人教版选修3-2 第五章 交变电流 复习共40张PPT)

有效值：E、I、U
例1：某交流电压随时间的变
u/v
100
化规律如图所示，则此交流电
的频率是_____Hz，交流电压 0
t/s
的有效值等于____V
-50 0.2 0.4 0.6
i/A
2
例2：图为一交流随时间变化
0
12
3
4 t/s
的图像，求此交流的有效值
-4
例3：电路两端的交流电压u=Umsin314t (V)，在t=0.005s时 的电压为10V，则此时接在电路两端的电压表读数是_____V
A
U
BC
3.、如图所示，一理想变压器给负载供电，已
知变压器的输入电压不变，如果负载电阻的滑
动触头向上移动，则图中各交流电表的读数及
输入功率P 变化情况正确的是
A、V1、V2不变，A1增大，A2减小，P 增大 B、V1、V2不变，A1、A2增大，P 增大 C、V1、V2不变，A1、A2减小，P 减小 D、V1不变， V2 增大，A1减小，A2增大，P 减 小
(3)外电路电阻两端的电压: u=Umsinωt(从中性面开始计时) u=Umcosωt(从从B∥S开始计时)
2 一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内 的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时间的变化 规律如图所示，下面说法中正确的是( D )：
A. T1时刻通过线圈的磁通量为零； B. T2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大； C. T3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大； D. 每当e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都
（1）将交流电源的频率变为f＝100Hz，则 （ AC ）
（2）将电源改为U＝220V的直流电源，则 （ BC）
A．A灯比原来亮
B．B灯比原来亮
C．C灯和原来一样亮 D．C灯比原来亮
5.4 变压器和电能的输送
1、变压器的动态问题 2、副线圈为多个的理想变压器的求解问题 3、远距离输电问题
一、变压器的构造
(2)写出感应电动势的瞬时表达式。 (3)从如图示位置开始经过1／60s 时感应电动势的瞬时值为多少?
(4)电流表和电压表的读数； (5)从如图所示位置开始转过30°角的过程中的平均感应 电动势值为多少? （6）从如图示开始转过60 ° ,灯泡上的发热量。 （7）从如图示开始转过60 ° ，灯泡上流过的电量。 （8）线圈转动一圈，外力做的功
1．在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交
变电流的是 A B D ，属于正弦交变电流的是
。
i
t
A
B
C
D
二、交变电流的产生
交 流 发 电 机 模 型
两个特殊位置：
第一特殊位置：S B —中性面
中性面特点：
1、磁通量最大Ф=Фmax 2、导体边不切割磁感 线
所以，E感=0，i感=0 即：此时线圈中无电流！
三、交变电流的图像和变化规律
2、交变电流的变化规律
(1)感应电动势: e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面开始计时) e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时)
(2)感应电流: i=(nBsω/R)sinωt=Imsinωt(从中性面开始计时) i=(nBsω/R)cosωt=Imcosωt(从从B∥S开始计时)
*公式：
XC

