高中物理课件-交变电流章节复习课件

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A.向下滑动滑片P B.增大交流电源的电压 C. 增大交流电源的频率 D. 减小电容器C 的电容 答案:BC
答案:B
• 09四川理综17.如图甲所示,理想变压器原、副线圈
的匝数比为10:1,R1=20Ω,R2=30Ω,C为电
容器。已知通过R1的正弦交流电如图乙所示,则
A.交流电的频率为0.02Hz B.原线圈输入电压的最大值为200 2 V
A.甲扬声器是高频扬声器 B.C2 的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器 C.L1 的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器 D.L2 的作用是减弱乙扬声器的低频电流
7.边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强 磁场中,以OO’为轴匀速转动,角速度为ω,转轴与 磁场方向垂直,线圈电阻为R,求:
(1)线圈从图示位置转过T/4的过程中产生的热量Q
(1)通过电阻R的电量q;
(2)电阻R上产生的焦耳热Q
q nBS Rr
Q
R(nBS
(R r)2
)2
6.如图所示,线圈的面积是0.05㎡,共有100匝;线 圈电阻为1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感应强 度为B=1/πT,当线圈以300r/min的转速匀速旋转 时,求: (1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中感应 电动势的瞬时表达式;
关,计算电功和热量必须用有效值 ②有效值一般与所取时间的长短有关,在无特别说明时是以一个
周期的时间来确定有效值的. ③交流电压表和电流表通过交流电时,实际上已经由电表内部元
件把交流电变成了等效的直流,所以读出的就是交流的有效值, 并且电表的指针不会忽左忽右地摆动。
注意:电容器的耐压值是交流的最大值。
(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)
四、交流发电机
1、构造 ①用来产生感应电动势的线圈(叫电枢) ②用来产生磁场的磁极
2、种类 ①旋转电枢式发电机(电枢动磁极不动) ②旋转磁极式发电机(磁极动电枢不动) 无论哪种发电机,转动的部分叫转子,不动的部 分叫定子
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:
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__________。
将立体图转化为平面图
1.中性面:垂直磁场方向的平面.
(1)线圈经过中性面时,穿过线圈的磁通量最大 φ=BS,但△φ/△t =0最小,( ab和cd边都不切割 磁感线),线圈中的感应电动势为零.
(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.
2.线圈平行与磁感线时,φ=0,△φ/△t最大,感应电 动势最大。
思考:
在线圈旋转至任何一个非特殊位置时的感应电动势 如何计算?
以线圈从中性面转动为t=0时刻开始计时,经过t时 间
V
e nBs sint
t
V垂直
e E m sin t
三、交变电流的图像和变化规律 1、正弦交变电流的图象
e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
三、交变电流的图像和变化规律
为最大。
复习 1、什么是交流电? 2、正弦式交流电的规律?
从中性面开始计时:
电动势瞬时值表达式:e=Emsinωt 电流瞬时值表达式:i=Imsinωt
从平行面开始计时:
电动势瞬时值表达式:e=Emcosωt 电流瞬时值表达式:i=Imcosωt
a
d
b
c
其中:Em=NBSω=Nφmω
Im=Em/R总
数变化情况是: ( A ) A、A1、A2和V的示数都增大 ~
a A1 S b
A2 VR
B、A1、A2和V的示数都变小
C、A1、A2的示数增大,V的示数变小
D、A1、A2的示数变小,V的示数增大
例2
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,为了减少电能损失, 使用2 kV高压输电,最后用户得到220 V、9.5 kW的电力 求:(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比n1∶n2; (2)输电线路导线电阻R; (3)用户降压变压器原、副线圈匝数比n3∶n4。
(2)线圈转过1/30s时电动势的瞬时值多大;
(3)电路中电压表和电流表示数各是多少。 (4)线圈每转过一周,外力所做的功。
一、电感对交变电流的阻碍作用
1.演示实验 现象:接直流的亮些,接交流的暗些.
