高中物理交变电流知识点及练习
高中物理交变电流复习课(详细)

专题一 交变电流的产生和图像1、将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上,电源电动势随时间变化的规律如图所示.下列说法正确的是 ( ) A .电路中交变电流的频率为0.25 Hz BC .电阻消耗的电功率为2.5 WD .用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V2、一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示.由图可知( ) A .该交流电的电压瞬时值的表达式为u =100sin (25t )V B .该交流电的频率为25 HzC .该交流电的电压的有效值为D .若将该交流电压加在阻值R =100 Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率为50 W3、正弦交变电源与电阻R 、交流电压表按照图1所示的方式连接,R =10Ω,交流电压表的示数是10V 。
图2是交变电源输出电压u 随时间t 变化的图象。
则 ( )A.通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =2cos100πt (A)B.通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =2cos50πt (V)C.R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =52cos100πt (V)D.R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =52cos50πt (V)4、如图所示,同轴的两个平行导线圈M 、N ,M 中通有图象所示的交变电流,则( ) A.在t 1到t 2时间内导线圈M 、N 互相排斥 B.在t 2到t 3时间内导线圈M 、N 互相吸引C.在t 1时刻M 、N 间相互作用的磁场力为零D.在t 2时刻M 、N 间相互作用的磁场力最大5、在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的一半径为r =1m 、电阻为R =3.14Ω的圆形线框,当磁感应强度B 按图示规律变化时(以向里为正方向),线框中有感应电流产生。
⑴画出感应电流i 随时间变化的图象(以逆时针方向为正)。
⑵求该感应电流的有效值。
/s-2sU -U专题二 表征交流电的物理量、四值问题1、如图,匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,边长为L=10cm 的正方形线圈abcd 共100匝,线圈电阻r=1Ω,线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动。
高二物理交变电流知识点总结归纳

高二物理交变电流知识点总结归纳交变电流(Alternating Current,简称AC)是在时间的变化过程中电流方向和大小都不断变化的电流。
在高中物理学习中,交变电流是一个重要的知识点,它关乎到电流的特点、应用以及相关的电路等内容。
本文将对高二物理交变电流的知识点进行总结归纳,以帮助同学们更好地理解和掌握这一内容。
一、交变电流的特点交变电流具有以下几个特点:1. 电流的方向和大小都是随时间而变化的,呈周期性变化。
2. 交变电流的平均值为零,即电荷在单位时间内往返运动,电流的正、负值相等。
3. 交变电流的频率和周期性与电源有关,常见的交流电频率为50Hz或60Hz。
4. 交变电流的最大值称为峰值电流,用I_m表示;最大值与有效值之间有特定的关系:I_m = √2 * I_eff,其中I_eff表示交变电流的有效值。
二、交变电路中的元件和参数在交变电路中,常用到以下元件和参数:1. 交流电源:交流电源是交变电流的来源,常见的交流电源有家庭用电插座和发电厂的交流电。
2. 电感器(L):电感器是一种存储电能的元件,它的作用是抵抗电流变化,常用符号为L,单位是亨利(H)。
3. 电容器(C):电容器是一种存储电荷的元件,它的作用是分担电流变化,常用符号为C,单位是法拉(F)。
4. 电阻器(R):电阻器是一种控制电流大小的元件,它的作用是限制电流的流动,常用符号为R,单位是欧姆(Ω)。
5. 频率(f):频率指单位时间内交变电流变化的次数,单位是赫兹(Hz)。
6. 周期(T):周期指一个完整的交变电流的周期,即从一个极值到下一个极值所经过的时间,单位是秒(s)。
三、交变电路中的重要规律和公式在分析交变电路时,有一些重要的规律和公式需要掌握:1. 电压与电流的关系:U = I * Z,其中U表示电压,I表示电流,Z 表示交流电阻(由电感、电容和电阻组成)。
2. 交流电路中的欧姆定律:I = U / Z,欧姆定律同样适用于交变电路,但要注意其中的电阻值是交流电阻。
物理高二交变电流知识点

物理高二交变电流知识点交变电流是物理学中的重要概念之一。
它是电流在时间上发生周期性变化的现象。
对于学习物理的高中生来说,了解和掌握交变电流的相关知识点是必要的。
本文将介绍高二物理交变电流的几个重要知识点。
一、交变电流的定义和特点交变电流是指电流随着时间的推移而周期性变化的电流。
它的方向和大小在一个周期内是不断改变的。
交变电流通常用正弦函数表示,具有周期性、可变化和周期性变化的特点。
二、交变电流的频率和周期交变电流的频率是指单位时间内交变电流经过一个完整周期的次数。
频率的单位是赫兹(Hz)。
周期是指交变电流完成一个完整周期所需的时间。
频率和周期之间有以下关系:频率=1/周期。
在交流电路中,常见的电网频率为50Hz,即每秒完成50个周期。
三、交变电流的有效值和最大值交变电流的有效值是指具有相同功率交流电与相同功率直流电所产生的能力相同的电流。
有效值用大写字母“I”表示。
最大值是指交变电流的最大瞬时值,用大写字母“Imax”表示。
交变电流的有效值与最大值之间有以下关系:有效值=最大值/根号2。
四、交变电流的振幅和相位差交变电流的振幅是指交变电流波形图中从波峰到波谷的距离的一半。
振幅用小写字母“a”表示。
相位差是指两个交变电流波形图之间的时间差,常用角度来表示。
相位差可以使正值或负值,分别表示正相位差或负相位差。
五、交变电流的阻抗和电感在交流电路中,电流的流动受到电路元件的阻碍,这种阻碍被称为阻抗。
阻抗的单位是欧姆(Ω)。
电感则是一种导体对交变电流的电阻。
当电流通过电感时,电感会产生电磁感应,阻碍电流的流动。
六、交变电流的功率和功率因素交变电流的功率是指电流在单位时间内所做的功。
功率的单位是瓦特(W)。
在交流电路中,根据交流电压和电流的相位差,功率可以分为视在功率、有功功率和无功功率。
功率因素是指有功功率与视在功率之间的比值。
七、交变电流的应用交变电流广泛应用于生活和工业中的电力系统、电器设备和通信系统中。
新教材人教版高中物理选择性必修第二册第三章交变电流 学案知识点考点汇总及配套习题

