交变电流复习学案教案

m m mmZ0第五章交变电流一、知识梳理1 交变电流的产生：线圈在匀强磁场中绕 _于磁场的轴匀速转动，产生按 _规律变化的电流。线圈转至中性面时，穿过线圈的磁通量_，而感应电 动势_。2 表征交变电流的物理量：周期 T，频率 f，关系_；峰值：E 、I 、U ； 有效值：E、I、U3 正弦交变电流的变化规律：瞬时值表达：e=_，i=_，u=_ 峰值：E =_；正 弦 交 变 电 流 有 效 值 与 峰 值 的 关 系 ： E=_ ， I=_ ， U=_4 电感电容对交变电流的影响：电感作用：_；电容作用： _5 理想变压器：原理：_；原副线圈输入输出功率的关系：_； 电 压 与 匝数 的 关系 ： _ ； 电 流与 匝 数的关 系 ： 只有 一 个副 线 圈时 ， _；有多个副线圈时，_6 远距离输电：导线上的功率损失 DU =_二、专题讲练DP =_；导线上的电压损失专题一 交变电流的四值交变电流的四值是指：瞬时值、峰值、有效值、平均值1、瞬时值：反映不同时刻交变电流的大小和方向，正弦交流瞬时值表达式为：e =E sinmwt ， i =I sin mwt。应当注意必须从中性面开始。生活中用的市电电压为 220V，其峰值为_V，频率为_H ，所以其电压 瞬时值的表达式为 u=_V。针对练习 1、有一正弦交流电源，电压有效值 U=120V，频率为 f=50Hz 向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为 U =60 2 V，试估算在一个小时 内，霓虹灯发光时间有多长？针对练习 2、交流发电机的线圈从平行磁场的位置开始匀速转动，与它并联的 电压表的示数为 14.1V，那么当线圈转过 30时交流电压的瞬时值为_V。2峰值：它是瞬时值的_值，它反映的是交变电流大小的变化范围，当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，Em=_（转轴垂直于磁感线）。电R容器接在交流电路中，则交变电压的峰值不能超过电容器的耐压值。针对练习 3、 一只氖管的起辉电压为 50V ，把它接在 u = 50sin314tV 的交变电 源上，在一个交变电压的周期内，氖管的发光时间为（ ）A 0.02s B 0.01s C 0.015s D0.005s3、有效值：交变电流的有效值是根据电流的_规定的：让交流和直流通过 相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的_相等，就把这一直流的数值 叫做这一交流的有效值。正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是：U =_， I =_ 对于非正弦交变电流的有效值以上关系不成立，应根据定义来求。通常所说交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指_。用电器上所标电压、 电流值也是指_。在计算交变电流通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的 熔断电流时，只能用_。针对练习 4、通过某电阻的周期性交变电流的图象如图所示。求该交变电流的有效值 I。4、平均值：它是指交流电图象中图线与横轴所围成的面积值跟时间的比值。其量值可用法拉第电磁感应定律E =NDjDt来求，特殊地，当线圈从中性面转过90 度 的 过 程 中 ， 有E =2pEm。 计 算 平 均 值 切 忌 用 算 术 平 均 法 即E +EE = 1 22求解。平均值不等于有效值。针对练习 5、如图所示，求线圈由图示位置转过 60角的过程中，通 过线圈某一横截面的电量。针对练习 6、交流发电机转子有 n 匝线圈，每匝线圈所围面积为 S，匀强磁场的 磁感应强度为 B，匀速转动的角速度为 ，线圈内电阻为 r，外电路电阻为 R。当线 圈由图中实线位置匀速转动 90到达虚线位置过程中，求： 通过 R 的电荷量 q 为多少？ R 上产生电热 Q 为多少？ 外力做的功 W 为多少？1 21 21 2123121332专题二 感抗和容抗（统称电抗）1、 感抗表示电感对交变电流的阻碍作用，其特点是“通直流，阻交流”、“通低频，阻 高频”。2、 容抗表示电容对交变电流的阻碍作用，其特点是“通交流，隔直流”、“通高频，阻 低频”。针对练习 7、 左右两个电路都是从左端输入信号，从右端输出信号。左图中输入的是高频、低频混合的交流信号，要求只输出低频信号；右图中输入的是直流和低频交流的混合信号，要求只输出低 频交流信号。那么 C 、C 中哪个该用大电容？哪个该用小电容？