《2022年交变电流、变压器教案讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年交变电流、变压器教案讲义（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、优秀教案欢迎下载交变电流一、基础知识1. 交变电流（1）交变电流： 大小和方向都随时间做周期性变化的电流，叫做交变电流。（2）正弦式交变电流：上图（ a）按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流。由线圈在匀强磁场里绕垂直于磁场方向的轴匀速转动而产生。（3）周期、频率和角速度的关系：2T2f 。（4）变化规律：规律物理量函数图象磁通量mcos t BScos t电动势eEmsin t nBS sin t电压uUmsin t REmRrsin t电流iImsin t EmRrsin t线圈平面与中性面重合时，SB，最大， t 0，e0，i0，电流方向将发生改变线圈平面与中性面垂直时，SB，0， t
2、最大， e 最大， i 最大，电流方向不改变（5）交变电流的有效值：对于正 ( 余) 弦式交流电，有效值可以利用IIm2，UUm2，EEm2来计算。对于非正 ( 余) 弦式交流电，交变电流的有效值是根据电流通过电阻时产生的热效应定义的，即让交变电流和直流电流通过相同的电阻，在相同的时间里若产生的热量相同，则交变电流( 电压 ) 的有效值就等于这个直流电流 ( 电压 ) 的值， I2RtI12Rt1+I22Rt2+I32Rt3+ ，U2RtU12Rt1+U22Rt2+U32Rt3+，其中 tt1+t2+t3+精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - -
3、-第 1 页，共 16 页优秀教案欢迎下载（6） “四值”的比较：物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值e Emsin ti Imsin t计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值Em nBS ImEmR r讨论电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值EEm2UUm2IIm2适用于正 ( 余) 弦式交变电流(1) 计算与电流的热效应有关的量( 如电功、电功率、电热等) (2) 电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值(3) 保险丝的熔断电流为有效值平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值E Bl vE n tI ER r计算通过电路截面的电荷
4、量交变电流瞬时值表达式的求法(1) 先求电动势的最大值EmnBS ；(2) 求出角速度， 2T；(3) 明确从哪一位置开始计时，从而确定是正弦函数还是余弦函数；(4) 线圈从中性面位置开始转动，则i t 图象为正弦函数图象，函数式为i Imsin t. (5) 线圈从垂直中性面位置开始转动，则i t 图象为余弦函数图象，函数式为i Imcos t. (6) 写出瞬时值的表达式2. 变压器（1）基本关系式：功率关系， P入=P出电压关系，U1n1U2n2，有多个副线圈时U1n1U2n2U3n3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共
5、 16 页优秀教案欢迎下载电流关系，I1I2n2n1，有多个副线圈时，U1I1U2I2U3I3 UnIn （2）制约关系： 电压，副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定，即U2n2n1U1(原制约副 )功率，副线圈中的功率P2由用户负载决定，原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定，即P1P2(副制约原 ) 电流，原线圈的电流I1由副线圈的电流I2和匝数比决定，即I1n2n1I2(副制约原 )（3）高压输电： 输送电流， IPUUUR能量损失， Q= U I I = I2Rt。电压损失， UUU IR 功率损失， PPP I2R P U2R（4）匝数比不变负载改变时：U1不变，根据U
6、1U2n1n2，输入电压U1决定输出电压 U2，不论负载电阻R 如何变化， U2也不变。当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故 I1发生变化。I2变化引起P2变化，由P1P2知 P1发生变化。两个相互靠近的线圈，其中一个电流发生变化，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电流。（5） 负载不变匝数比改变时：U1不变，n1n2发生变化， U2变化。R 不变， U2变化， I2发生变化。根据 P2U22R和 P1 P2，可以判断P2变化时， P1发生变化， U1不变时， I1发生变化。（6） 一般解题思路：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总