第三章交变电流1.交变电流 (1)2.交变电流的描述 (16)3.变压器 (34)4.电能的输送必备知识.自主学习 (54)1.交变电流必备知识·自主学习一、交变电流如图所示电路,其中二极管的特点是单向导电。
探讨:(1)a、b两端接入干电池时,可以观察到什么现象?(2)a、b两端接在手摇式发电机两端时,又会观察到怎样的现象?提示:(1)只有一个二极管会亮。
(2)当接在手摇式发电机两端时两个发光二极管间或地闪亮,原因是发电机产生与直流电流不同的电流,两个发光二极管一会儿接通这一个,一会儿再接通另外一个,电流方向不停地改变。
1.交变电流:大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫作交变电流,简称交流(AC)。
如图所示。
2.直流:方向不随时间变化的电流称为直流(DC),大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
二、交变电流的产生按图连接电路,当开关闭合时,观察小灯泡的发光情况。
电路中的电流方向从哪里流向哪里?电流方向是否随时间改变?电路中的电流大小是否随时间改变?提示:电路中的电流方向从电源的正极经小灯泡流向负极,电流的方向、大小不随时间改变。
画出此电路的大致it图像:1.产生条件:在匀强磁场中,矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
2.过程分析(如图所示):3.中性面:线圈在磁场中转动的过程中,线圈平面与磁场垂直时所在的平面。
(1)线圈处于中性面位置时,穿过线圈的Φ最大,但线圈中的电流为零。
(2)线圈每次经过中性面时,线圈中感应电流的方向都要改变,线圈转动一周,感应电流的方向改变两次。
三、交变电流的变化规律1.定义:按正弦规律变化的交变电流,简称正弦式电流。
2.函数表达式和图像:注:表达式中E m 、U m 、I m 分别是电动势、电压、电流的峰值,而e 、u 、i 则是这几个量的瞬时值。
(1)线圈转一周有两次经过中性面,每转一周电流方向改变一次。
(×) (2)当线圈中的磁通量最大时,产生的电流也最大。
(完整版)高二物理选修3.2_第五章交变电流知识点总结,推荐文档

第五章交变电流5.1交变电流一、直流电(DC) 电流方向不随时间而改变交变电流(AC) 大小和方向都随时间做周期性变化的电流交流发电机模型的原理简图二、交变电流的产生中性面线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面(1)线圈经过中性面时,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率为零,线圈中的电动势为零(2)线圈经过中性面时,电流将改变方向,线圈转动一周,两次经过中性面,电流方向改变两次三、交变电流的变化规律以线圈经过中性面开始计时,在时刻t 线圈中的感应电动势(ab 和cd 边切割磁感线)e 为电动势在时刻t 的瞬时值,Em 为电动势的最大值(峰值).四、交流电的图像五、交变电流的种类课堂练习5.2《描述交变电流的物理量》复习回顾(一)交变电流:大小和方向随时间做周期性变化的电流;简称交流。
其中按正弦规律变化的交流电叫正弦交流电。
(二)正弦交流电的产生及变化规律1、产生:线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,产生正弦交流电。
2、中性面:跟磁场方向垂直的平面叫做中性面。
这一位置穿过线圈的磁通量最大,磁通量变化率为零,线圈中无感应电动势。
3、规律:瞬时值表达式:从中性面开始计时一、周期和频率物理意义:表示交流电变化的快慢1、周期:交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
2、频率:交变电流一秒内完成周期性变化的次数。
角频率:线圈在磁场中转动的角速度二、峰值和有效值3.有效值定义:E、U、I根据电流的热效应来规定,让交流与直流分别通过相同的电阻,如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等,就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值。
4. 正弦交流电的有效值与最大值的关系:说明:A 、以上关系式只适用于正弦或余弦交流电;B 、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值;C 、交流电流表和交流电压表的读数是有效值D 、对于交流电若没有特殊说明的均指有效值注意:峰值(最大值)、有效值、 平均值在应用上的区别。
1、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。
高中物理《交变电流》知识梳理

Rr
思考:线圈处于中性面及与中性面垂直的位置时,各物理量有什么特点?
剖析:线圈处于中性面即线圈平面垂直于磁场时,Φ最大, Φ =0,e=0,i=0,电
t
流方向将发生变化,一个周期内线圈中电流的方向改变两次;线圈处于与
中性面垂直的位置即线圈平面平行于磁场时,Φ=0, Φ 、e、i最大,电流出
222
6)平均值: E =n Φ ,I = E 。
t R
3.交变电流相关物理量的表达式及其图像
线圈在中性面位置开始计时
磁通量
函数表达式 Φ=Φm cos ωt=BS cos ωt
图像
电动势
e=Em sin ωt=nBSω sin ωt
电压 电流
u=Um sin ωt = REm sin ωt
Rr
高考 物理
课标专用
《交变电流》知识梳理
基础篇
考点一 交变电流的产生及描述
一、交变电流 1.交变电流的概念:电流和电压随时间做周期性的变化,这样的电流叫作 交变电流,简称交流。 2.几种常见的交流电
二、正弦式交变电流 1.产生:线圈绕垂直于匀强磁场方向的轴匀速转动。 2.描述交变电流的物理量 1)周期(T):交变电流完成一次周期性变化所需要的时间。 2)频率(f):交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数。 3)瞬时值:交变电流某一时刻的值,是时间的函数。如电流的瞬时值i=Im sin ωt。 4)峰值:交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值,也叫最大值。 5)有效值:跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值。对正弦式交变电 流,其有效值和峰值的关系为:E= Em ,U=Um ,I= Im 。
A.电流表A1示数减小 B.电流表A2示数增大 C.原线圈输入功率先增大后减小 D.定值电阻R消耗的功率先减小后增大
2021高考物理交变电流知识点大全

2021高考物理交变电流知识点大全物理交变电流知识点篇一1. 交流电的产生(1)交流电:大小和方向均随时间作周期性变化的电流。
方向随时间变化是交流电的最主要特征。
(2)交流电的产生①平面线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴转动时,线圈中就会产生按正弦规律变化的交流电,这种交流电叫正弦式交流电。
②中性面:垂直于磁场的平面叫中性面。
线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量,但磁通量的变化率为零,此位置线圈中的感应电动势为零,且每经过中性面一次感应电流的方向改变一次。
线圈每转一周,两次经过中性面,感应电流的方向改变两次。
(3)正弦式交流电的变化规律:若从中性面位置开始计时,那么线圈中的电动势、电流、加在外电阻上的电压的瞬时值均按正弦规律变化。
篇二1、三相交变电流的产生:互成120°角的线圈在磁场中转动,三组线圈各自产生交变电流.2、三相交变电流的特点:值和周期是相同的.三组线圈到达值(或零值)的时间依次落后1/3周期.3、电工学中分别用黄、绿、红三种颜色的线为相线(火线),黑色线为中性线(零线)。
三组线圈产生三相交变电流可对三组负载供电,那么三组线圈和三个负载是怎样连接的呢?4、端线、火线和中性线、零线.从每个线圈始端引出的导线叫端线,也叫相线,在照明电路里俗称火线.从公共点引出的导线叫中性线,照明电路中,中性线是接地的叫做零线.5、相电压和线电压.端线和中性线之间的电压叫做相电压(U相)(即每一个线圈两端电压).两条端线之间的电压叫做线电压(U线)(即2个线圈首端电压).我国日常电路中,相电压是220V、线电压是380V.6、三相AC的有关计算(其中w为线圈旋转角速度,Em 为交压值)。
e1=Em_in(wt)e2=Em_in(wt+2π/3)e3=Em_in(wt-2π/3)物理学习方法1、理象记忆法:如当车起步和刹车时,人向后、前倾倒的现象,来记忆惯性概念。
2、浓缩记忆法:如光的反射定律可浓缩成三线共面、两角相等,平面镜成像规律可浓缩为“物象对称、左右相反”。
高考物理专练题交变电流(试题部分)

