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1、交流电 电磁振荡 电磁波,制作：施铭华,高中物理专题讲座,知识网络,产生,描述,输送,瞬时值 最大值 有效值,周期频率,图像,变压器,远距离输电,产生,交流电的产生,1. 交流电的产生:线圈在磁场中转动；2. 交变电流的变化规律：e=Emsint=NBSsint(Em最大值，=2f f频率)3. 交流电的有效值： 各种交流电器上所标的额定电压、电流均指有效值; 交流电表的示数全为有效值; 电器元件（如电容）的击穿电压（耐压值）指的是最大值，但保险丝熔断电流为有效值 ;求解交流电产生的热量问题时，必须用有效值，不能用平均值;若计算通过电路某一截面的电量，需用电流的平均值。,了解交变电流的产生,1
2、、在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd，匝数N，绕轴oo以角速度逆时针转动，oo与磁感应强度B垂直，并通过线圈ad、bc的中点，线圈通过滑环与电阻为R的外电路相连。已知ab=cd=L1，bc=ad=L2, 下面叙述正确的是： A.线圈处在中性面（线圈平面与磁感线垂直的位置）时，磁通量最大，而线圈中的电流为零B.线圈从中性面开始转过1/4周的过程中，产生的平均感应电动势为NBL1L2C.线圈平面与磁感线的夹角为600时，感应电动势为NBL1L2/2D.电流表的示数为NBL1L2/(R+r),AC,2、如图所示，矩形线圈abcd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
3、的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时 A.线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流 B.线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势 C.线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是abcd D.线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力,绕P1轴转动：E1=BLcdLad=BS I1=BS/R电流方向：adcbdc边受力F1=BI1Ldc,绕P2轴转动： E2=2BLcdLad/2=BS I2=BS/R E1=E2,I1=I2 电流方向：adcbdc边受力F2=BI2LdcF1=F2,A,了解交变电流的产生,了解交变电流的产生,3、 在匀强磁场中的
4、矩形线圈从线框平面与磁场垂直的位置开始匀速转动，下列图象正确的的是： ,A,4、如图所示，一根通有交变电流i=Imsint 的长直导线与一个不通电的闭合矩形线圈在同一个水平面内，若线圈所受磁场力的合力方向背离直导线，则交变电流必处于每个周期内的 A. 第一个1/4周期内 B. 第二个1/4周期内 C. 第三个1/4周期内 D. 第四个1/4周期内,线圈受力背离直导线，线圈的ab边中必须通有与直导线反方向的电流。,电流i逐渐增大，穿过线圈的磁场增强，ab边中电流与直导线中电流反向。,AC,熟悉交变电流的变化规律,5、一交变电流电压表达式为u=20sin314tV，则 A.交流电压的最大值为Um=
5、20VB. 交流电压的有效值为U=20VC.交流电的频率为50HzD.将此交流电接在电阻为10的灯泡上，则串联在电路中的电流表读数为2A,电压的有效值为,电流表读数为,A,C,掌握表征交变电流的物理量,6、把有效值U0=10V的直流电压加在阻值为R的电阻上，其发热功率跟另一个交变电压加在阻值为R/2的电阻上相同，则这个交流电压的最大值为 ,分析：发热功率相同,这个交流电压的最大值为,A,加深对有效值的理解,注意区分最大值与有效值,7、A、B两电炉的电阻值相等，把A和B两电炉分别接到如图所示的方形波交变电压和正弦波交变电压下，两种电压的周期和最大值都相等，则 A. 用电压表测量, A电炉两端电压
6、大 B. 用电压表测量A、B两电炉两端电压一样大C. 两电炉消耗的电功率之比PA:PB=2:1 D. 两电炉消耗的电功率之比PA:PB=1:1,AC,T/2,T/2,T,T,电压表测的是有效值,8、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。当线圈由线圈平面与磁场平行的位置匀速转动90的过程中，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？,分析：计算电荷量q应该用电流的平均值 ：,求电热应该用有效值,外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化为内能，即放出电热。
7、,注意区分平均值与有效值,9、一般的日光灯，当加在它两端的电压增大到u1=200V的时候就能发光，发光后如果电压降低到u2=121.3V就会熄灭如果日光灯是接在电压U=220V、频率f=50Hz的交流电路里，试计算日光灯每次发光延续的时间,u1=Umsint1 u2=Umsint2t1=0.11T t2=0.44T,每次发光延续的时间t=t2-t1=0.33T=0.330.02s=6.5210-3s,注意区分瞬时值与有效值,注意区分瞬时值与有效值,10、一交流电路中的电流变化规律为i = Imsint已知在t=T/8时，i =10A，那么串联在电路中的电流表的示数是 A. 14.2A B. 1
