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1、高考复习高考复习十六十六.交流电交流电例例 1：给额定功率：给额定功率 60W、额定电压、额定电压 220V 的白炽灯加上如图所的白炽灯加上如图所示的电压，恰使灯正常发光，则所加电压示的电压，恰使灯正常发光，则所加电压 U0的大小约为的大小约为 （ C ） A. 220V B. 310V C. 350V D. 440V解：所加电压的周期为解：所加电压的周期为 20 10 -3s = 8ms设电灯的电阻为设电灯的电阻为 R，加上图示的电压时的功率为，加上图示的电压时的功率为 PL，PLt2 = (U02 /R)t1 +0 (式中式中 t1 = 8ms t2 =20 ms) 由题意由题意 PL=
2、(U02 /R)t1/t2= U额额2 /R =60WU02 = U额额2 t2/t 1 =2202 20/8 =1102 10 U0350V 例例 2:如图是一个理想变压器的电路图，若如图是一个理想变压器的电路图，若 A、B 两点接交流电两点接交流电压压 U 时，五个相同的灯泡均正常发光，则原、副线圈的匝数比为：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 B. 1 : 5 C. 4 : 1 D. 1 : 4U0U/Vt/10 -3s 20802840 4860n1n2UAB解：设灯泡正常发光的电流为解：设灯泡正常发光的电流为 I，则原、副线圈的电流分别
3、为则原、副线圈的电流分别为 I 和和 4I，如图示。，如图示。所以原、副线圈的匝数比为所以原、副线圈的匝数比为 4 : 1例例 3.如图所示，如图所示，abcd 是交流发电机的矩形线圈是交流发电机的矩形线圈, ab=30cm,bc=10cm, 共共 50 匝匝, 它在它在 B=0.8T 的匀强磁场中绕中心轴的匀强磁场中绕中心轴OO顺时针方向匀速转动，转速为顺时针方向匀速转动，转速为 480r/min,线圈的总电阻为线圈的总电阻为 r=1,外外电阻为电阻为 R=3 ,试求试求:1. 若线圈从图示位置开始计时若线圈从图示位置开始计时,沿沿 abcd 流动流动的方向为正方向的方向为正方向,画出交流电
4、流的图象画出交流电流的图象.2. 线圈从图示位置转过线圈从图示位置转过 1/4 转的过程中转的过程中,电阻电阻 R 上产生的热量和通过导线截面上产生的热量和通过导线截面的电量的电量3.电流表和电压表的读数电流表和电压表的读数4.从图示位置转过从图示位置转过 180过程中过程中的平均感应电动势的平均感应电动势解：从中性面开始计时有解：从中性面开始计时有 e=E m sin t ，其中，其中 Em = NB S，abcdBRV A=2n=2 480/60=16， Em = NBS =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注意到从开始转动时产生的感应电
5、流沿 dcbad 方向，与规定方向相方向，与规定方向相反，为负值。反，为负值。i = - Im sin t= -15.1 sin 16t （A）T=2/=1/8 s图线如图示图线如图示2. 有效值为有效值为转过转过 900的过程中电阻的过程中电阻 R 上产生的热量为上产生的热量为Q=I2 R t= I2 R T/4=10.7J 感应电流的平均值为感应电流的平均值为转过转过 900的过程中通过导线横截面的电量为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电流表和电压表的读数I=10.7A4.求求从图示位置转过从图示位置转过 180过程中的平均感应电动势过程中的平均感应电动势3/161/
6、16-15.115.1i / At / s1/8010.7A215.1/2/IImr)(Rt /N r)(REI0.3Cr)(RNBS/r)(R /NtIq32V310.7IRU解：由法拉第电磁感应定律解：由法拉第电磁感应定律例例 4. 如图所示，一个变压器如图所示，一个变压器(可视为理想变压器可视为理想变压器)的原线圈接的原线圈接在在 220V 的市电上，向额定电压为的市电上，向额定电压为 1.80104V 的霓虹灯供电，使它的霓虹灯供电，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路中电流超过 12mA 时
7、，熔丝就熔断时，熔丝就熔断（1）熔丝的熔断电流是多大）熔丝的熔断电流是多大? （2）当副线圈电路中电流为）当副线圈电路中电流为10mA 时变压器的输入功率是多大时变压器的输入功率是多大?解：解：(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为设原、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，有根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有 I1 U1= I2U2当当I2=12 mA 时，时，I1 即为熔断电流代人数据，得即为熔断电流代人数据，得 I1 =0.98 A (2) 设副线圈中电流为设副线圈中电流为 I2 =10 mA 时，变压器的输入功率为时，变压器的输入