7、结 - - - - - - -第 3 页，共 16 页优秀教案欢迎下载二、常规题型例 1.关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是(C) A线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，感应电动势的方向不变B线圈每转动一周，感应电流的方向改变一次C线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都改变一次D线圈每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都改变一次依据交流电的变化规律可知，如果从中性面开始计时，有 eEmsin t 和 iImsin t；如果从垂直于中性面的位置开始计时，有eEmcos t 和 iImcos t.不难看出：线圈平面每经过中性面一次，感应电流
8、的方向就改变一次，感应电动势的方向也改变一次；线圈每转动一周，感应电流的方向和感应电动势的方向都改变两次故正确答案为C. 练习 1.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示此线圈与一个R10 的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的(C) A交变电流的周期为0.125 s B交变电流的频率为8 Hz C交变电流的有效值为2 A D交变电流的最大值为4 A 由题图可知，交变电流的周期为0.250 s，频率为4 Hz，交变电流的最大值为2010A2 A，有效值为22A2 A，所以应选C. 练习 2.如图所示是一台发电机的结构示
9、意图，其中N、S 是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状 M 是圆柱形铁芯，它与磁极的柱面共轴，铁芯上有一矩形线框，可绕与铁芯M 共轴的固定转动轴旋转磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径、大小近似均匀的磁场若从图示位置开始计时，当线框绕固定转动轴匀速转动时，下列图象中能正确反映线框中感应电动势e随时间 t 变化规律的是 (D) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 16 页优秀教案欢迎下载因发电机的两个磁极N、S 呈半圆柱面形状，故线框在磁场中转动时一直垂直切割磁感线，产生的感应电动势的大小不变，线框越过空隙段后，由于
10、线框切割磁感线方向发生变化，所以感应电动势的方向发生变化，综上所述，D 正确练习 3.如图甲所示，一矩形线圈abcd 放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd 中点的轴OO以角速度逆时针匀速转动若以线圈平面与磁场夹角 45 时(如图乙 )为计时起点，并规定当电流自a 流向 b 时，电流方向为正则下列四幅图中正确的是(D) t0 时刻，根据题图乙表示的转动方向，由右手定则知，线圈中电流方向为adcba，与规定的电流正方向相反，电流为负值又因为此时ad、bc两边的切割速度方向与磁场方向成45 夹角，由E2Blv，可得E222Blv22Em，即此时电流是最大值的22倍，由图乙还能观察到，线圈在接下来45
11、的转动过程中，ad、bc两边的切割速度v越来越小，所以感应电动势应减小，感应电流应减小，故瞬时电流的表达式为iImcos (4t) ，则图象为D图象所描述，故D项正确练习 4.实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的 OO轴匀速转动 今在发电机的输出端接一个电阻R 和理想电压表， 并让线圈每秒转25 圈，读出电压表的示数为10 V已知 R10 ，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是(D) A线圈平面与磁场平行时，线圈中的瞬时电流为零B 从线圈平面与磁场平行开始计时，线圈中感应电流瞬时值表达式为i2sin 50t A C流过电阻R 的电流每秒钟方向改
12、变25 次D电阻 R 上的热功率等于10 W 线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电流最大，A 错从线圈平面与磁场平行时开始计时，m10 2 V，f25 Hz，i2cos 50 t A，B 错电流方向每秒改变50 次， C 错 PRU2R10 W，D 正确例 2.如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度给该精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 16 页优秀教案欢迎下载台灯接 220 V 的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为(B) A220 V B110 V C.