高考物理专练题交变电流考点一交变电流的产生及描述1.甲图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,为理想交流电流表。
线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动,产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。
已知发电机线圈电阻为10Ω,外接一只阻值为90Ω的电阻,不计电路的其他电阻,则()A.电流表的示数为0.31AB.线圈转动的角速度为50πrad/sC.0.01s时线圈平面与磁场方向平行D.在线圈转动一周过程中,外电阻发热约为0.087J答案D2.(2018东北三校联考,9)(多选)如图所示,面积为S、匝数为N、电阻为r的正方形导线框与阻值为R的电阻构成闭合回路,理想交流电压表并联在电阻R的两端。
线框在磁感应强度为B的匀强磁场中,以与电路连接的一边所在直线为轴垂直于磁场以角速度ω匀速转动,不计其他电阻,则下列说法正确的是()A.若从图示位置开始计时,线框中感应电动势的瞬时值为e=NBSωsinωtB.线框通过中性面前后,流过电阻R的电流方向将发生改变,1秒钟内流过电阻R的电流方向改变ω次πC.线框从图示位置转过60°的过程中,通过电阻R的电荷量为NBS2(R+r)D.电压表的示数跟线框转动的角速度ω大小无关答案ABC3.(2020届吉林长春质量监测,6)(多选)如图甲所示为风力发电的简易模型。
在风力的作用下,风叶带动与其固定在一起的磁铁转动,转速与风速成正比。
若某一风速时,线圈中产生的正弦式电流如图乙所示。
下列说法正确的是()A.电流的表达式为i=0.6sin10πt(A)B.磁铁的转速为10r/sC.风速加倍时电流的表达式为i=1.2sin10πt(A)D.风速加倍时线圈中电流的有效值为3√2A5答案AD考点二变压器、电能的输送1.(2019广西南宁、玉林、贵港等高三毕业班摸底,16)如图所示,为一变压器的实物图,若将其视为理想变压器,根据其铭牌所提供的信息,以下判断正确的是()A.副线圈的匝数比原线圈多B.当原线圈输入交流电压110V时,副线圈中输出交流电压6VC.当原线圈输入交流电压220V时,副线圈输出直流电压12VD.当变压器输出为12V和3A时,原线圈电流为9√2A55答案B2.(2018江西上饶六校一联)如图所示,一正弦交流电瞬时值表达式为e=220sin100πt(V),通过一个理想电流表,接在一个理想变压器两端,变压器起到降压作用,开关S闭合前后,A、B两端输出的电功率相等,以下说法正确的是()A.流过r的电流方向每秒钟变化50次B.变压器原线圈匝数小于副线圈匝数C.开关从断开到闭合时,电流表示数变小D.R=√2r答案D方法理想变压器的动态分析1.(多选)如图所示,理想变压器的副线圈接有规格为“44V44W”的灯泡和线圈电阻为r=1Ω的电动机,原线圈上接有u=220√2sin100πt(V)的正弦交流电压,此时灯泡和电动机都正常工作,且原线圈中的理想交流电流表示数为1A,不考虑灯泡电阻变化和电动机内阻变化,则下列说法正确的是()A.变压器原、副线圈的匝数之比为4∶1B.电动机的输出功率为176WC.电动机的热功率为16WD.若电动机被卡住,灯泡仍正常发光,则电流表示数将变为9A,此时应立即切断电源答案CD2.如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=11∶1,原线圈接u=220√2sin100πt(V)的交流电,电阻R1=2R2=10Ω,D1、D2均为理想二极管(正向电阻为零,反向电阻为无穷大),则副线圈电路中理想交流电流表的读数为()A.3AB.2√5AC.√10AD.√3A答案A3.如图所示为一理想变压器,原线圈接在一输出电压为u=U0sinωt的交流电源两端。
超级经典高中物理:交变电流专题复习

( ) R
( ) R线 ,
增大输电电压U, 即采用高压输电 U 3 n3 是有效方法。 U 4 n4
P 2 U
3.重要关系式:
U 1 n1 U 2 n2
P I U2
2
来计算线损吗?
U 损=IR线
U3 U2 U损
P损=I R线 P用=P P损
EN t
应用:计算通过某导体截面的电量
N E t q It t tN R总 R总 R总
典例导悟:
如图所示,为一交流发电机构造示意图,矩形线圈 abcd, 已知 ad =L1,ab=L2,匝数为n,线圈绕OO′轴在磁感应强 度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动,线圈电阻为r, 外电路电阻为R,求:(1)由图示位置转过60角时的瞬时感 应电动势(2)转动过程中电压表的示数(3)线圈每转一周, 外力所做的功。(不计一切摩擦)(4)1/6周期内通过R的电荷 O 量 a b
u/ V P
u
V
311 0
图1
电热毯
0.01 0.02 0.03 0.04 t/s 图2
应用
A、计算电路中的电功、电热、电功率 用有效值 B、交流用电器的额定电压和额定电流 及保险丝的熔断电流指的是有效值; C、交流电流表和交流电压表的读数是 有效值 D、对于交流电若没有特殊说明的均指 有效值
4、平均值
C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电 压 D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功 率
再见!
2、(2009山东高考理综)某小型水电站的电能输送示意 图如下。发电机的输出电压为200V,输电线总电阻为r, 升压变压器原副线圈匝数分别为n,n2。降压变压器原副 线匝数分别为a3、n4(变压器均为理想变压器)。要使 额定电压为220V的用电器正常工作,则( AD)
《常考题》初中高中物理选修二第三章《交变电流》知识点总结(含答案解析)