8、功率为 P1 根据理想变压器的输入功根据理想变压器的输入功 率等于输出功率，有率等于输出功率，有 P1= I2U2，代人代人数据，得数据，得 P1 =180 W 。练习练习 1.如图所示，有一理想变压器，原线圈匝数为如图所示，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两个副线圈的匝数分别为 n2和和 n3，原副线圈的电压分别为，原副线圈的电压分别为U1、U2、U3，电流分别为，电流分别为 I1、I2、I3，两个副线圈负载电阻，两个副线圈负载电阻的阻值未知，下列结论中，正确的是：的阻值未知，下列结论中，正确的是：( ) (A)U1:U2n1:n2，U2:U3=n2:n3；SNB2
9、2 21BSBSNtNE38.4V60.32E2m熔断器霓虹灯n2n3n1U1(B) I1/I3=n3/n1， I1/I2=n2/n1；(C) I1U1=I2U2I3U3 ； (D) n1I1=n2I2n3I3 。练习练习 2. 如图所示如图所示,一理想变压器的原、副线圈分别由双线圈一理想变压器的原、副线圈分别由双线圈 ab和和 cd(匝数都为匝数都为 n1)、ef 和和 gh(匝数都为匝数都为 n2)组成组成.用用 I1和和 U1表示输入表示输入电流和电压电流和电压,I2和和 U2表示输出电流和电压表示输出电流和电压.在下列在下列 4 种连接法中种连接法中,符合符合关系关系 U1/U2=n1
10、/n2, I1/ I2=n2/n1的有的有( ) (A) b 与与 c 相连相连,以以 a、d 为输入端为输入端;f 与与 g 相连相连,以以 e、h 为输出端为输出端(B) b 与与 c 相连相连,以以 a、d 为输入端为输入端;e 与与 g 相连相连,f 与与 h 相连作为输出端相连作为输出端(C) a 与与 c 相连、相连、b 与与 d 相连作为输入端相连作为输入端; f 与与 g 相连相连,以以 e、h 为输出端为输出端(D) a 与与 c 相连、相连、b 与与 d 相连作为输入端相连作为输入端;e 与与 g 相连相连, f 与与 h 相连作为输出端相连作为输出端练习练习 3. 在远距
11、离输电中，当输送的电功率相同时，则在远距离输电中，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（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，可大大减小损失提高输送电压从而减小输送电流，可大大减小损失 的功的功率率(C)损失的功率与输送电压的二次方成反比损失的功率与输送电压的二次方成反比(D)损失的功率与输电线上的电压降成反比损失的功率与输电线上的电压降成反比练习练习 4. 如图所示，边长为如图所示，边长为 L,电阻为电阻为
12、 R 的单匝正方形线圈的单匝正方形线圈habcdefgabcd，在磁感应强度为，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中的匀强磁场中,以以 cd 边为轴以角速度边为轴以角速度 w 作作匀速转动，转动方向如图匀速转动，转动方向如图, cd 边与磁场方向垂直边与磁场方向垂直.求求: (1)当它从图当它从图示位置转过示位置转过 900的过程中产生的热量的过程中产生的热量(2)当它从图示位置转过当它从图示位置转过 900的过程中通过的过程中通过导线横截面的电量导线横截面的电量(3) ts 内外界驱动线圈所做的功内外界驱动线圈所做的功( t 2p/)练习练习 5. 有一条河流，河水流量为有一条河流，河水流量为
13、4m 3/s，落差为，落差为 5m，现利用，现利用它来发电，使用的发电机总效率为它来发电，使用的发电机总效率为 50，发电机输出电压为，发电机输出电压为350V，输电线的电阻为，输电线的电阻为 4，允许输电线上损耗功率为发电机输出，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的功率的 5，而用户所需要电压为，而用户所需要电压为 220V，求所用的升压、降压变压，求所用的升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比器上原、副线圈的匝数比g=9.8m/s2练习练习 6、 如图所示如图所示,匀强磁场方向垂直纸面向里匀强磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度磁感应强度B=0.20T,OCA 金属导轨与金属导轨与 OA 金属
14、直导轨分别在金属直导轨分别在 O 点和点和 A 点接一点接一阻值为阻值为 R1 =3.0 和和 R2=6.0 体积可忽略的定值电阻体积可忽略的定值电阻,导轨导轨 OCA 的的曲线方程为曲线方程为 y=1.0sin(/3 x) (m),金属棒金属棒 ab 平行于平行于 y 轴轴, 长为长为1.5m,以速度以速度 v=5.0 m/s 水平向右匀速运动（水平向右匀速运动（b 点始终在点始终在 Ox 轴上）轴上）,设金属棒与导轨接触良好设金属棒与导轨接触良好,摩擦不计摩擦不计,电路中除了电阻电路中除了电阻 R1和和 R2外外,其其余电阻均不计，求：余电阻均不计，求：（1）金属棒在导轨上运动时）金属棒在导轨上运动时 R1的最大功率的最大功率（2）金属棒在导轨上从）金属棒在导轨上从 x=0到到 x=3m 的运动过程中，外力的运动过程中，外力abcdB必须做的功必须做的功练习答案：1.ACD2.AD3.ABC4. Q= B2 L4 4R 电量 q=BL2/R W= B22L4 t / 2R5.n1n2 =U 1U2 =3502800 =18n3n4 =U3U4 =2660220 1216.(1) P1m=1/3 W W=Q= E有2/R并t = 0.5/20.6 = 0.15 J1R2R1A OCx/ my/m1.0ba B3.0
