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1、交变电流第一课时：交变电流的产生描述交变电流的物理量 一、知识要点：1交变电流的产生：，【从中性面开始】中性面、线圈通过中性面时：转动一周线圈两次通过中性面，故一周里线圈中电流方向改变两次2交变电流的最大值与有效值，周期与频率：正弦交流电的最大值：与有效值的关系是：，对于非正弦电流以上关系不成立。通常所说交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指有效值.用电器上所标电压、电流值也是指有效值。在计算交流电通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时，只能用有效值。3电阻、电感和电容对交变电流的作用，感抗和容抗。感抗表示电感对交变电流的阻碍作用，其特点是“通直流，阻交流”、“通低频，阻高频
2、”。容抗表示电容对交变电流的阻碍作用，其特点是“通交流，隔直流”、“通高频，阻低频”。二、例题分析：1一个矩形线框的面积为S ，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则：【】A线框交变电动势的最大值为nBSB线框交变电动势的有效值为nBSC从开始转动经过1/4周期，线框中的平均感应电动势为2nBSD感应电动势瞬时值为e = 2nBSsin2nt2关于交流电的有效值和最大值，下列说法正确的是：【】A任何形式的交变电流的有效值和最大值都有关系U = Um/B只有正弦式电流才有U = Um/的关系C照明电压220V 、动力电压380V，指的都是交变电流的有
3、效值D交流电压表和电流表测量的都是交变电流的有效值3电学元件的正确使用，对电路安全工作起着重要作用。某电解电容器上标有“25V ，450F”字样，下列说法中正确的是：【 】A此电容器在交流、直流电路25V的电压时都能正常工作B此电容器只有在不超过25V的直流电压下才能正常工作C当工作电压是直流25V时，电容才是450FC1C2D若此电容器在交流电压下工作，交流电压的最大值不能超过25V4左右两个电路都是从左端输入信号，从右端输出信号。左图中输入的是高频、低频混合的交流信号，要求只输出低频信号；右图中输入的是直流和低频交流的混合信号，要求只输出低频交流信号。那么C1、C2中哪个该用大电容？哪个该
4、用小电容？ 5在电工和电子技术中使用的扼流圈有两种：低频扼流圈和高频扼流圈。它们的区别在于： A低频扼流圈的自感系数较大 【】B高频扼流圈的自感系数较大C低频扼流圈的能有效地阻碍低频交变电流，但不能阻碍高频交变电流D高频扼流圈的能有效地阻碍高频交变电流，但不能阻碍低频交变电流6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。7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，线圈内电阻为r，外电路电阻为R。当线圈由图中实线位置匀速转动90到达虚线位置过程中，求：通过R的电荷量q为多少？R上产生电热QR为多少？外力做的功W为多少？8有一正弦
5、交流电源，电压有效值U=120V，频率为f=50Hz向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0=60V，试估算在一个小时内，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？9如图所示，匀强磁场的磁感强度B = 0.1T ，矩形线圈的匝数N = 100匝，边长ab= 0.2m ，bc= 0.5m ，转动角速度= 100rad/s ，转轴在正中间。试求：（1）从图示位置开始计时，该线圈电动势的瞬时表达式；（2）当转轴移动至ab边（其它条件不变），再求电动势的瞬时表达式；第二课时：变压器一、知识要点：1理想变压器的构造、作用、原理及特征构造：原理：其工作原理是利用了电磁感应现象
6、只能改变交变电压2理想变压器规律：由电磁感应定律有：，理想条件：忽略原、副线圈内阻，有U1E1 ，U2E2 忽略铁心漏磁，穿过原、副线圈的磁通量都相等，又有12当只有一个副线圈工作时，才有：输入功率由输出功率决定，忽略变压器自身的能量损失，有：P1P2 P1I1U1、P2I2U2 电压变化规律为二、例题分析：1一台理想变压器变压比为201，原线圈接入220V电压时，将副线圈拆去18匝，输出电压为8V，则变压器原圈匝数应为：【 】A495匝 B1320匝 C2640匝 D990匝11222如图所示，理想变压器给负载供电。变压器输入电压不变。如果负载电阻的滑动触片向上移动，则图中所有电表读数及输入
7、功率变化情况正确的是：【 】AV1、V2不变，A1增大，A2减少，P增大BV1、V2不变，A1、A2增大，P增大CV1、V2不变，A1、A2减小，P减小DV1不变，V2增大，A1减小，A2增大，P减小AAAA零线火线火线零线零线火线零线火线A B C D3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，能正确反应其工作原理的是：【 】 4如图，为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则【 】A保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大B保持U1及P的位置不变，K由b合
