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1、B/XIO-3!周末辅导(1)交流电专题1会用有效值的定义求其大小例 1 一个边长为 6 cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面 与磁场垂直，电阻为0.36 Q .磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示. 则线框中感应电流的有效值为()B. ： c x例2.如图所示，线圈abed的面积是0.05m2,共100匝，线圈电阻为1Q，外接电1阻R=9Q，匀强磁场的磁感强度为B = T，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，兀求：电路中电压表和电流表的示数各是多少？3. 热量和电量的求解0求热量必须用电压、电流的有效值来计算，求电量时只能用电流的平均值计算。”例3.如图所示，边长为a的单匝
2、正方形线圈在磁感强度为B的匀强磁场中，以00边为 |丫轴匀速转动，角速度为3,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2的过程中产生的热量Q。(2) 线圈从图示位置转过|的过程中通过线圈某截面的电量q。4. 会判断原线圈、副线圈的电压U、电流I、功率P的制约关系例4.如图所示，通过降压变压器将220 V交流电降为36V供两灯使用，降为24V供仪器中的加热电炉使用.如 果变压器为理想变压器.求：(1) 若气=96匝，气的匝数；(2) 先合上K3，再合上屯时，各电表读数的变化；(3) 若断开k3时A卖数减少220 mA,此时加热电炉的功率；（4）当K、K、K全部断开时，A
3、, V的读数.变式练习：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，贝U（）A. 保持U及P的位置不变，K由a合到b时，I将增大B. 保持U及P的位置不变，K由b合到a时，R消耗的功率减小C. 保持U不变，K合在a处，使P上滑，I将增大D. 保持P的位置不变，K合在a处，若U增大，I将增大5会处理远距离输电问题例5. 一条河流，流量Q=2X103m3/s,落差h=5m,现利用其发电，若发电机总效率为50%,输出电压为240 V, 输电线路总电阻R=30Q，允许损失功率为发电机输出功率的6%,为满足用电的要求，使用户获得
4、220 V电压， 则该输电线路所使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220V、100W”的电灯正常发光？练习1. （06四川）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20： 1,原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220V,60 W”灯泡一只，且灯光正常发光。则（）一3迈A. 电流表的示数为莎AB.电源输出功率为1 200W3C.电流表的示数为220 AD.原线圈端电压为11 V2. (04天津)一台理想降压变压器从10kV的线路中降压并提供200A的负载电流。已知两个线圈的匝数比为40:1,则变压器的原线圈电流、输出电压及输出功率是()A 5A，250V，50kWB 5A、
5、10kV ，50kWC 200A，250V，50kWD 200A，10kV ，2 103kW3. (04江苏)如图所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的市电上，向额定电压为1.80X 104V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，使副线圈电路中电流超过 12mA时，熔丝就熔断1 )熔丝的熔断电流是多大?(2) 当副线圈电路中电流为10mA时.变压器的输入功率是多大?4. (05北京)正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图1所示的方式连接，R=10Q，交流电压表的示数是10V。交变电源O Q图1图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图象。贝I(A.
6、通过R的电流iR随时间t变化的规律是iRf2 cos100疗t (A)B. 通过R的电流i随时间t变化的规律是i=j3 cos50疗t (V) ._RRIc. R两端的电压u随时间t变化的规律是u=5t：2 COS100疗t (V)R R O LirdD. R两端的电压u随时间t变化的规律是u=5i2 cos50疗t (V) RR5(05广东)钳形电流表的外形和结构如图甲所示。图甲中电流表的读数为1.2A。图乙中用同一电缆线绕了 3匝，贝9()A. 这种电流表能测直流电流，图乙的读数为2.4AB. 这种电流表能测交流电流，图乙的读数为0.4AC. 这种电流表能测交流电流，图乙的读数为3.6AD
7、. 这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图乙的读数为3.6A6.左图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形 如右图所示。此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为 ()A.110VB.156VC.220VD.311V7如图所示，接于理想变压器的四个灯泡规格相同，且全部正常发光，则这三个线圈的匝数比应为（ ）A. 1 ： 2 ： 3；B. 2 ： 3 ： 1C. 3 ： 2 ： 1；D. 2 ： 1 ： 38. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 气：n2=4 : 1.当导体棒l在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表A勺示数是