交变电流频率越高,灯越暗 结论: 电感对直流电没有阻碍作用对交流电却有
2.感抗
(1)反映电感对交变电流阻碍作用的大小。 (2)影响感抗大小的因素
源自文库
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。
*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。
P
~U
r线 △P
Un11 n2
n3 nU44 U用R用
升压变压器
降压变压器
(09年山东卷)19.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n1,n2。降压变压器 原副线匝数分别为n3、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
解析: Em Ba2
I Im Ba2
2 2R
tT 4 2
Q
I
2 Rt
Ba2
2R
2
R
2
B2a4
4R
(2)线圈从图示位置转过T/4的过程中通过线圈某截 面的电量q
解析:
E
t
Ba2
2
2Ba2
I E 2Ba2 R R
q It 2Ba2 Ba2 R 2 R
4.如图1所示,为电热毯的电路图,电热丝接在 u=311sin100πt V的电源上,电热毯被加热到一 定温度后,通过装置P 使输入电压变为图2所示
2、最大值(峰值):
线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋
转时,电动势最大值:
U/V
Em nBS
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
自感系数越大、交流的频率越高,线圈的 感抗越大。
*具体关系: X L 2fL
3、特性: 通直流、阻交流;通低频、阻高频
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”
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。
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
❖ B.开关接通后,电压表的示数为100 V
❖ C.开关断开后,电压表的示数变大
❖ D.开关断开后,变压器的输出功率不变
❖ 《五年高考》P145 1
例10、如图所示,变压器为理想变压器,初级有
a、b两个接点,次级向负载R供电。三只电表均为
交流电表。S为单刀双掷开关。原来S与a接通时,
各电表均有一示数。当S与b接通后,各电表的示
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
以下几种情况若B、N、S、ω相同,则Em相同:
2.1、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
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。
5.(多选)“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器,它们的 固有频率分别处于高音、低音频段,分别称为高音扬声器和低 音扬声器。音箱要将扩音机送来的 含有不同频率的混合音频电流按高、 低频段分离出来,送往相应的扬声 器,以便使电流所携带的音频信息 按原比例还原成高、低频的机械振 动。图示为音箱的电路图,高、低 频混合电流由 a、b 端输入,L1 和 L2 是线圈,C1 和 C2 是电容器,则( )。
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)
4 t/s
的图像,求此交流的有效值
-4
例4:一交流电压u=15sin100πt (V),将该交流电压 加在一电阻上时,产生的电功率为25W,求该电阻 R的阻值。
7、如图所示,矩形线圈的匝数为n,线圈面积为S, 线圈内阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO’ 轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R。在线圈由 图示位置转过90°的过程中,求:
b
B
d
c
5.2 表征交变电流的物理量
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
1、瞬时值 e NBS sin t
峰值和有效值的意义
1.峰值:最大值在实际中有一定的指导意义,所有使用 交流的用电器,其最大耐值应大于其使用的交流电压的 最大值,电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许 电压的最大值.
2.有效值:交流用电设备上所标的额定电压和额定电流, 是有效值;交流电压表和交流电流表的示数是有效值; 交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值.
C
C.电阻R2的电功率约为6.67W
D.通过R3的电流始终为零
《五年高考》P145 2
❖ 09江苏6.如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数 比为1:5,原线圈两端的交变电压为 u 20 2 sin 100 t V
❖ 氖泡在两端电压达到100V时开始发光,下列说法中
正确的有
AB
❖ A.开关接通后,氖泡的发光频率为100Hz
A. n2 n3 n1 n4
B.n2 n3
n1 n4
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
AD
波形,从而进入保温状态,若电热丝电阻保持 不变,此时交流电压表的读数是 ( B ) A、110V B、156V C、220V D、311V
u/V
P
u
V
311
电热毯 图1
0 0.01 0.02 0.03 0.04 t/s 图2
【2013江苏高考】. 如图所示,理想变压器原线圈接有 交流电源,当副线圈上的滑片P 处于图示位置时,灯 泡L 能发光. 要使灯泡变亮,可以采取的方法是 ()
有效值与平均值不同。在计算交变电流通过导体产生的 焦耳热,做功的电功率以及保险丝的熔断电流时,只能 用交变电流的有效值;在计算通过导体某一截面的电量 时,只能用交变电流的平均值.
(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
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