1
2fC
3.应用 通交流、隔直流，通高频、阻低频
（1）隔直电容：隔直流，通交流。
（2）高频旁路电容：让高频交流信号通过电容，而 将低频信号送到下一级。作用：通高频，阻低频。
小结：
电感对交变电流的作用：
通直流 ，阻交流 通低频， 阻高频
低频扼流圈（L大） 高频扼流圈（L小）
电容对交变电流的作用：
练习1、如图所示，线圈L的自感系数和电容器
的电容C都很小（如L＝100μH，C＝100pF）。
此电路的主要作用是---------（ ）
D
A．阻直流、通交流，输出交流
B．阻交流、通直流，输出直流
C．阻低频、通高频，输出高频交变电流
D．阻高频、通低频，输出低频交变电流和直
流电
例2、如图所示，当交流电源的电压（有效值）U＝ 220V、频率f＝50Hz时，三只灯A、B、C的亮度相 同（L无直流电阻）。
A1
A2
u
V1
V2 R
5、如图是一个理想变压器的电路图，若A、B
两点接交流电压U时，五个相同的灯泡均正常发
光，则原、副线圈的匝数比为 （
C）
A. 5 1 B. 1 5 C. 4 1 D. 1 4
I
4I
A
U
B n1 n2
解：设灯泡正常发光的电流为I， 则原、副线圈的电流分别为I和4I，如图示。 所以原、副线圈的匝数比为 4 1
通交流 ，隔直流 隔直电容器 通高频 ，阻低频 高频旁路电容器
（C小）
例1、如图所示，从ab端输入的交流含有高频和低频 成分，为了使R上尽可能少地含有高频成分，采用图 示电路，其L的作用是________________，C的作用 是__________。
解析：因L有“通低频、阻高频”的特点， 因此L的作用是阻挡高频成分；而通过L后还有 少量的高频成分，利用C“通高频、阻低频”的 特点，使绝大部分高频成分从C流过。
的发热功率（
）B
A．0.25P B．0.5P C．P D．2P
4、如图表示一交流的电流随时间变化的图像，此交
变电流的有效值是多大？ 5A
42
3 2
5.图中两交变电流通过相同的电阻R。求： （1）分别写出它们的有效值、周期和频率。 （2）计算它们在R上产生的功率之比。
【练习】图13-16所示是一个交流发电机的示意图．线框 abcd处于匀强磁场中，已知ab=bc=10cm.B=1T，线圈匝 数n=100，线圈电阻r=5Ω ，外电路负载电阻R=5Ω ，线圈 以600r／min的转速匀速转动，求： （1）求感应电动势的最大值
为最大。
1、如图所示，有一矩形线圈 abcd 在匀强 磁场中分别绕O1、O2轴以同样的角速度匀 速转动，那么此线圈在以O1、O2为轴分别 旋转到线圈平面与磁场垂直时，所产生的 感应电流之比为
A、1∶2 B、2∶1 C、1∶4 D、4∶1 E、1∶1
a O1 O2
b
B
d
c
5.2 表征交变电流的物理量
2、最大值(峰值)：
线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀
电压最大值
Um
电压瞬时值
t/s
0
3．有效值
（1）定义：使交变电流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们 在相等时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一 交变电流的有效值．（热效应相同）
（2）说明： ①交变电流的有效植根据电流的热效应来规定，与电流的方向无
一、描述电流变化快慢的物理量
1．周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间 2．频率：1s内交变电流完成周期性变化的次数
T 2 1 f
我国工农业及生活用电的周期为0.02s，频率为50Hz， 电流方向每秒改变100次．
二、描述交变电流大小的物理量——四个值
1、瞬时值 e N BS sin t
7. 如 图 所 示 , 某 小 型 水 电 站 发 电 机 的 输 出 功 率 为 10
kW,输出电压为400 V,向距离较远的用户供电,为了减少 电能损耗,使用2 kV高压输电,最后用户得到“220 V
9.5 kW”的电能,求:
(3)．正弦（或余弦）交变电流有效值与最大值之间
的关系
I

Im 2
0.707Im
U

Um 2

0.707U m
(4)一般用电器上标注的额定值是有效值，而电容器上
标注的是最大值
4．平均值：E N
t 计算通过某导体截面的电量一定要用平均值。
练习
1、下列说法正确的是（ AB）
A．电流在一个周期内电流方向改变两次． B．电流的有效值是最大值的 1/ 2 倍． C．因为有效值表示交流产生的平均效果，所以有效 值与平均值相同． D．若正弦交变电流的最大值是10A，则它的最小值 是-10A ．
4、应用：低频扼流圈和高频扼流圈 （a）低频扼流圈：
A、构造：线圈绕在铁芯上，匝数多 B、作用：“通直流、阻交流” （b）高频扼流圈： A、构造：线圈绕在铁氧体芯上，匝数少
B、作用：“通直流、通低频，阻高频”
2.容抗
（1）反映电容对交流的阻碍作用 （2）影响容抗大小的因素
电容越大，交流的频率越高，电容器对交流的阻碍 作用就越小，容抗越小。
I2 I1
U2 U3U线
U3 n3 I4 U4 n4 I3
I 输电电流:
2
P2 U2
P3 U3
U2U3 R线
③输电导线上损耗的电功率 :
P 耗 P 2P 3I2(U 2 U 3)
6.远距离输电时,输送电压为6 000 V,功率为500 kW,
这时,安装在输电线路起点和终点的电能表一昼夜里读数 相差4 800 kW·h,则输电效率为多少?输电导线的电阻为 多少?
2、某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所 示，如果其它条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势
的最大值和周期分别变为（ B ）
A．400V，0.02s B．200V, 0.02s C．400V, 0.08s D．200V, 0.08s
3、一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率
是P，当接到电压为u=10sinωtV的交流电源上，它
第二特殊位置：S B
特点： 1、磁通量为最小，Ф=0
2、导体边垂直切割磁感线 线圈中有感应电流
方向：D—C—B—A