高中物理20个专题 专题16：交流电.pdf

OO′顺时针方向匀速转动，转速为480r/min,线圈的总电阻为r=1Ω,外电阻为R=3 Ω,试求:
若线圈从图示位置开始计时,沿abcd流动
的方向为正方向,画出交流电流的图象.
线圈从图示位置转过1/4 转的过程中,
电阻R上产生的热量和通过导线截面
的电量
3.电流表和电压表的读数
的升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比．g=9.8m/s2
练习6、 如图所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B=0.20T,OCA金属导轨与OA金属直导轨分别在O点和A点
接一阻值为R1=3.0Ω和R2=6.0 Ω 体积可忽略的定值电阻,导轨OCA的曲线方程为 y=1.0sin(π/3· x) (m),金属棒
4.从图示位置转过180°过程中
的平均感应电动势
解：从中性面开始计时有 e=E m sin ω t ，其中Em=NB ω S，
ω=2πn=2 π ×480/60=16π，∴ Em=NBωS=60.3V，Im=Em /（R+r）=15.1A
注意到从开始转动时产生的感应电流沿dcbad方向，与规定方向相反，为负值。∴i=- Im sinω t=-15.1 sin
解：由法拉第电磁感应定律
例4. 如图所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的市电上，向额定电压为1.80×104V的霓虹灯
供电，使它正常发光．为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA时，熔丝就熔断．
（1）熔丝的熔断电流是多大?
（2）当副线圈电路中电流为10mA时．变压器的输入功率是多大?
(D)损失的功率与输电线上的电压降成反比
练习4. 如图所示，边长为L,电阻为R的单匝正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中,以cd边为轴以角速度
(作匀速转动，转动方向如图, cd边与磁场方向垂直.求:
(1)当它从图示位置转过900的过程中产生的热量
(2)当它从图示位置转过900的过程中通过
I1/I3=n3/n1， I1/I2=n2/n1；
(C) I1U1=I2U2＋I3U3 ；
(D) n1I1=n2I2＋n3I3 。
练习2. 如图所示,一理想变压器的原、副线圈分别由双线圈ab和cd(匝数都为n1)、ef和gh(匝数都为n2)组成.用I1和
U1表示输入电流和电压,I2和U2表示输出电流和电压.在下列4种连接法中,符合关系 U1/U2=n1/n2,
e与g相连, f与h 相连作为输出端
练习3. 在远距离输电中，当输送的电功率相同时，则关于输电导线上损失的功率下列说法正确的是（
）
(A)减小输电导线的电阻可以减小损失的功率，但此种方法很有限.
(B)提高输送电压从而减小输送电流，可大大减小损失 的功率
(C)损失的功率与输送电压的二次方成反比
率等于输出功率，有P1=I2′U2，
代人数据，得 P1=180 W 。
练习1.如图所示，有一理想变压器，原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，原副线圈的电压分别为
U1、U2、U3，电流分别为I1、I2、I3，两个副线圈负载电阻的阻值未知，下列结论中，正确的是：( )
U1:U2＝n1:n2，U2:U3=n2:n3；
交流电
例1：给额定功率60W、额定电压220V的白炽灯加上如图所示的电压，恰使灯正常发光，则所加电压U0的大小约为
（C ）
A. 220V
B. 310V
C. 350V
D. 440V
解：所加电压的周期为 20× 10 -3s=8ms
设电灯的电阻为R，加上图示的电压时的功率为PL，
PLt2=(U02 /R)t1 +0 (式中t1=8ms t2=20 ms)
16πt （A）
T=2π/ω=1/8 s
图线如图示
2. 有效值为
转过900的过程中电阻R上产生的热量为
Q=I2 R t=I2 R T/4=10.7J
感应电流的平均值为
转过900的过程中通过导线横截面的电量为
3.电流表和电压表的读数I=10.7A
求从图示位置转过180°过程中的平均感应电动势
导线横截面的电量
(3) ts内外界驱动线圈所做的功
( t >>2(/ω)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
练习5. 有一条河流，河水流量为4m 3/s，落差为5m，现利用它来发电，使用的发电机总效率为50％，发电机输出
电压为350V，输电线的电阻为4Ω，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的5％，而用户所需要电压为220V，求所用
由题意 PL=(U02 /R)t1/t2=U额2 /R=60W
U02=U额2 t2/t 1=2202 ×20/8=1102 ×10
∴ U0≈350V
例2: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
练习答案：
1.ACD
2.AD
3.ABC
4. Q=π B2 ωL4 ／4R 电量q=BL2/R W=B2ω2L4 t / 2R
5.n1／n2=U 1／U2=350／2800=1／8
n3／n4=U3／U4=2660／220 ≈ 12／1
6.(1) P1m=1/3 W 15.1 -15.1 1/16 3/16 A V R B d c b a B A U n2 n1 60 48 40 28 0 8 20 t/10 -3s U/V U0 i / A t / s 1/8 0 熔断器 霓虹灯 n2 n3 n1 U1 h a b c d e f g a
ab平行于y 轴, 长为1.5m,以速度 v=5.0 m/s 水平向右匀速运动（b点始终在Ox轴上）,设金属棒与导轨接触良好,摩擦
不计,电路中除了电阻R1和R2外,其余电阻均不计，求：
（1）金属棒在导轨上运动时R1的最大功率
（2）金属棒在导轨上从x=0
到x=3m的运动过程中，外力
必须做的功
B. 1 ( 5
C. 4 ( 1
D. 1 ( 4
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
例3.如图所示，abcd是交流发电机的矩形线圈, ab=30cm,bc=10cm, 共50匝, 它在B=0.8T的匀强磁场中绕中心轴
解：(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U1、U2、I1、I2．
根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有 I1 U1=I2U2．当I2=12 mA时，I1 即为熔断电流．代人数据，得
I1=0.98 A
(2) 设副线圈中电流为 I2 ′=10 mA时，变压器的输入功率为P1 根据理想变压器的输入功
W=Q=E有2/R并×t=0.5/2×0.6=0.15 J
b c d B ù R2 R1 A O C x/ m y/m 1.0 b a B 3.0
I1/
I2=n2/n1的有( )
(A) b与c相连,以a、d为输入端;
f与g相连,以e、h为输出端
(B) b与c相连,以a、d为输入端;
e与g相连,f与h相连作为输出端
(C) a与c相连、b与d相连作为输入端;
f与g相连,以e、h为输出端
(D) a与c相连、b与d相连作为输入端;