13、2202V D.1102V 设电压的有效值为U，根据有效值定义有22022RT2U2RT，解得 U110 V，则 B 项正确精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 16 页优秀教案欢迎下载练习 1.如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min 的时间，两电阻消耗的电功之比W甲W乙为 (C) A 12 B12 C13 D16 电功的计算中，I 要用有效值计算，图甲中，由有效值的定义得(12)2R21020 (12)2R2102I21R6102，得
14、I133A；图乙中， I 的值不变， I21 A，由 WUItI2Rt 可以得到 W甲 W乙13. 练习 2.电阻 R1、R2与交流电源按照如图甲所示方式连接，R110 、R220 .合上开关S 后，通过电阻 R2的正弦交变电流i 随时间 t 变化的情况如图乙所示则(B) A通过 R1的电流的有效值是1.2 A BR1两端的电压有效值是6 V C通过 R2的电流的有效值是1.22 A DR2两端的电压有效值是62 V 由题图知流过R2交流电电流的最大值I2m0.62 A，有效值I2I2m20.6 A，故选项C 错误；由 U2mI2mR2122 V 知， U212 V，选项 D 错误；因串联电路
15、电流处处相同，则I1m0.62 A，电流的有效值I1I1m20.6 A，故选项 A 错误；由U1I1R16 V，故选项B 正确练习 3. (2012 北京 )一个小型电热器若接在输出电压为10 V 的直流电源上， 消耗电功率为P；若把它接在某个正弦式交流电源上，其消耗的电功率为P2.如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为(C) A 5 V B52 V C10 V D102 V 根据 PU2R， 对直流电有P102R， 对正弦式交流电有P2U2R， 所以正弦式交流电的有效值为U PR2102V，故交流电源输出电压的最大值Um2U10 V，故选项C 正确，选项A、B、D 错误精选学习资
16、料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 16 页优秀教案欢迎下载例 3.（多选）如图所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b 所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是(BC) A在图中 t0 时刻穿过线圈的磁通量均为零B线圈先后两次转速之比为32 C交流电a的瞬时值表达式为u 10sin 5t (V) D交流电 b 的最大值为5 V t0 时刻穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，故电压为零，A 错读图得两次周期之比为2 3，由转速n21T得转速与周期成反比
17、，故B 正确读图得a 的最大值为 10 V， 5 rad/s ，由交流电感应电动势的瞬时值表达式eEmsin t (V)( 从线圈在中性面位置开始计时)得， u10sin 5 t (V)，故 C 正确交流电的最大值EmnBS，所以根据两次转速的比值可得，交流电b 的最大值为2310 V203V，故 D 错练习 1.如图所示，线圈abcd 的面积是0.05 m2，共 100 匝，线圈电阻为1 ，外接电阻R9 ，匀强磁场的磁感应强度B1T，当线圈以300 r/min 的转速匀速旋转时问：(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值表达式；(2)线圈转过130s 时电动势的瞬时值多
18、大？(3)电路中，电压表和电流表的示数各是多少？(4)从中性面开始计时，经130s 通过电阻R 的电荷量是多少？(1)eEmsin tnBS 2fsin (2ft)10010.052 30060sin (230060t) V 50sin 10t V (2)当 t130s 时， e 50sin (10130) V43.3 V . (3)电动势的有效值为EEm2502V35.4 V，电流表示数IERr35.491A3.54 A，电压表示数UIR3.549 V 31.86 V. (4)130s 内线圈转过的角度 t300602 1303. 该过程中， BSBScos 12BS，由 I q t， I
19、ERr， E n t得 qn RrnBSRr1001 0.05C14C. 练习 2.一理想变压器原、副线圈匝数比n1n2115，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u 如图所示副线圈仅接入一个10 的电阻则(D) A流过电阻的电流是20 A B与电阻并联的电压表的示数是1002 V C经过 1 分钟电阻发出的热量是6103 J 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 16 页优秀教案欢迎下载D变压器的输入功率是1103 W 原线圈中电压的有效值是220 V由变压比知副线圈中电压为100 V，流过电阻的电流是10 A；与电阻并联的电
