交变电流单元复习课(修改稿)

从中性面开始计时，通过线圈的磁通量及交流电路中电动 势、电流、路端电压随时间变化如图：
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三、描述交变电流的物理量
1、瞬时值 反映不同时刻交流电的大小和方向 表达式 ωt ωt ωt
我国生活中用的市电电压为220V，其最大值为 2202V31V1
频率为50Hz，电压的瞬时表达式：u=311sin314t（V）
注意：变压器原线圈中磁通量发生变化时，通常在闭
合的“口”字形铁芯中ΔΔΦΦ/Δ/tΔ相t等相；等但；当但遇当到遇“到 ”
型 “变压器”时型有变Δ压Φ1器/Δ时ΔΦ有2/ΔΔΦ3/Δt
⑴不能用算术平均法即：（E12）/2来计算 ⑵在计算感应电量时必须要用平均值 ⑶平均值不等于有效值
★如图所示，求线圈由图示位置转过90°角的 过程中，通过线圈某一横截面的电量（线圈的 面积为S，电阻为R）
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4、有效值 有效值是根据电流的热效应规定的
让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内 产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。
要点再现
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★闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转
动，线圈中产生的交变电动势的瞬时值表达式为
311(314t)V。则此交流电的峰值为
，有效值
为
，周期为
，频率为
。
★交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁
场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，
外电路电阻为R。当线圈由图中位置匀速转动60°。求：
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★如图所示，在绕制变压器时，某人将两个线 圈绕在图示铁芯的左右两个臂上，当通以交流 电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过 另一个线圈，另一半通过中间的臂，已知线圈
1、2的匝数比为N1∶N2=2∶1，在不接负载的情况下（ ）
A．当线圈1输入电压220 V时，线圈2输出电压为110 V B．当线圈1输入电压220 V时，线圈2输出电压为55 V C．当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压为220 V D．当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压为110 V
正弦交流电的有效值跟 最大值之间的关系是：
E Em 2
U Um 2
I Im 2
通常所说的交流电压、电流值，交流电表的测量值，用电器 铭牌上所标数值，计算交流电通过导体产生的热量、发热功 率、保险丝的熔断电流等，都指的是有效值。
★通过某电阻 的周期性交变 电流的图象如 右。求该交流 电的有效值I
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⑴此时发电机的电动势为多少？电路中的电流为多少？R两端
的电压为多少？ ⑵在此过程中通过R的电荷量q为多少？ ⑶ R上产生电热QR为多少？ ⑷外力做的功W为多少？ ⑸发电机的输出功率为多少？
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四、感抗和容抗
1.感抗表示电感对交变电流的阻碍作用 。 XL 2fL
特点：“通直流，阻交流”、“通低频，阻高频”
★如图所示，一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴
匀速转动，则下列说法中正确的是（ ）
A、t=0时刻线圈位于中性面
B、t1时刻，交流电改变方向 C、t2时刻，线圈的交流电动势最大 D、t1-t2时间内，线圈的交流电动势在增大
★交流发电机在工作时的电动势为(ωt)，若将其来自百度文库圈的转速
提高为原来的两倍，则其电动势表达式变为( ）
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2．容抗表示电容对交变电流的阻碍作用 。 X C 2fC
特点 ：“通交流，隔直流”、“通高频，阻低频”
★在图所示的电路中，如果交变电流的频率增
大，1、2和3灯的亮度变化情况是（
）
A．1、2两灯均变亮，3灯变暗
B．1灯变亮，2、3两灯均变暗
C．1、2灯均变暗，3灯亮度不变
D．1灯变暗，2灯变亮，3灯亮度不变
感线垂直位置
L1
开始计时
L2
ωt
ωt
ωt ω
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2、中性面：与磁场方向垂直的平面
特点：①线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁 通量的变化率为零，感应电动势为零； ②线圈平面每次转过中性面时，线圈中感应电流方向 改变一次，线圈转动一周两次通过中性面，故一周里 线圈中电流方向改变两次
3、正弦交流电的图象
估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？为什么人眼不 能感到这种忽明忽暗的现象？
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2、最大值 也叫峰值，它是瞬时值的最大者，它反映的是交 流电大小的变化范围
当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，ωS。
★把一电容器C接在220V的交流电路中，为了保证电容不被击 穿，电容器C的耐压值是多少？
3、平均值 用E感nt 计算得到的为平 电均 动值 势的
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交变电流的产生和描述
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一、交变电流
1、交变电流： 大小和方向都随时间做周期性变化的电流，简称交流电
2、正弦交流电
随时间按正弦规律变化的电流，其图象为正弦或余弦曲线。 二、交变电流的产生
1、产生：闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴线做
匀角速转动时，闭合线圈中就有交流电产生
线圈平面与磁
L2
A、(ω2 )
B、2(ω2)
C、(2ωt)
D、2(2ωt)
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★一个按正弦规律变化的交流电流，如图所 示，根据图像可以知道 A．该交流电流的频率是0.02 B．该交流电流的有效值是0.14A C．该交流电流的瞬时值表示式
为0.200.02 ★D．有一在正8弦(T交是流周电源期，)电时压刻最，大值该1电20V流，的频率大为小50与向一其霓有虹 灯效供值电相，等若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0=60 V，试
变压器、远距离输电
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一、理想变压器 1．理想变压器的构造、作用、原理及特征 构造：两组线圈(原、副线圈)绕在同一个闭合铁芯上构成变压器 作用：在输送电能的过程中改变电压 原理：利用了电磁感应现象 特征：变压器只能改变交变电压 2．理想变压器的理想化条件及其规律 原线圈两端加交变电压U1
电磁感应
E1
n1
1 t
E2
n2
2 t
忽略铁芯
忽略原、副
线圈内阻
(铜损)
中的漏磁 (铁损)
U1＝E1 ，U2＝E2
U 1 n1 U 2 n2
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对理想变压器有：P入出 即：只有一只副线圈时 I1U12U2
I1 n2 I 2 n1
存在多只副线圈时 I1U12U23U3+……
n1I12I23I3+……
注意：⑴变压器的输出电压由输入电压决定； ⑵变压器的输入功率由输出功率决定； ⑶副线圈中所接电阻常称为负载电阻，“负载”则为电 阻消耗的功率。