8、0A C. 0 D.指针来回摆动，无固定读数,电流表的示数表示的是电流的有效值,B,变压器 远距离输电,1. 变压器：工作原理: 利用互感现象;能量转换方式：原线圈电能磁场能副线圈电能;电压比U1:U2=n1:n2 ,电流比:P入=P出 I1:I2=n2:n1 负载对原线圈的影响：副线圈负载增加（接入用电器增多）流过副线圈电流增加副线圈的输出功率增加原线圈输入功率增加原线圈输入电流增大。2.远距离输电：主要问题：电流的热效应导致电能转化为热能(能量损失). 解决方法：采用高压输电 . 记熟两个基本关系式：(1)电压关系:U升=U降+U=U降+IR线 ，(2)能量关系: P出=IU升=P损+P降
9、=I2R线+IU降,11、一台理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，两个副线圈的匝数分别是n2=60匝，n3=600匝，若通过两个副线圈中的电流强度分别是I2=1 A，I3=4 A，求原线圈中的电流强度.,分析：由于理想变压器无能量损失： P1=P2+P3 I1U1=I2U2+I3U3 U2=n2U1/n1 U3=n3U1/n1 得：I1n1=I2n2+I3n3,了解理想变压器的工作原理,了解理想变压器的工作原理,12、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数n1n2n3=321, 副线圈上接有“8 V，8 W”的灯泡L1、L2，副线圈上接有“6 V，9 W”的灯泡L3、L4，原线圈上接有电阻R1=
10、3 ，当a、b两端接交变电源后，L1、L2正常发光，则交变电源的输出功率为 A.24 W B.34 W C.36 W D.72 W,C,原线圈电压,副线圈电压,灯L3、L3功率,13、如图，为一理想变压器，s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，s 由a合到b 时，I1将增大B.保持U1及P的位置不变，s 由b合到a 时，R消耗的功率减小C.保持U1不变，s合在a处，使P上滑，I1将增大D.保持P的位置不变，s合在a 处，若U1增大，I1将增大,ABD,s由a合到b时, n1由U1/U2=n1/n2, U
11、2P2P1=P2, 又P1I1,P上滑时，R,P2=U22/R,P2P1I1,U1U2I2I1,s由b合到a 时，与上述情况相反，P2,13、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s 断开.当s 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,BCD,电压比负载的改变不影响原副线圈的电压比,s 接通，R并 R1R上的电压增大，灯两端电压减小。,s 接通，R总副线圈的电流I2I2U2=I1U1I1,14、一个
12、变压器（可视为理想变压器）的原线圈接在220V的电源上，向额定电压为1.80104V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保险丝，使副线圈电路中电流超过12 =12mA时，保险丝就熔断。求：保险丝的熔断电流是多大？,理想变压器输出功率P2=I2U2 =1210-31.80104W=216W,P1=P2保险丝的熔断电流是I1=P1/U1=（216/220）A=0.98A,15、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
13、的电压为 A.220 V，220 V B.220 V，110 VC.110 V，110 V D.220 V，0,B,16、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N1N2=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 V,220V,110V,
14、BD,17、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 ,电流互感器要把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少，副线圈的匝数多。,监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中。,A,18、如图所示，L1和L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器。若已知变压比为1000:1，变流比为100:1，并且知道电压表示数为220V，电流表示数为10A，则输电线的输送功率为 A.2.2103W B.2.2102W C.2.2108W D.2.2104W,输电电压为：U1=220103V=2.2105V,输电电流为：I1=10102A=103A,