一、选择题1.如图所示,用交流发电机和理想变压器构成一供电电路。
下列说法正确的是()A.仅将滑片向下移动,则电压表读数变大B.仅将发电机的线圈转速增大,则电压表读数增大C.仅将滑片向下移动,则发电机输出功率减小D.仅将发电机的线圈转速增大,则通过L1的交流电频率不变2.远距离输电的原理图如图所示,T1、T2为理想变压器,其原、副线圈匝数比分别为1:10和10:1,输电线路的总电阻R=10Ω,A、B均是额定电压为220V额定功率为1100W的电热器。
开关S断开时,用电器A正常工作,则下列说法正确的是()A.开关S断开时,输电线的热功率为2.5WB.变压器T1的输入电压为225VC.闭合开关S,输电线损失的电压不变D.闭合开关S,用电器A、B均正常工作3.一交变电压随时间变化的图像如图所示已知横轴下方为正弦曲线的一半,则该交变电压的有效值为()A.10V B.10C.10V D.2V4.据美国气候预测中心发布的数据表明:2020年拉尼娜现象已经形成,2020年冬天或出现极寒天气。
假如出现低温雨雪冰冻天气,我国北方的高压输电线路也会因结冰而损毁。
为消除200k V高压输电线上的冰凌,有人设计了利用电流热效应除冰的方法,当输送功率和输电线电阻一定时,线上损耗的热功率增大为原来的16倍,输电电压应变为( ) A .800kV B .400kV C .100kV D .50kV5.如图所示,电阻均匀的正方形导线框ad 边的中点和bc 边的中点连线'OO 恰好位于某磁场右边界上,磁场方向与线框平面垂直,已知该磁场的磁感应强度的变化2002sin100π(T/s)B t t∆=∆ ,线框的边长L =20cm 。
则线框c 、d 两点间的电压有效值为( )A .1VB .2VC .2VD .22V6.如图甲所示,手摇发电机在磁感应强度为B 的匀强磁场中匀速转动,外接一电阻R 和一个理想交流电流表。
已知线圈的匝数为n ,角速度为ω,面积为S ,总电阻为r 。
高二物理交变电流知识点及习题

表征交变电流的物理量
图10-1-12 图10-1-13 图10-1-14 图10-1-15 图10-1-16
.如图10-1-13所示,矩形线圈abcd,面积为S,匝数为N,线圈电阻为R,在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度ω匀速转动,(以ab边为轴,P2以边中点为轴)当线圈平面从与磁场方向平行开始计时,线圈转过90°的过程中,绕P1及P2轴转动产生的交流电的电流大小,电量及焦耳热分别为I,q,Q
Q,则下面判断正确的是( )
B.q>q=
图10-1-17
10-1-18
图10-1-19
图10-1-20
.如图10-1-17甲所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴′以恒定的角速度圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化,在t =时刻π
2ω
A .线圈中的电流最大
B .穿过线圈的磁通量为零.穿过线圈磁通量的变化率最大
图10-1-21 图10-1-22 甲 乙
图10-1-23
.某交流发电机给灯泡供电,产生正弦式交变电流的图象如图10-1-21所示,下列说法中正确的是A.交变电流的频率为0.02 Hz
50πt(A)
时,穿过交流发电机线圈的磁通量最大
正弦交变电源与电阻R、交流电压表、交流电流表按照图10-1-23甲所示的方式连接,R=200 Ω.
变化的图象.则( )
.交流电压表的读数是311 V
.交流电流表的读数是1.1 A
图10-1-24 图10-1-25 图10-1-26 .(2009·重庆,18)某实物投影机有个相同的强光灯L1~L10(24 V
-24.若工作一段时间后
图10-1-27。
人教版初中高中物理选修二第三章《交变电流》知识点总结(含答案解析)(1)

一、选择题1.图1所示为某可调台灯电路图,变压器原副线圈匝数比为5∶1,灯泡的额定电压为40V ,额定功率为20W ,在a 、b 两端接上如图2所示的交流电,调节滑动变阻器滑片P ,使灯泡正常发光,这时滑动变阻器消耗的功率为( )A .1WB .2WC .3WD .4W2.一交变电压随时间变化的图像如图所示已知横轴下方为正弦曲线的一半,则该交变电压的有效值为( )A .510VB .210VC .10VD .102V3.如图所示,一小水电站,输出的电功率为20kW P =,输出电压0400V U =,经理想升压变压器1T 变为2000V 电压远距离输送,输电线总电阻为10Ωr =,最后经理想降压变压器2T 降为220V 向用户供电。
下列说法正确的是( )A .变压器1T 的匝数比1∶10B .变压器2T 的匝数比34:95:11n n =C .输电线上损失的电功率为25kWD .输电线上的电流为50A4.如图所示,三只完全相同的灯泡a 、b 、c 分别与电阻R 、电感L 、电容C 串联,再将三者并联,接在220V ,50Hz 的交变电压两端,三只灯泡亮度相同。
若接在220V ,60Hz 的交变电压两端,则( )A .三只灯泡亮度不变B .三只灯泡都将变亮C .a 亮度不变,b 变亮,c 变暗D .a 亮度不变,b 变暗,c 变亮5.如图,用一根总电阻为2R 粗细均匀的铜导线制成半径为L 的圆环,PQ 为圆环的直径,其左右两侧14圆面积内各存在垂直于圆环所在平面的匀强磁场,磁感应强度大小均为B ,但方向相反。
一根长度为2L 、电阻为R 的金属棒MN 绕着圆环的圆心O 点紧贴着圆环以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,转动过程中金属棒MN 与圆环始终接触良好,不计一切阻力和摩擦,下列说法正确的是( )A .转动过程中流过金属棒中电流方向始终是从N 到MB .图示位置金属棒两端的电压大小为223B L ωC .从PQ 位置开始计时,π02ω-时间内通过金属棒MN 的横截面电荷量为零 D .金属棒旋转一周的过程中,金属棒中电流的有效值为223B L Rω6.一台发电机输出的电功率为50 kW ,输出电压为250 V ,现欲用变压器升压后向远处输电,输电线的总电阻为8Ω,若不考虑输电线路的感抗和容抗对输电的影响,则( ) A .输送电压越高,输电线上损失的功率越大B .若升压变压器的变压比为1:4,输电线上损失的功率为20 kWC .若升压变压器的变压比为1:8,输电线上损失的功率为10 kWD .若不用升压变压器,输电线上损失的功率将达到320 kW7.图甲是某燃气灶点火装置的原理图。
高中物理:交变电流知识点