20、压表的示数是100 V；经过 1 分钟电阻发出的热量是6104 J；P入P出U22R100210V1103 W练习 3.（多选）一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示由图可知(BD) A该交流电的电压瞬时值的表达式为u100sin (25t) V B该交流电的频率为25 Hz C该交流电的电压的有效值为100 2 V D若将该交流电压加在阻值为R100 的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W 周期 T4102 s，峰值电压Um100 V ，频率 f1T25 Hz ，有效值UUm2502 V加在 R100 的电阻两端时，电阻消耗的热功率PU2R50 W，电压的瞬时值表达式uUmsin 2Tt
21、100sin (50t) V 例 4. (2012 广东 )（多选） 某小型发电机产生的交变电动势为e50sin 100 t(V) 对此电动势，下列表述正确的有(CD) A最大值是502 V B频率是100 Hz C有效值是252 V D周期是0.02 s 交变电动势eEmsin t 或 eEmcos t，其中 Em为电动势的最大值，为角速度，有效值EEm2，周期 T2，频率 f1T.由 e50sin 100t(V) 知，Em50 V，E502V252 V ，T22100s0.02 s，f1T10.02Hz50 Hz，所以选项C、D 正确练习 1. (2011 四川)（多选） 如图所示，在匀强
22、磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴 O1O2垂直于磁场方向， 线圈电阻为2 .从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60 时的感应电流为1 A 那么 (AC) A线圈消耗的电功率为4 W B线圈中感应电流的有效值为2 A C任意时刻线圈中的感应电动势为e4cos 2TtD任意时刻穿过线圈的磁通量为Tsin 2Tt从线圈平面平行于磁感线开始计时，交变电流的感应电动势的表达式为eEmcos t， 则感应电流ieREmR精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 16 页优秀教案欢迎下载cos ，由题给条件有：1Em212，解
23、得 Em4 V，则 Im2 A，I有效2 A，线圈消耗的电功率PI2有效R4 W，所以 A 正确， B 错误 e4cos t4cos 2Tt，故 C 正确由 EmBS m2T得 m2T，故任意时刻 2Tsin 2Tt ，D错。练习 2.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示电路组成如图乙所示，已知发电机线圈内阻为5.0 ，外接灯泡阻值为95.0 ，灯泡正常发光，则(D) A电压表的示数为 220 V B电路中的电流方向每秒钟改变50 次C灯泡消耗的功率为509 W D发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J 电压表 V 的示数应为有效值，UUm2RRr209 V，A
24、 项错；电路中的电流方向每秒钟改变100 次， B 项错；P灯U2R459.8 W， C 项错；发电机线圈内阻的发热功率为PI2r(UR)2r24.2 W， 每秒生热24.2 J，D 项对练习 3.（多选）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，金属线框的总电阻为R，金属线框产生的交变电动势的图象如图乙所示，则(BCD) At0.005 s 时线框的磁通量变化率为零Bt0.01 s 时线框平面与中性面重合C线框中产生的电功率为P31122RD线框中产生的交变电动势频率为50 Hz 甲乙由题图乙可知在0.005 s 时，电动势最大，那么线框的磁通量的变化率应为最大，
25、A 项错在0.01 s 时， e0，线框位于中性面位置，线框中的电功率为PU2R(Um2)2/R31122R，B、C 项正确； e 的频率 f1T10.02Hz50 Hz，D 项正确例 5.如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为12；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光若用U 和 I分别表示此时电压表和电流表的读数，则(A) A U 110 V， I0.2 A 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 16 页优秀教案欢迎下载B U 1
26、10 V，I0.05 A C U 110 2 V，I0.2 A D U 110 2 V，I0.22 A 由变压原理n1n2U1U2可得 U1110 V，即电压表示数为110 V。由 P入P出和灯泡正常发光可得P入U1I1P出22 W，I122110A 0.2 A，故 A 正确。练习 1.如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，原线圈的两端a、b 接正弦交流电源，电压表 V 的示数为220 V，负载电阻 R44 ， 电流表 A1的示数为0.2 A。 下列判断正确的是(B) A原线圈和副线圈的匝数比为21 B原线圈和副线圈的匝数比为51 C电流表A2的示数为0.1 A D电流表