8、到a时，R消耗的功率减小C保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大D保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将增大5如图所示，理想变压器的输入端接正弦交流电，副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2；输电线的等效电阻为R，开始时，电键K断开。当K接通时，以下说法中正确的是：【 】A副线圈的两端M、N的输出电压减小B副线圈输电线等效电阻R上的电压增大C通过灯泡L1的电流减小D原线圈中的电流增大6如图所示，在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在图示变压器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
9、N2=21，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 VB当线圈1输入电压220 V时，线圈2输出电压为55 VC当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压为220 VD当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压为110 V7如图（a）、（b）所示，当图中a、b两端与e、f两端分别加上220 V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110 V。若分别在c、d两端与g、h两端加上110 V的交流电压，则a、b与e、f间的电压为：【 】A220 V，220 V B220 V，110 VC110 V，110 V D220 V，08在某交流电路中，有
10、一正在工作的变压器，原、副线圈匝数分别为n1=600，n2=120，电源电压U1=220 V，原线圈中串联一个0.2 A的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则：【 】A负载功率不能超过44 WB副线圈电流最大值不能超过1 AC副线圈电流有效值不能超过1 AD副线圈电流有效值不能超过0.2 A RP0vmA9如图所示，理想变压器的输出端接有一电动机，电动机线圈的电阻为R，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升。若变压器的输出功率为P0，则电流表的读数应等于多少？n2 Ln3 R220Vn110理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为n1=1760匝、n2=288匝、n3=8000匝，电源电压
11、为U1=220V。n2上连接的灯泡的实际功率为36W，测得初级线圈的电流为I1=0.3A，求通过n3的负载R的电流I3。第三课时：变压器及电能的输送一、知识要点：1高压输电的意义：2远距离输电的原理图：（1）功率之间的关系是：P1=P1/，P2=P2/，P1/=P线P2（2）电压之间的关系是：（3）电流之间的关系是：二、例题分析：1用U1=U和U2=KU两种电压输送电能，若输送功率相同，在输电线上损失的功率也相同，导线长度和材料还相同，则在这两种情况下导线的横截面积之比S1S2为：【 】AK1 B1K CK21 D1K22输电线电阻率为，横截面积为S，总长度为L输电线损耗的电功率为p，用户得到
12、的电功率为P用。若输送的电功率为P，输电电压为U，则P、P用的关系式正确的是：【 】A B C D3远距离输送一定功率的交流电，若输送电压升高为原来的n倍，关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是：【 】A输电线上的电功率损失是原来的1/n B输电线上的电功率损失是原来的1/n2C输电线上的电压损失是原来的1/n D输电线上的电压损失是原来的n倍4发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 。若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：（1）画出输电线路的示意图并求输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比。（2）用户得到的电功
13、率是多少？三、巩固练习：1发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电导线总电阻为R，通过导线的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电线上损耗的功率可表示为：【 】A B C D2输电线的电阻为r，输送的电功率为P，输电电压为U，则用户得到的功率为：【 】AP B C D3一台交流发电机，输出功率为40kW，输出电压是400V，输电线的总电阻是0.5，输电线上功率损失是_kW，用户得到的功率是_kW。R4学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1，升压变压器匝数比为14，降压变压器的匝数比为41，输电线的总电阻为R=4，全校22个教室，每个教室用“220V，40W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则：发电机的输出功率多大？发电机的电动势多大？输电线上损耗的电功率多大？5为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染而大力发展水电站。三峡水利工程中某一水电站发电机组设计为：水以v1=3m/s的速度流入水轮机后以v2=1m/s的速度流出，流出水位比流入的水位低10m，水流量为Q=10m3/s，水轮机效率为75，发电机效率为80，求：（1）发电机组的输出电功率是多少？（2）如果发电机输出电压为240V，用户需电压220V，输电线路中能量损失为5，输电线电阻为104/3，那么所需升降变压器的原副线圈匝数比分别是多少？（g取10m/s2）