高中物理:交变电流知识点一、交变电流1.定义:大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流(AC).2.变化规律:如图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流的图象.其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦交流电,如图甲所示.二、正弦交变电流的产生及变化规律1. 产生:当闭合线圈由中性面位置(O1O2位置)开始在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,线圈中产生的感应电动势随时间而变化的函数是正弦函数2.正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)3. 两个特殊位置的特点(1)线圈平面与中性面重合时,S⊥B,Φ最大,,电流方向将发生改变.(2)线圈平面与中性面垂直时,S∥B,Φ=0,最大,e最大,i最大,电流方向不改变.三、交变电流的周期和频率1. 周期(T):交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间,单位是秒(s),公式2. 频率(f):交变电流在1 s内完成周期性变化的次数.单位是赫兹(Hz).3. 周期和频率的关系:四、交流电“四值”的比较和理解五、电阻、电感、电容在交流电路中的作用1. 对电流的阻碍作用叫电抗,电抗有3种类型:导体本身对电流的阻碍作用—电阻(阻抗);线圈对电流的阻碍作用—感抗;电容对电流的阻碍作用—容抗2.电阻、感抗、容抗的比较:六、变压器的结构和原理1.主要构造:是由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成的.变压器构造如图所示.(1)原线圈:与交流电源连接的线圈.(2)副线圈:与负载连接的线圈.2.工作原理:电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场,由于电流的大小、方向在不断变化,铁芯中的磁场也在不断变化.变化的磁场在原副线圈中产生感应电动势,所以尽管两个线圈之间没有导线相连,副线圈也能够输出电流.互感现象是变压器工作的基础.由于理想变压器没有磁通量损失,在如图所示的铁芯中各处磁通量Φ相同,且磁通量变化相同,即变压常数相同.又理想变压器无内阻,故无内压降,因此有七、理想变压器的原、副线圈中物理量之间的关系八、电压互感器和电流互感器九、电能输送中减少损耗的方法发电机的输出功率为一定值,P=UI,在远距离输电的过程中,有相当一部分能量损耗在输电线上,设输电线的电阻为r,则损耗的电能,即转化为热能的部分为Q=I2Rt,热功率为P热=P损=I2R,要减少线路上电能的损耗,有两种方法:(1) 减小电阻:①减小电阻率,现有的导线多为铝导线,可改为铜,但价格太高;②减小距离,但可行性不大;③增大面积,有局限性,并且耗费材料.(2)减小电流:在输出功率不变的情况下,要减小电流,必须提高 U,即需采用高压输电.十、远距离输电系统远距离高压输电的几个基本关系(以图为例)当输送的电功率一定时,输电电压增大到原来的n倍,输电线上损耗的功率就减少到原来的。
高中物理交变电流知识点总结

高中物理交变电流知识点总结一、基本概念1. 交变电流的定义交变电流是指方向和大小都不断变化的电流。
在交变电流中,电子的流动方向随时间不断改变,并且电流的大小也随时间发生变化。
2. 交变电流的特点(1)方向和大小均不断变化;(2)周期性的变化;(3)交变电流的频率和周期;(4)有效值和峰值。
二、交变电流的产生1. 交变电压的产生交变电压是指在一个周期内,电压的方向和大小都在变化。
电压源中的正负极在不断变换,导致电压的变化。
2. 交变电流的产生当交变电压作用于电路中时,就会产生交变电流。
在一个周期内,电流的方向和大小都会随着电压的变化而变化。
三、交变电流的表示1. 正弦交变电流正弦交变电流是一种最常见的交变电流形式。
它的大小和方向随时间呈正弦变化,用正弦函数可以表示。
2. 交变电流的表示方法在交变电流中,通常使用瞬时值、周期、频率、有效值、峰值等指标来表示其特性。
四、交变电流的电路1. 交变电流电阻在交变电流电路中,电流经过电阻时产生热能,并且电阻的大小可以用欧姆定律来表示。
2. 交变电流的电感在电路中,当电感线圈中通过交变电流时,产生的感应电动势和感应电流会使得电感的阻抗随频率而变化。
3. 交变电流的电容电容对交变电流的阻抗与频率成反比关系,当频率越高,电容的阻抗越小。
五、交变电流的功率和传输1. 交变电流的功率在交变电流中,功率的计算除了考虑电流的大小外,还需考虑电流和电压之间的相位关系。
2. 交变电流的传输在输电系统中,为了减小线路损耗和提高输电效率,通常会采用高压、大电流的交变电流进行传输。
六、交变电流的应用1. 家用电器家用电器中,比如变压器、电风扇等都需要交变电流供电。
2. 工业生产在工业生产中,各种机械设备和控制系统也需要用到交变电流。
3. 通信传输在通信传输系统中,交变电流也是不可或缺的。
七、保护措施由于交变电流具有一定的危险性,我们在使用交变电流时需要注意一些保护措施,比如接地保护、断路器保护等。
第三章 交变电流 综合复习讲义 高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册

交变电流综合复习一、正弦式交变电流(1)瞬时值:e =NBSωsin ωt (中性面开始计时) e =NBSωcos ωt (中性面的垂直面开始计时)(2)峰值:E m =NBSω,峰值与线圈的形状无关,与转轴的位置无关,但转轴必须垂直于磁场(3)周期:T=2πω 频率:f =1T(4)中性面和垂直面的比较1. 线圈处于中性面位置时,穿过线圈的Φ最大,但线圈中的电流为零.2. 线圈每次经过中性面时,线圈中感应电流方向都要改变.线圈转动一周,感应电流方向改变两次.【例1】有一个正方形线圈的匝数为10匝,边长为20 cm ,线圈总电阻为1 Ω,线圈绕OO ′轴以10π rad/s 的角速度匀速转动,如图所示,匀强磁场的磁感应强度为0.5 T ,问: (1)该线圈产生的交变电流电动势的峰值、电流的峰值分别是多少. (2)若从中性面位置开始计时,写出感应电动势随时间变化的表达式. (3)线圈从中性面位置开始,转过30°时,感应电动势的瞬时值是多大.【例2】线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生交变电流的图象如图所示,由图中信息可以判断( )A .在A 和C 时刻线圈处于中性面位置B .在B 和D 时刻穿过线圈的磁通量为零C .从A ~D 线圈转过的角度为2πD .若从O ~D 历时0.02 s ,则在1 s 内交变电流的方向改变100次【例3】如图a 所示,一矩形线圈abcd 放置在匀强磁场中,并绕过ab 、cd 中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动.若以线圈平面与磁场夹角θ=45°时(如图b )为计时起点,并规定当电流自a 流向b 时电流方向为正.则下列四幅图中正确的是( )【变式1】1.(多选)如图所示,矩形线圈abcd 放在匀强磁场中,ad =bc =l 1,ab =cd =l2.从图示位置起该线圈以角速度ω绕不同转轴匀速转动,则( ) A .以OO ′为转轴时,感应电动势e =Bl 1l 2ωsin ωt B .以O 1O 1′为转轴时,感应电动势e =Bl 1l 2ωsin ωt C .以OO ′为转轴时,感应电动势e =Bl 1l 2ωcos ωtD .以OO ′为转轴跟以ab 为转轴一样,感应电动势e =Bl 1l 2ωsin (ωt +π2)2. (多选)如图所示,一正方形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动,沿着OO ′轴观察,线圈沿逆时针方向转动。
高考综合复习——交变电流专习题复习