27、A2的示数为0.4 A 由电压表 V 示数和电流表A1的示数可得原线圈中的功率P1U1I1，P1 P2I22R，所以电流表A2的示数为I2U1I1R220 0.244A1 A，C、D 错误；原线圈和副线圈的匝数比n1n2I2I151，A 错误， B 正确。练习 2.如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1 n22 1，和均为理想电表，灯泡电阻RL6 ，AB 端电压 u1122sin 100 t (V) ，下列说法正确的是(D) A电流频率为100 Hz B.的读数为24 V C.的读数为0.5 A D变压器输入功率为6 W 由 2 f 100 rad/s 得： f 50 Hz，A 错。有效值U11
28、2 V，又U2U1n2n1得U26 V，I2U2RL1 A，B、C 项错。由能量守恒得P1 P2U2I26 W，D 对。练习 3.(多选 )(2014 广东 )如图所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合电键S，下列说法正确的是(BD) A P 向下滑动时，灯L 变亮B P 向下滑动时，变压器的输出电压不变C P 向上滑动时，变压器的输入电流变小精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 16 页优秀教案欢迎下载D P 向上滑动时，变压器的输出功率变大由于理想变压器输入电压不变，据公式U1U2n
29、1n2，则副线圈电压U2不变，滑片P 滑动时，对灯泡电压没有影响，故灯泡亮度不变，则A 错误；滑片P 下滑，电阻变大，但副线圈电压由原线圈电压决定，则副线圈电压不变，故B 正确；滑片P 上滑，电阻减小，电流I2增大，据I1I2n2n1则原线圈输入电流I1也增大，故C错误；此时变压器输出功率P2U2I2将变大，故D 正确。练习 4.(多选 )如图所示的电路中，T 为一降压式自耦调压变压器。开始时灯泡L 正常发光，现在电源电压 U 略降低，为使灯L 仍能正常发光，可采用的措施是(AC) A将自耦调压变压器的滑片P 适当上滑B将自耦调压变压器的滑片P 适当下滑C适当增大滑动变阻器R2的阻值D适当减小
30、滑动变阻器R2的阻值保持负载总电阻不变，电源电压U 略降低，为使L 仍能正常发光，只需输出电压U2保持不变。根据变压比UU2n1n2，可得 U2n2n1U，由此可知， n2应增大，滑片P 应适当上滑，选项A 正确，选项B 错误；保持匝数比不变，根据变压比UU2n1n2，可得 U2减小，为使L 仍能正常发光，加在L 两端的电压应不变，则加在R1两端的电压应减小，总电流应减小，负载总电阻应增大，R2应增大，选项C 正确，选项D 错误。例 6.(多选 )在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么(AC) A输电线路上损失的电压与输送电流成正比B输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大C
31、输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比输电线路上损失电压 UIR，在 R 一定时， U 和 I 成正比， A 正确；若 U 越高， IPU，I 越小，那么 U越小， B 错误；输电线路上损失的功率 PI2R，当 P 一定时， IPU，所以 PP U2R，即 P 和 U 的平方成反比，跟I 的平方成正比，故C 正确， D 错误。练习 1.(2014 四川 )如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则(D) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 1
32、6 页优秀教案欢迎下载A用户用电器上交流电的频率是100 Hz B发电机输出交流电的电压有效值是500 V C输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小由乙图可知T0.02 s，Um500 V，所以 f1T50 Hz，U 250 2 V，选项 A、B 均错；设用户线路上的总电流为I户，降压变压器的匝数比为n3n4，则 I线n4n3I户n4n3U4R户，由上式可知输电线的电流还与用电器的总电阻有关，选项C 错；当用户用电器的总电阻增大时，用电器中的总电流I户减小，由I线n4n3I户可知 I线减小，又因P损 I2线R，所以输电线上损失的功率减
33、小，选项D 正确。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 16 页优秀教案欢迎下载练习 2. (2014 浙江 )如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。则 (A) A用户端的电压为I1U1I2B输电线上的电压降为UC理想变压器的输入功率为I21rD输电线路上损失的电功率为I1U因为 P入P出，所以 U1I1U2I2，即 U2U1I1I2，所以选项A 正确；输电线上的电