8、12 mA，则电流表A2的示数为（）C.48 mAD. 与负载 R 的值有关A.3 mAB.09. 如图是高压电网的工作电路示意图，变压器将有效值为 220V 的交流电压变成高压，输送到高压电网，电网 相邻两电极间距离为0.5cm。空气在常温常压下被击穿的临界电场强度为6220V/cm，为防止两电极间空气被击穿而造成短路，变压器的初、次级线圈匝数比气：气应满足什么条件?10. 某发电机的输出功率为10 kW,输出电压为500 V,输电导线总电阻为5 Q,允许输电导线上损失的功 率为总功率的5%,用户所需电压为220 V.设计供电电路，计算升压变压器和降压变压器的匝数比11. 如图所示，一小型旋
9、转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为a,宽度为b匝数为n电阻为r,与 线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻，线圈以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与 磁场方向垂直的对称轴OO匀速转动，沿轴OO方向看去，线圈转动方向沿顺时针.（1）在图中画出线圈经过图示位置时通过电阻R上的感应电流的方向；（2）从图示位置（线圈平面平行于磁场方向）开始计时，经多长时间，通过电阻R上的电流的瞬时值第一次为零?（3）与电阻并联的交流电压表的示数是多少?（4）线圈由图示位置转动T/4的时间内通过电阻R的电荷量是多少?例解析：。3 s内的感应电动势化=护=6 6广X (6X10-2)2 V=0.72
10、X10-5 V，感应电流I1= |=2 X10-5 A；同理可求得35 s内的感应电流I2=3X10-5 A.设感应电流有效值为I,由有效值的定义应有(2X 10-5) 2RX3+ (3X10-5) 2RX2=I2RX5，解得 I= 6 X 10-5 A.答案：B 例2.解析：电动势的最大值E二NBS二100x丄x 0.05 x 2兀300二50(V)兀60E 50电动势的有效值为E = 2 = 逅 =35.4(V)E 35.4电流表的读数1 -齐-苛二3.54(A)电压表的示数U 二 IR 二 3.54 x 9 二 31.86(V)例3解析：(1)线圈转动中感应电动势的峰值E二B(d a2,
11、感应电流的有效值为m打? 2RBw a 2线圈转过兀/2的时间t二4二2W，所以在转动过程中产生的热量为4 2wQ 二 12 Rt =2冗-R -2w冗 B 2Wa 44 R(2)线圈转过兀/2过程中的感应电动势和感应电流的平均值分别为A申Ba 22 Ba 2WE =At 兀/2w兀E 2 B awI =.R兀R所以，在转动过程中流过导体截面的电量为2 Ba 2W 兀 Ba 2q = It =-=.兀R 2w R例 4.解析：(1)变压理的初级和两个次级线圈统在同一绕在同一铁蕊上，铁蕊中磁通量的变化对每匝线圈都是相同的.所以线圈两端的电压与匝数成正比.有= t , n = 2n = x96 =
12、 144匝U n 2 U 324333(2) 合上K、K后，灯L和加热电炉正常工作.再合上K,灯L接通，U、n和n的值不变.故V读数不1 3122113变但L接通后，变压器的输入、输出功率增大故A、A读数增大.2 1 2(3) 断开屯时，A卖数减少200mA，表明输入功率减少，减少值为 P=A IU=0.200X220 = 44W,这一值即 为电炉的功率.(4) 当K、K全部断开时，输出功率为零，A?读数为零.但变压器的初级战线圈接在电源上，它仍在工 作，故 V 读数为 24V.变式练习：解析：K由a合到b时，n减小，由U/U=n/n，可知U增大，P =U 2/R随之增大，而P =P，又P =
13、I U，从1 1 2 1 2 2 2 2 1 2 1 11而I1增大，A正确；K由b合到a时，与上述情况相反，P2将减小，B正确；P上滑时，R增大，P2=U22/R减小，又 P=P，P=IU，从而I减小，C错误；U增大，由U/U=n/n可知，U增大，I =U /R随之增大，由I/I=n/n可1 2 1 1 1 1 1 1 2 1 2 2 2 2 1 2 2 1 知I1也增大，D正确故选项ABD正确.例 5. 解析：按题意画出远距离输电的示意图如图所示，电源端的输出功率=2 x 103 x 10 x 5 x 0.5 = 5 x 104 W输电线上的功率损失化=12 R，所以输电线中电流为P x
14、6%30总R则升压器B的原线圈电压U = U = 204 V，副线圈送电电压为1 1 出P5 x104U =总=5 x 103 V2 I 10240所以升压变压器的变压比为n : n = U ： U = 6： 12512125 x 103输电线上电压的损耗AU = IR = 10 x 30 = 300 V损则降压器B的原线圈的电压U = U -AU = 5x 103V-300V = 4700V212损据题意知， U =220V ，所以降压变压器的匝数比为2n: n = U: U = 4700 = 235： 111 2 1 2 220因为理想变压器没有能量损失，所以可正常发光的电灯盏数为N=练习P - P总 损P灯5 x 104 5 x 104 x 0.06100= 470 盏1C 2A 3解析：设原、副线圈上的电压、电流分别为U1、U I、12 根据理想变压器的输入功率等 于输出功率，有化=1 U2当 I =12 mA 时， I 即为熔断电流代人数据，得 I =098 A2 1 1（2）设副线圈中电流为I =
