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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上交變電流復(fù)習(xí)備課人：姜冬成 日期：2008年1月16日一高考要求內(nèi)容要求說明交變電流 描述交變電流的物理量和圖像 I相位的概念不作要求正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式I電容電感對交變電流的影響I變壓器I電能的輸送I二知識結(jié)構(gòu) 交直流的區(qū)別 線圈平面與磁場方向的夾角與電流大小關(guān)系交變電流的產(chǎn)生 一個(gè)周期內(nèi)電流方向變化變化 次 線圈中電流為0時(shí)，磁通量 ，線圈中電流最大時(shí)，磁通量 表達(dá)式e=Emsint周期 頻率 交變電流描述交變電流的物理量 峰值 有效值 電容 電容電感對交流電路的影響 電感 構(gòu)造變壓器 電壓關(guān)系 原理 電流關(guān)系 多個(gè)副線圈 遠(yuǎn)距離輸電三知識點(diǎn)一、交變電流強(qiáng)度和

2、方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流叫交變電流如圖1311（a）（b）（c）所示的電流都屬于交變電流圖1311其中，按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦式電流如圖1311（a）所示二、正弦式電流的產(chǎn)生和規(guī)律1產(chǎn)生：在勻強(qiáng)磁場里，繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈里產(chǎn)生的是正弦交變電流2規(guī)律：（1）函數(shù)形式：N匝面積為S的線圈以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，從中性面開始計(jì)時(shí)，則eNBSsint用Em表示最大值NBS，則Emsin t電流isintImsint（2）用圖象展現(xiàn)其規(guī)律如圖1311（a） 三、表征交變電流的物理量1瞬時(shí)值：交變電流某一時(shí)刻的值2最大值：即最大的瞬時(shí)值3有效值：跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電

3、流的值叫做交變電流的有效值對正弦式交流電，其有效值和最大值間關(guān)系為：EEm，UUm，IIm4周期和頻率：交變電流完成一次周期性變化所用的時(shí)間叫周期；1 s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)叫頻率它們和角速度間關(guān)系為：2f 四、電阻、感抗、容抗的區(qū)別五、變壓器及其原理變壓器是利用電磁感應(yīng)原理來改變交變電壓的裝置對理想變壓器，其原、副線圈兩端電壓U1、U2，其中的電流I1、I2和匝數(shù)N1、N2的關(guān)系為： 六、高壓輸電為減小輸電線路上的電能損失，常采用高壓輸電這是因?yàn)檩斔凸β室欢〞r(shí)，線路電流I，輸電線上損失功率PI2R線，可知 P 【方法解析】1交流瞬時(shí)值表達(dá)式的具體形式是由開始計(jì)

4、時(shí)的時(shí)刻和正方向的規(guī)定共同決定的若從中性面開始計(jì)時(shí)，該瞬時(shí)雖然穿過線圈的磁通量最大，但線圈兩邊的運(yùn)動(dòng)方向恰和磁場方向平行，不切割磁感線，電動(dòng)勢為零，故其表達(dá)式為：Emsint；但若從線圈平面和磁場平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，雖然該時(shí)刻穿過線圈的磁通量為零，但由于此時(shí)線圈兩邊的速度方向和磁場方向垂直，電動(dòng)勢最大，故其表達(dá)式為：Emcost2若線圈匝數(shù)為N，當(dāng)其在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為：EmNBS即Em僅由N、B、S、四個(gè)量決定，與軸的具體位置和線圈的形狀都是無關(guān)的3理想變壓器各線圈兩端電壓與匝數(shù)成正比的關(guān)系，不僅適用于原、副線圈只有一個(gè)的情況，而且適用于多個(gè)副

5、線圈的情況；這是因?yàn)槔硐胱儔浩鞯拇磐渴侨考性阼F芯內(nèi)的，因此穿過每組線圈的磁通量的變化率是相同的，因而每組線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢和匝數(shù)成正比在線圈內(nèi)阻不計(jì)的情況下，線圈兩端電壓即等于電動(dòng)勢，故每組線圈兩端電壓都與匝數(shù)成正比但電流和匝數(shù)成反比的關(guān)系只適用于原副線圈各有一個(gè)的情況，一旦有多個(gè)副線圈，該關(guān)系即不適用由于輸入功率和輸出功率相等，所以應(yīng)有：U1I1U2I2U2I2U2I24對原、副線圈匝數(shù)比（）確定的變壓器，其輸出電壓U2是由輸入電壓決定的，U2U1；在原、副線圈匝數(shù)比（）和輸入電壓U1確定的情況下，原線圈中的輸入電流I1卻是由副線圈中的輸出電流I2決定的：I1I2（當(dāng)然I2是由所接負(fù)載

6、的多少而定的）【典型例題精講】例1一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中以角速度4 rads勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢的圖象如圖1312所示則A交變電流的頻率是4 HzB當(dāng)t0時(shí)，線圈平面與磁感線平行C當(dāng)t0.5 s時(shí)，e有最大值D交變電流的周期是0.5s【解析】 由于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度題中已給出，所以線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率可以由公式直接求出線圈的頻率和交變電流的頻率是相同的4 rad/s，而2f，故f2 Hz，T0.5 s由圖象可看出：t0時(shí)e0，線圈位于中性面，即線圈平面跟磁感線垂直t0.5 s時(shí)，t2，e0所以，應(yīng)選D【思考】 （1）當(dāng)線圈的轉(zhuǎn)速加倍時(shí)，其交變電動(dòng)勢的圖象如何?有效值多大?（2）在線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的過