欢迎阅读高考综合复习——交变电流专题复习总体感知知识网络复习策略1.要注意区分瞬时值、有效值、最大值、平均值(1)瞬时值随时间做周期性变化,表达式为。
(2)有效值是利用电流的热效应定义的,即如果交流电通过电阻时产生的热量与直流电通过同一电阻在相同时间内产生的热量相等,则直流电的数值就是该交流电的有效值。
(3)最大值用来计算,是穿过线圈平面的磁通量为零时的感应电动势。
(4)平均值是利用来进行计算的,计算电量时用平均值。
2.理想变压器的有关问题,要注意掌握电流比的应用,当只有一原一副时电流比,当理想变压器为一原多副时,电流比关系则不适用,只能利用输入功率与输出功率相等来进行计算。
第一部分交变电流的产生和描述知识要点梳理知识点一——交变电流的产生及变化规律▲知识梳理1.交变电流的定义大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流。
2.正弦交变电流随时间按正弦规律变化的交变电流叫做正弦交变电流,正弦交变电流的图象是正弦曲线。
3.交变电流的产生(1)产生方法:将一个平面线圈置于匀强磁场中,并使它绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动,线圈中就会产生正(余)弦交流电。
(2)中性面:与磁场方向垂直的平面叫中性面,当线圈转到中性面位置时,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率为0,感应电动势为0,线圈转动一周,两次经过中性面,线圈每经过一次中性面,电流的方向就改变一次。
4.交变电流的变化规律正弦交流电的电动势随时间的变化规律为,其中,t=0时,线圈在中性面的位置。
特别提醒:(1)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,仅是产生交变电流的一种方式,但不是惟一方式。
例如导体在匀强磁场中垂直磁场方向,按正弦规律运动切割磁感线也产生正弦交流电。
(2)线圈所在的计时位置不同,产生的交变电流的正、余弦函数的规律表达式不同。
▲疑难导析1、正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)函数图象磁通量电动势电压电流2、对中性面的理解交流电瞬时值表达式的具体形式是由开始计时的时刻和正方向的规定共同决定的。
高中物理交变电流

高中物理:交变电流一、正弦式电流的产生和变化规律1、交流电产生的条件:矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,在线圈中将产生按正弦规律变化的交变电流。
2、交流电的变化规律(1)感应电动势瞬时值的表达式:如果线圈从中性面开始时,在匀强磁场中以角速度绕垂直于磁感线的轴匀速转动,产生感应电动势的最大值为,则在时刻,线圈中产生的感应电动势的瞬时值是;由于电流与电动势的同步性,若感应电流的最大值为,感应电流的瞬时值的表达式为(2)感应电动势的最大值是;式中N为线圈匝数,S为线圈面积。
(3)从感应电动势的表达式可以看出,当时,即线圈平面垂直于中性面时,感应电动势最大;而当线圈平面与中性面平行时,即或时,感应电动势为零。
要注意的是线圈平面垂直于中性面时,即时,穿过线圈的磁通量为零,但这时其变化率却最大。
3、交变电流的图象:交变电流、电压、电动势的图象都是正弦函数图象。
二、表征交流电的物理量1、表征交流电的物理量主要有:瞬时值、最大值和有效值;周期、频率和角频率。
2、交流电的有效值:(1)根据电流的热效应规定的,即交流电和直流电通过同样阻值的两个电阻,如果它们在相同的时间内产生的热量相等,则这个直流电的数值为交流电的有效值;(2)对正弦式电流而言,其最大值是有效值的倍,即:,,(3)通常所说的交流电的电流、电压;交流电表的读数;交流电器的额定电压、额定电流;保险丝的熔断电流等都是指有效值;电容器的耐压值是交流电的最大值;计算通过电路某一截面的电量,需用交流电的平均值。
3、交流电的周期、频率和角频率都是用来表征交流电的物理量,三者之间的关系是:我国工农业生产和生活用的交流电,频率50Hz,周期0.02s,电流方向每秒钟改变100次。
注意问题:1、交变电流的产生过程及电动势和磁通量的变化情况以上反映线圈上感应电动势瞬时值的图象都是当线圈平面恰通过中性面时开始计时作出的。
线圈通过中性面的瞬时,线圈导体不切割磁感线,感应电动势为零,磁通量的变化率为零,但穿过线圈平面的磁通量最大。
高考物理新电磁学知识点之交变电流知识点训练含答案

