之間的關(guān)系是： 2021/8/7 星期六34 I2,I3,Ir中只要知道一個(gè)，另

18、兩個(gè)總和它相等。因此求輸電線上的電流往往是這類問(wèn)題的突破口。 輸電線上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的。分析和計(jì)算時(shí)都必須用 而不能用 2021/8/7 星期六35特別重要的是要會(huì)分析輸電線上的功率損失 由此得出的結(jié)論： 減少輸電線功率損失的途徑是提高輸電電壓或增大輸電導(dǎo)線的橫截面積。兩者相比，當(dāng)然選擇前者。若輸電線功率損失已經(jīng)確定，那么升高輸電電壓能減小輸電線截面積，從而節(jié)約大量金屬材料和架設(shè)電線所需的鋼材。2021/8/7 星期六366.在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，要考慮盡量減少輸電線上的功率損失。有一個(gè)坑口電站，輸送的電功率為P=500kW，當(dāng)使用U=5kV的電壓輸電時(shí)，測(cè)得安裝在輸電線路起點(diǎn)

19、和終點(diǎn)處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4800度。求：這時(shí)的輸電效率和輸電線的總電阻r。若想使輸電效率提高到98%，又不改變輸電線，那么電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電？解；由于輸送功率為P=500kW，一晝夜輸送電能E=Pt=12000度，終點(diǎn)得到的電能E /=7200度，因此效率=60%。輸電線上的電流可由I=P/U計(jì)算，為I=100A，而輸電線損耗功率可由Pr=I 2r計(jì)算，其中Pr=4800/24=200kW，因此可求得r=20。 2021/8/7 星期六37輸電線上損耗功率 原來(lái)Pr=200kW，現(xiàn)在要求Pr=10kW ，計(jì)算可得輸電電壓應(yīng)調(diào)節(jié)為U=22.4kV。2021/8/7 星期六38

20、7.學(xué)校有一臺(tái)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻為r=1，升壓變壓器匝數(shù)比為14，降壓變壓器的匝數(shù)比為41，輸電線的總電阻為R=4，全校22個(gè)教室，每個(gè)教室用“220V，40W”的燈6盞，要求所有燈都正常發(fā)光，則：發(fā)電機(jī)的輸出功率多大？發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)多大？輸電線上損耗的電功率多大？R解：所有燈都正常工作的總功率為22640=5280W，用電器總電流為 A，輸電線上的電流A，降壓變壓器上：U2=4U2/=880V，2021/8/7 星期六39 發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)E=U1+I1r=250V 輸電線上損耗的電功率PR=IR2R=144W 輸電線上的電壓損失為：Ur=IRR=24V ，因此升壓變壓器的輸出電壓為U1=UR+U2=904V，輸入電壓為U1=U1