7、程中，何時(shí)磁通量最大?何時(shí)磁通量的變化率最大？【思考提示】 （1）轉(zhuǎn)速加倍時(shí)，電動(dòng)勢的最大值EmnBs加倍，即Em20 V，交變電流的頻率加倍，f4 Hz，其圖象如圖所示有效值為14.1 V（2）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，當(dāng)線圈與磁場方向垂直時(shí)磁通量最大，此時(shí)磁通量的變化率為零當(dāng)線圈與磁場平行時(shí)，磁通量為零，磁通量的變化率最大【設(shè)計(jì)意圖】 通過本例說明應(yīng)用交變電流的產(chǎn)生及其變化規(guī)律分析問題的方法例2如圖1313所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為31，副線圈接三個(gè)相同的燈泡，均能正常發(fā)光在原線圈接有一相同的燈泡L則 圖1313A燈L也能正常發(fā)光B燈L比另三燈都暗C燈L將會(huì)被燒壞D不能確定【解析】 該題主

8、要考查變壓器的工作原理原副線圈的電流關(guān)系和電功率等內(nèi)容該題易犯的錯(cuò)誤是：由原副線圈匝數(shù)比n1n231，可知原副線圈電壓之比為U1U231，既然副線圈中電燈能正常發(fā)光，可知U2恰為燈的額定電壓，所以原線圈中電燈兩端電壓U1U額故被燒壞而錯(cuò)選C其錯(cuò)誤是把變壓器原線圈兩端電壓和電燈L兩端電壓混淆了正確的解答應(yīng)為：原副線圈中的電流之比為I1I213，而副線圈中通過每燈的電流為其額定電流I額I23，故II1I額即燈L亦能像其他三燈一樣正常發(fā)光所以正確選項(xiàng)為A【思考】 （1）如果副線圈上的三個(gè)燈泡“燒”了一個(gè)，其余燈泡的亮度如何變?變壓器的輸入功率如何變?如果副線圈上的三個(gè)燈泡全“燒”了，燈泡L還亮不亮?

9、（2）如果副線圈上再并入一個(gè)燈泡，與原來相比其余燈泡的亮度如何?誰更容易燒壞? （3）對理想變壓器而言，其I1和I2、U1和U2、P1和P2，是輸入決定于輸出，還是輸出決定于輸入?【思考提示】 （1）副線圈上的三個(gè)燈泡燒壞一個(gè)，則副線圈輸出的功率變小，原線圈輸入功率變小，則原線圈中電流減小，燈泡L變暗，燈泡L兩端的電壓減小，若電源電壓一定，則原線圈兩端電壓略有升高，副線圈兩端電壓也略有升高，剩余兩燈泡變亮若副線圈上的三個(gè)燈泡全“燒”了，燈L不亮（2）若在副線圈上再并入一個(gè)燈泡，變壓器輸出功率增大，輸入功率也增大，原、副線圈中的電流均增大，故L變亮、L兩端電壓增大，若電源電壓一定，則原、副線圈兩

10、端電壓都減小，副線圈上的燈泡變暗L更容易燒壞（3）對理想變壓器而言，U1決定U2，I2決定I1，P2決定P1【設(shè)計(jì)意圖】 通過本例說明利用變壓器的電壓比，電流比及功率關(guān)系分析問題的方法例3有條河流，流量Q2 m3·s1，落差h5 m，現(xiàn)利用其發(fā)電，若發(fā)電機(jī)總效率為50%，輸出電壓為240 V，輸電線總電阻R30 ，允許損失功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的6%，為滿足用電的需要，使用戶獲得220 V電壓，則該輸電線路所使用的理想升壓、降壓變壓器的匝數(shù)比各是多少？能使多少盞“220 V、100 W”的電燈正常發(fā)光？【解析】 按題意畫出遠(yuǎn)距離輸電的示意圖1314所示，電源端的輸出功率圖1314P總（

11、）×2×1.0×103×10×5×0.5 W5×104 W輸電線上的功率損失P損I2R，所以輸電線中電流為I10 A則升壓變壓器B1的原線圈電壓U1U出240 V，副線圈送電電壓為U2V5×103 V所以升壓變壓器的變壓比為n1n2U1U26125輸電線上電壓的損耗U損IR10×30 V300 V則降壓器B2的原線圈的電壓U1U2U損5×103 V300 V4700 V據(jù)題意知，U2220 V，所以降壓變壓器的匝數(shù)比為n1n2U1U223511因?yàn)槔硐胱儔浩鳑]有能量損失，所以可正常發(fā)光的電燈盞數(shù)

12、為N470【說明】 這是遠(yuǎn)距離送電的典型題，一般要抓住變壓器B1的輸出電流去求輸電線上的電壓損失和功率損失，要注意用戶的電壓為220 V是B2的輸出電壓為了幫助分析解題，必須先畫出輸電線路的簡圖，弄清楚電路的結(jié)構(gòu)，然后再入手解題，解出變壓比不一定是整數(shù)，這時(shí)取值應(yīng)采取宜“入”不宜“舍”的方法，因?yàn)樽儔浩鞅旧磉€有損耗【設(shè)計(jì)意圖】 通過本例說明遠(yuǎn)距離問題的分析方法 交變電流作業(yè)紙1關(guān)于理想變壓器的下列說法原線圈中的交變電流的頻率跟副線圈中的交變電流的頻率一定相同原線圈中輸入恒定電流時(shí)，副線圈中的電流一定是零，鐵芯中的磁通量也一定是零原線圈中輸入恒定電流時(shí)，副線圈中的電流一定是零，鐵芯中的磁通量不是零原線圈中的輸入電流一定大于副線圈中的輸出電流以上正確的說法是ABCD2在變電所