高考物理新电磁学知识点之交变电流知识点训练含答案一、选择题1.如图所示,变压器输入有效值恒定的电压,副线圈匝数可调,输出电压通过输电线送给用户(电灯等用电器),R 表示输电线的电阻,则( )A .用电器增加时,变压器输出电压增大B .要提高用户的电压,滑动触头P 应向下滑C .用电器增加时,输电线的热损耗减少D .用电器增加时,变压器的输入功率增加2.图甲是某燃气炉点火装置的原理图转换器能将电压恒为3V 的直流电压转换转为如图乙所示的正弦交变电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原副线圈的匝数分别为n 1、n 2。
当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。
以下判断正确的是( )A .电压表的示数等于3VB .电压表的示数等于10VC .实现点火的条件之一是121500n n < D .实现点火的条件是钢针和金属板紧密接触3.如图所示,一理想变压器的原、副线圈匝数之比为12:55:1n n =,原线圈接入电压2202sin100u tV π=的交流电源,图中电表均为理想电表,闭合开关后,当滑动变阻器的滑动触头P 从最上端滑到最下端的过程中,下列说法正确的是( )t=时,电压表的示数为0A.副线圈中交变电流的频率为100Hz B.0C.电流表的示数先变小后变大D.电流表的示数先变大后变小4.如图所示,两种情况下变压器灯泡L2、L3的功率均为P,且L1、L2、L3为相同的灯泡,匝数比为,则图(a)中L1的功率和图(b)中L1的功率分别为( )A.P、P B.9P、C.、9P D.、9P5.有一种自行车,它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机,其原理示意图如图甲所示,图中N,S是一对固定的磁极,磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈,转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩擦轮.如图乙所示,当车轮转动时,因摩擦而带动摩擦轮转动,从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电.关于此装置,下列说法正确的是()A.自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电B.小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关C.知道摩擦轮与后轮的半径,就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数D.线圈匝数越多,穿过线圈的磁通量的变化率越大6.如图,一理想变压器原副线圈的匝数比为1:2;副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220V,额定功率为22W;原线圈电路中接有电压表和电流表.现闭合开关,灯泡正常发光.若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则A.U=110V,I=0.2A B.U=110V,I=0.05AC.2V,I=0.2A D.2V,2A7.如图所示,一个N匝矩形闭合线圈,总电阻为R,在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO'以恒定的角速度ω转动,线圈产生的电动势的最大值为m E,从线圈平面与磁感线平行时开始计时,则()A .线圈电动势的瞬时值表达式为m sin e E t ω=B .当线圈转过2π时,磁通量的变化率达到最大值C .穿过线圈的磁通量的最大值为m E ωD .线圈转动一周产生的热量为2mE R πω8.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,能正确反映其工作原理的是( )A .B .C .D .9.下列关于交流电路的说法错误的是( )A .电容器的击穿电压为交流电压的最大值B .电路中电流表的示数为电流的有效值C .教室内日光灯的额定电压为电压的有效值D .电路中保险丝的熔断电流为电流的最大值10.如图所示,N 匝矩形导线框以角速度ω绕对称轴OO '匀速转动,线框面积为S ,线框电阻、电感均不计,在OO '左侧有磁感应强度为B 的匀强磁场,外电路接有电阻R ,理想电流表A ,则:( )A .从图示时刻起,线框产生的瞬时电动势为sin e NB S t ωω=B .交流电流表的示数24I NBS R ω=C .R 两端电压的有效值2U NBS ω=D .一个周期内R 的发热量()2NBS Q R πω=11.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为12:10:1n n =,a 、b 两点间的电压为2202u = sin100V πt (),R 为可变电阻,P 为额定电流1A 、用铅锑合金制成的保险丝.为使保险丝中的电流不超过1A ,可变电阻R 连入电路的最小阻值是( )A .2.2ΩB .2.22ΩC .22ΩD .222Ω12.如图所示,面积为S 、匝数为N 的矩形线框在磁感应强度为B 的匀强磁场中,绕垂直于磁感线的轴OO ′匀速转动,通过滑环向理想变压器供电,灯泡L 1、L 2、L 3均正常发光.已知L 1、L 2、L 3的额定功率均为P ,额定电流均为I ,线框及导线电阻不计,则( )A .理想变压器原副线圈的匝数比为1:2B .图示位置时穿过线框的磁通量变化率为零C .若灯L 1烧断,灯泡L 3将变暗D .线框转动的角速度为2P NBSI13.如图所示,有一半径为1m L =、圆心为О的金属圆环,Oa 为长度也为L 的铜棒,两者电阻均不计且接触良好。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
,>;1.交变电流产生((b)、(c)、((d)为直流其中((二)、正弦交流的产生及变化规律。
】(1)、产生:当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,线圈中产生的交流是随时间按正弦规律产生: 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动而产生的描述瞬时值:I=I m sinωt峰值:I m= nsBω/R有效值:2/mII=周期和频率的关系:T=1/f~图像:正弦曲线电感对交变电流的作用:通直流、阻交流,通低频、阻高频应用~交变电流电容对交变电流的作用:通交流、阻直流,通高频、阻低频>变压器变流比:,电能的输送原理:电磁感应变压比:U1/U2=n1/n2只有一个副线圈:I1/I2=n2/n1有多个副线圈:I1n1= I2n2= I3n3=……功率损失:线损R)UP(P2=电压损失:线损RUPU=远距离输电方式:高压输电变化的。
即正弦交流。
(2)、中性面:匀速旋转的线圈,位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。
这一位置穿过线圈的磁通量最大,但切割边都未切割磁感线,或者说这时线圈的磁通量变化率为零,线圈中无感应电动势。
(3)、规律:从中性面开始计时,则e=NBS ωsin ωt 。
用εm 表示峰值NBS ω则e=εm sin ωt 在纯电阻电路中,电流I=RR e mε=sin ωt=I m sin ωt ,电压u=U m sin ωt 。
2、表征交变电流大小物理量(1)瞬时值:对应某一时刻的交流的值 用小写字母x 表示,e i u (2)峰值:即最大的瞬时值。
大写字母表示,U m Im εm εm = nsB ω Im =εm / R注意:线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时,所产生感应电动势的峰值为εm =NBS ω,即仅由匝数N ,线圈面积S ,磁感强度B 和角速度ω四个量决定。
与轴的具体位置,线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的。
'(3)有效值:a 、意义:描述交流电做功或热效应的物理量b 、定义:跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。
c 、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε=2m ε I=2m IU=2m U 。
注意:正弦交流的有效值和峰值之间具有ε=2mε,U=22m m I I U =的关系,非正弦(或余弦)交流无此关系,但可按有效值的定义进行推导,如对于正负半周最大值相等的方波电流,其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的,因而其有效值即等于其最大值。
