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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,专题十一 交变(jio bin)电流,高考(o ko)物理,第一页，共25页。,知识清单,第二页，共25页。,第三页，共25页。,第四页，共25页。,第五页，共25页。,第六页，共25页。,第七页，共25页。,第八页，共25页。,第九页，共25页。,第十页，共25页。,第十一页，共25页。,方法一正弦交变电流图象的应用技巧(jqio),正弦交变电流随时间的变化情况可以从图象上表示出来,图象描述的是交变电流随时间变化的规律,它是一条正弦曲线,如图所示,从图中我们可以找出正弦交变电流的最大值Im、周期T,也可以根据线圈在中性面时感应电动势e为零、感应电流i为零、线圈中的磁通量最大的特点,找出线圈旋转到中性面的时刻,即线圈中磁通量最大的时刻是0时刻、t2时刻和t4时刻。也可以根据线圈旋转至平行于磁感线时,感应电动势最大、线圈中感应电流最大和磁通量为零的特点,找出线圈平行于磁感线的时刻是t1时刻和t3时刻。,突破方法,第十二页，共25页。,例1(2013山东理综,17,5分)图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示。以下判断正确的是,(),A.电流表的示数为10 A,B.线圈转动的角速度为50 rad/s,C.0.01 s时线圈平面与磁场方向平行(pngxng),D.0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左,第十三页，共25页。,解析由题图乙知Im=10 A,I=10 A,A正确。T=210-2 s,=100 rad/s,B错误。t=0.01,s时,i=Im,此时线圈平面与磁场方向平行,C正确。由右手定则判定 0.02 s 时电阻R中电流方向自左向右,D错误。,答案AC,1-1在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图甲所示,产生的交变(jio bin)电动势的图象如图乙所示,则(),第十四页，共25页。,A.t=0.005 s时线框的磁通量变化率为零,B.t=0.01 s时线框平面与中性面重合(chngh),C.线框产生的交变电动势有效值为311 V,D.线框产生的交变电动势频率为100 Hz,答案B,解析线框中感应电动势与磁通量的变化率成正比,而t=0.005 s时e最大,故A错误。t=0.01 s时e=0,故B正确。电动势有效值为311 V220 V,故C错误。周期T=0.02 s,频率f=50 Hz,故D,错误。,第十五页，共25页。,方法二理想变压器的动态分析技巧,理想变压器的几个制约关系。,当理想变压器的匝数比不变时,如图所示,各量相互关系如下:,(1)输入(shr)电压U1决定输出电压U2。这是因为输出电压U2=U1,当U1不变时,不论负载电阻R变化,与否,U2都不会改变。,(2)输出电流I2决定输入(shr)电流I1,在输入(shr)电压U1一定的情况下,输出电压U2也被完全确定。当负载电阻R增大时,I2减小,则I1相应减小;当负载电阻R减小时,I2增大,则I1相应增大。因此在使用变压器时,不能使变压器副线圈短路。,(3)输出功率P2决定输入(shr)功率P1,理想变压器的输入(shr)功率与输出功率相等,即P1=P2。在输入(shr)电压U,第十六页，共25页。,1一定的情况下,当负载电阻R增大时,I2减小,则变压器输出功率(gngl)P2=I2U2减小,输入功率(gngl)P1也将相应减小;当负载电阻R减小时,I2增大,变压器的输出功率(gngl)P2=I2U2增大,则输入功率(gngl)P1也将增大。,(4)理想变压器中相关物理量间的制约关系的分析程序可表示为:U1U2I2,I1P1。,注意(1)变压器只能改变交流电压,若原线圈加直流电压,则副线圈输出电压为零,并且由于线圈对直流电无感抗,而使电流很大(相当于短路),易损坏直流电源。,(2)对“日”字形铁芯的变压器,因为穿过原、副线圈的磁通量的变化率不等。,(3)只有一个副线圈的变压器电流与匝数成反比,多个副线圈的变压器没有这种关系。,例2(2014广东理综,19,6分)如图所示的电路中,P为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的输入电压U1不变,闭合电键S,下列说法正确的是(),第十七页，共25页。