C1C2针对练习 8、对于如图所示的电路，下列说法正确的是（ ） A双刀双掷开关 S 接上部时，灯泡亮度较大B 双刀双掷开关 S 接下部时，灯泡亮度较大C 双刀双掷开关 S 接下部，同时将电感线圈的 L 的铁芯抽出， 在抽出的过程中，灯泡亮度变大D 双刀双掷开关 S 接下部，同时将电感线圈的 L 的铁芯抽出， 在抽出的过程中，灯泡亮度变小专题三 理想变压器1 理想变压器的电压变化规律为 U /U _2 输入输出功率关系：_3 只有一个副线圈的理想变压器的电流变化规律 I /I _4变压器的电压决定电压；电流决定电流；功率决定 功率针对练习 9、 理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为 n =1760 匝、n =288 匝、n =800 0 匝，电源电压为 U =220V。n 上连接的灯泡的实际功率为 36W，测得初级线圈的电流为 I =0.3A，求通过 n 的负载 R 的电流 I 。220V n1n Ln3R1 2B1111111111 1 2 21 1 2 2 1 r 2针对练习 10、在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫 电流互感器。如下所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是 （ ）零线火线火线零线零线火线A A A零线火线AA. B. C. D.针对练习 11、如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接有相同的白炽灯，原、副线 圈的匝数比为 n n =21，电源电压为 U，求 B 灯两端的电压U 为多少?针对练习 12、如图，为一理想变压器，K 为单刀双掷开关，P 为滑动变阻器的滑动触 头，U 为加在原线圈两端的电压，I 为原线圈中的电流强度，则A. 保持 U 及 P 的位置不变，K 由 a 合到 b 时，I 将增大B. 保持 U 及 P 的位置不变，K 由 b 合到 a 时，R 消耗的功率减小C. 保持 U 不变，K 合在 a 处，使 P 上滑，I 将增大D. 保持 P 的位置不变，K 合在 a 处，若 U 增大，I 将增大专题四 远距离输电远距离输电的示意图如图所示：包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。 并按照规范在图中标出相应的物理量符号。一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为、 n 、n , n 、n ，相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示。从图中应该看出功率之间的关系是：P =P ，P =P ，P =P =P 。电压之间的关系是：U n U n 1 = 1 , 2 = 2U nU n 1 1 2 2, U =U +U 1 r2。电流之间的关系是：I n I n 1 = 1 , 2 =I n I n 1 1 222, I=I =I 1 r 2。可见其中电流之间的关系最简单，I ,I , I1 r求输电线上的电流往往是这类问题的突破口。2中只要知道一个，另两个总和它相等。因此输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。分析和计算时都必须用P =I 2 r , U r rr=I rr，而不能用 P =rU 1r2。针对练习 13、在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个坑口电 站，输送的电功率为 P=500kW，当使用 U=5kV 的电压输电时，测得安装在输电线路起点和 终点处的两只电度表一昼夜示数相差 4800 度。求：这时的输电效率 和输电线的总电阻 r。若想使输电效率提高到 98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？针对练习 14、发电机输出功率为 100 kW，输出电压是 250 V，用户需要的电压是 220 V， 输电线电阻为 10 .若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的 4%，试求：（1） 在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比.（2） 画出此输电线路的示意图.（3） 用户得到的电功率是多少？针对练习 15、学校有一台应急备用发电机，内阻为 r=1，升压变压器匝数比为 14， 降压变压器的匝数比为 41，输电线的总电阻为 R=4，全校 22 个教室，每个教室用“220V， 40W”的灯 6 盏，要求所有灯都正常发光，则：发电机的输出功率多大？发电机的电动 势多大？输电线上损耗的电功率多大？R