即I=I m 。
e 、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值;交流电流表和交流电压表的读数是有效值。
对于交流电若没有特殊说明的均指有效值。
f 、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。
(4)峰值、有效值、平均值在应用上的区别。
|峰值是交流变化中的某一瞬时值,对纯电阻电路来说,没有什么应用意义。
若对含电容电路,在判断电容器是否会被击穿时,则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值。
交流的有效值是按热效应来定义的,对于一个确定的交流来说,其有效值是一定的。
而平均值是由公式tn∆∆Φ=ε确定的,其值大小由某段时间磁通量的变化量来决定,在不同的时间段里是不相同的。
如对正弦交流,其正半周或负半周的平均电动势大小 为πωεnBs T Bs n 222=⋅=,而一周期内的平均电动势却为零。
在计算交流通过电阻产生的热功率时,只能用有效值,而不能用平均值。
在计算通过导体的电量时,只能用平均值,而不能用有效值。
在实际应用中,交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值,交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是有效值,解题中,若题示不加特别说明,提到的电流、电压、电动势时,都是指有效值。
(5)、表征交变电流变化快慢的物理量a 、周期T :电流完成一次周期性变化所用的时间。
单位:s .b 、频率f :一秒内完成周期性变化的次数。
单位:HZ .c 】d 、角速度、频率、周期,的关系ω=2πf=Tπ2(6)、疑难辨析始计时,t=0时,磁通量为零,此刻变化率最大(切线斜率最大),因此从中性面开始计时,感应电动势的瞬时表达式是正弦函数,如上图17-2所示分别是φ=φm cos ωt 和e=εm sin ωt 。
3、变压器(1)变压器的构造: 原线圈、 副线圈、 铁心 (2).变压器的工作原理在原、副线圈上由于有交变电流而发生的互相感应现象,叫做互感现象,互感现象是变压器工作的基础。
](3).理想变压器:磁通量全部集中在铁心内,变压器没有能量损失,输入功率等于输出功率。
(4).理想变压器电压跟匝数的关系:U 1/U 2= n 1/n 2图17-2说明:对理想变压器各线圈上电压与匝数成正比的关系,不仅适用于原、副圈只有一个的情况,而且适用于多个副线圈的情况。
即有332211n U n U n U ===……。
这是因为理想变压器的磁通量全部集中在铁心内。
因此穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的,每匝线圈产生相同的电动势,因此每组线圈的电动势与匝数成正比。
在线圈内阻不计的情况下,每组线圈两端的电压即等于电动势,故每组电压都与匝数成正比。
(5)理想变压器电流跟匝数的关系I 1/I 2= n 2/n 1 (适用于只有一个副线圈的变压器)说明:原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的情况,一旦有多个副线圈时,反比关系即不适用了,可根据输入功率与输出功率相等的关系推导出:U 1I 1= U 2I 2+ U 3I 3+U 4I 4+……再根据U 2=12n n U 1 U 3=13n n U 1 U 4=14n nU 4……可得出: n 1I 1=n 2I 2+ n 3I 3+ n 4I 4+……:(6).注意事项(1)当变压器原副线圈匝数比(21n n )确定以后,其输出电压U 2是由输入电压U 1决定的(即U 2=12n nU 1)但若副线圈上没有负载 , 副线圈电流为零输出功率为零 , 则输入 功率为零,原线圈电流也为零,只有副线圈接入一定负载,有了一定的电流,即有了一定的输出功率,原线圈上才有了相应的电流(I 1=12n n I 2),同时有了相等的输入功率,(P 入=P 出)所以说:变压器上的电压是由原线圈决定的,而电流和功率是由副线圈上的负载来决定的。
4、电能的输送(1)输送电能的过程:输送电能的过程如下所示:发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位。
(2). 高压输电的道理思路:输电→导线(电阻)→发热→损失电能→减小损失。
输电要用导线,导线当然有电阻,如果导线很短,电阻很小可忽略,而远距离输电时,导线很长,电阻大不能忽略。
电流通过很长的导线要发出大量的热,所以,输电时,必须设法减小导线发热损失。
由焦耳定律Q=I 2Rt ,减小发热Q 有以下三种方法:一是减小输电时间t ,二是减小输电线电阻R ,三是减小输电电流I 。
第一种方法等于停电,没有实际价值。
第二种方法从材料、长度、粗细三方面来说都有实际困难。
适用的超导材料还没有研究出来。
排除了前面两种方法,就只能考虑第三种方法了。
从焦耳定律公式Q=I 2Rt 可以看出,第三种办法是很有效的:电流减小一半,损失的电能就降为原来的四分之一。
所以说要减小电能的损失,必须减小输电电流。
但从另一方面讲,输电就是要输送电能,输送的功率必须足够大,才有实际意义。
<根据公式P=UI ,要使输电电流I 减小,而输送功率P 不变(足够大),就必须提高输电电压U 。
所以说通过高压输电可以保证在输送功率不变,减小输电电流来减小输送电的电能损失。
(3) 变压器能把交流电的电压升高(或降低)在发电站都要安装用来升压的变压器,实现高压输电。
但是我们用户使用的是低压电,所以在用户附近又要安装降压的变压器。
一是为了安全,二是用电器只能用低电压。
例1、交流发电机在工作时产生的电压流表示式为sin m u U t ω=,保持其他条件不变,使该线圈的转速和匝数同时增加一倍,则此时电压流的变化规律变为( )A .2sin 2m U t ωB .4sin 2m U t ωC .2sin m U t ωD .sin m U t ω点拨:式的记忆。
^例2、如图17-4正弦交流电的最大值是有效值的2倍的关系,直接得出有效值,而对此题由于正负半周最大值不同,就无从下手。
应该注意到在一个周期内前半周期和后半周期的有效值是可求的,再根据有效值的定义,选择一个周期的时间,利用在相同时间内通过相同的电阻所产生的热量相同,从焦耳定律求得。
I 2R ·T=I 12R ·2T + I 22R ·2T 即I 2=(2)22·21+(24)2·21解得 I=5A、例3、如图17-5所示,在匀强磁场中有一个“”形导线框可绕AB 轴转动,已知匀强磁场的磁感强度B=π25T ,线框的CD 边长为20cm 、CE 、DF 长均为10cm ,转速为50r/s ,若从图示位置开始计时(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式。
(2)若线框电阻r=3Ω,再将AB 两端接“6V ,12W ”灯泡,小灯泡能否正常发光若不能,小灯泡实际功率多大解析:(1 ω=2 εm (2首先求出交流电动势有效值ε=2mε=10(V )此后即可看成 @恒定电流电路,如图15-5 所示,显然由于R=r,2ε=灯u =5v ,小于额定电压,不能正常发光。
其实际功率是p=3253522==R U =(w) 计算公式。
例4、如图17-7所示,理想变压器铁芯上绕有A 、B 、C 三个线圈,匝数比为n A :n B :n C 在线圈B 和C 的两端各接一个相同的电阻R ,当线圈A A 2的示数为I 0,则交流电表A 1的读数为_______________I 0 。
解析:此题如果轻易用电流强度与匝数成反比的关系来解,即ABB A n n I I =得出I A =再根据R 相等的条件求出C 组电流,由B C B C n n U U =和RUI c c =,得I C = .此后利用关系式 n A I A =n B n B +n C n C 即 4I A =2I 0+1× 得I A =点拨:此题为一个简单计算题。
考查的是对变压器工作规律的一个理解。
—例5、将电阻R 1和R 2如下图17-10甲所示接在变压器上,变压器原线圈接在电压恒为U 的交流电源上,R 1和R 2上的电功率之比为2:1,若其它条件不变,只将R 1和R 2改成如图乙接法,R 1和R 2上的功率之比为1:8。
若甲图中原线圈电流为I 1解析:(1 U 2=12n n 乙图中R 1和R 2即 8⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛1212R U n n 联列(1)式和(32n 2—(2)设甲图中输出功率为P 1,则P 1=(U n n n 132+)2/(R 1+R 2)设乙图中输出 功率为P 2,则P 2=(U n n 12)2/R 1+(U n n 13)2/R 2 以R 1=2R 2,n 3=2n 2代入,可得:3221=P P 。