,A.P向下滑动时,灯L变亮,B.P向下滑动时,变压器的输出电压不变,C.P向上滑动时,变压器的输入电流变小,D.P向上滑动时,变压器的输出功率变大,解析对于理想变压器U2=U1,U1不变则U2不变,与调节P无关,故B正确。又UL=U2,所以灯的亮,度不变,A错。P向上滑动时RP减小,则R总减小,P出=增大,P入=P出=U1I1,所以I1增大,可知(k zh)C错误,D,正确。,答案BD,第十八页，共25页。,2-1图中B为理想变压器,接在交变电压有效值保持不变的电源上。指示灯L1和L2完全相同(其阻值均恒定不变),R是一个定值电阻,电压表、电流表都为理想电表。开始时开关S是闭合的,当S断开后,下列(xili)说法正确的是(),A.电流表A2的示数变大,B.电压表的示数变大,C.电流表A1的示数变小,D.灯L1的亮度变暗,答案C,第十九页，共25页。,解析变压器输出电压(diny)由输入电压(diny)和匝数比决定,S断开后输入电压(diny)和匝数比不变,所以电压(diny)表的示数不变;但负载电阻变大,则输出电流变小,A2的示数变小;输出、输入功率变小,则A1的示数变小;因R上电压(diny)变小,则L1上电压(diny)变大,亮度变亮。故只有C对。,第二十页，共25页。,方法三远距离输电的分析技巧,远距离输电时,由于输电线路上存在电阻,根据电流热效应Q=I2Rt,总有一部分电能损失在输电线路上,减小线路上的电能损失,有两种方法:一是减小导线上的电阻;二是减小输电线路上通过的电流。,根据P=UI可知,通过提高输电电压,可减小输电线路上的电流,从而减少输电线路的能量(nngling)损失,即采用高压输电是减少线路电能损失的有效方法(如图)。,第二十一页，共25页。,2.输电(shdin)过程功率的关系,例3(2014四川理综,1,6分)如图所示,甲是远距离输电(shdin)线路的示意图,乙是发电机输出电压随时间变化的图象,则(),1.输电(shdin)过程的电压关系,第二十二页，共25页。,A.用户用电器上交流电的频率是100 Hz,B.发电机输出交流电的电压有效值是500 V,C.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定,D.当用户用电器的总电阻(dinz)增大时,输电线上损失的功率减小,解析由图乙知,交流电的周期为0.02 s,所以频率f=50 Hz,A错误。发电机输出交流电的电,压最大值为Um=500 V,故有效值U=250 V,B错误。输电线电流I线=,可见I线与R线,及用户电路有关,C错误。当用户用电器总电阻(dinz)增大时,P用减小,I用减小,I线减小,输电线上损失的电功率P损=R线减小,D正确。,答案D,3-1发电机的端电压为220 V,输出电功率为44 kW,输电导线的电阻(dinz)为0.2 ,如果用原、副线圈匝数之比为110 的升压变压器升压,经输电线路后,再用原、副线圈匝数比为101的降压变压器降压供给用户。,(1)画出全过程的线路图。,第二十三页，共25页。,(2)求用户得到的电压和功率。,(3)若不经过(jnggu)变压而直接送到用户,求用户得到的功率和电压。,答案见解析,解析该题是输电线路的分析和计算问题,结合电路结构和输电过程中的电压关系和电流关系可解此题。,(1)线路图如图所示:,(2)升压变压器副线圈上的输出电压U2=U1=2 200 V,升压变压器副线圈上的输出电流I2=I1,第二十四页，共25页。,升压变压器原线圈上的输入电流,由P=U1I1得,I1= A=200 A,所以I2=I1=20 A。,输电线路上的电压损失和功率损失分别为,UR=I2R=4 V,PR=R=0.08 kW。,加到降压变压器原线圈上的输入电流和电压分别为,I3=I2=20 A,U3=U2-UR=2 196 V。,降压变压器副线圈上的输出(shch)电压和电流分别为,U4=U3=219.6 V,I4=I3=200 A。,用户得到的功率P4=U4I4=43.92 kW。,(3)若不采用高压输电,线路损失电压为UR=I1R=40 V,用户得到的电压U=U1-UR=180 V,用户得到的功率为P=UI1=36 kW。,第二十五页，共25页。,
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