34、压U线 UU1，选项 B错误；理想变压器的输入功率P入I1U1，线路上损失的电功率P损I21r，选项 C、D 均错误。练习 3.如图所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V，输出的电功率为50 kW ，用电阻为3 的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220 V 供用户使用 (两个变压器均为理想变压器)。对整个送电过程，下列说法正确的是 (A) A输电线上的损失功率为300 W B升压变压器的匝数比为1100 C输电线上的电流为100 A D降压变压器的输入电压为4 700 V 输电线上的损失功率为0.6%
35、 50 kW 300 W，选项 A 正确。由I2R300 W 可得输电线上电流I10 A，升压变压器副线圈电压为5 000 V，升压变压器的匝数比为110，选项 B、C 错误。输电线损失电压为IR30 V，降压变压器的输入电压为4 970 V ，选项 D 错误。练习 4. (多选 )如图所示为远距离输送交流电的系统示意图，变压器均为理想变压器。随着用户负载增多，发电机 F 达到额定功率时，降压变压器输出功率仍然不足，用户的用电器不能正常工作。那么，在发电机以额定功率工作的情况下，为了适当提高用户的用电功率，可采取的措施是(AC) A适当减小输电线的电阻rB适当提高n4n3C适当提高n2n1的同
36、时，降低n4n3D适当降低n2n1的同时，提高n4n3当发电机输出功率一定时，为使远距离用户得到更多的功率，需减小输电线上的功率损失，根据 PI2线r ，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 16 页优秀教案欢迎下载可以减小输电线的电阻r，A 对；也可以通过提高输电电压，减小输送电流，即提高n2n1，这样使线圈n3两端电压变大，为使用户的用电器正常工作需要适当降低n4n3，C 对。三、重点难点1.一个边长为6cm 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磁感应强度B 随时间 t 的变化关系如图所示，
37、则线框中感应电流的有效值为（B）A.210-5A B.610-5A C.2210-5A D.32210-5A 由图像可知，一个周期内，磁通量线增大后减小，所以电流先正向后反向，根据有效值定义，I2RtI12Rt1+I22Rt2，I1=E1/R ，E1=t=BtS ，代入数据得I1=2 105A，同理求出I2=3 105A ，代入定义式，求出有效值I=6 10-5A 2.（ 2011，江苏）图为一理想变压器，ab 为原线圈， ce 为副线圈， d 为副线圈引出的一个接头。原线圈输入正弦式交变电压的u-t 图象如图所示。 若只在 ce间接一只Rce=400 的电阻，或只在 de 间接一只 Rde=
38、225 的电阻 ,两种情况下电阻消耗的功率均为80W。（1）请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；（2）求只在 ce 间接 400 的电阻时，原线圈中的电流I1；（3）求 ce 和 de 间线圈的匝数比cedenn。（1）由图可知，最大值400V，T=0.01s， 2T200rad/s ，所以 uab=400sin200t（V）（2）输入电流I1=P1U1，P1=P2=80W ，U1=2Umax=2002 V ，带入数据得，I1=25=0.28A （3）已知 ce 和 de 的功率相等，所以uce2Rce=ude2Rde，变压器电压与线圈数成正比，ncende=uceude=RceRde=
39、433.（多选）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，金属线框的总电阻为 R，金属线框产生的交变电动势的图象如图乙所示，则(AB) At0 s 时线框的磁通量变化率为零Bt0.02 s 时线框平面与中性面重合C线框产生的交变电动势有效值为311V D线框产生的交变电动势瞬时值u=311sin50t（V）甲乙感应电动势与磁通量变化率成正比，0s 时感应电动势为0，所以磁通量变化率也为零，A 对。线框与中性精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 16 页优秀教案欢迎下载面重合时，感应电动势应该为0，
40、0.02s时感应电动势为0，所以 B 对。正弦交变电流电动势有效值为最大值除以2， C 错。 T=0.02s，=2/T=100 ，所以瞬时值应为u=311sin100 t ，D 错。4.如图所示，某理想变压器的原线圈接一交流电，副线圈接如图所示电路，电键S原来闭合，且R1=R2，现将 S 断开， 那么交流电压表的示数U、交流电流表的示数I、电阻 R1上的功率P1及该变压器原线圈的输入功率 P的变化情况分别是：（AD）A U 增大BI 增大CP1减小DP 减小开关 S 闭合断开，负载的总电阻变大，输出电压U2 不变，输出电流 I2 减小，输入电流 I 也减小， B 错。输入功率减小，D 对。电阻
41、 R两端的电压减小，电压表示数U 变大， A 对。所以R1 上的功率变大，C 错。5.发电机的端电压为220 V，输出电功率为44 kW，输电导线的电阻为0.2 ，如果用原、副线圈匝数之比为 110 的升压变压器升压，经输电线路后，再用原、副线圈匝数比为101 的降压变压器降压供给用户 (1) 画出全过程的线路图(2) 求用户得到的电压和功率(3) 若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压（2）想要求P4和 U4P4=U4I4，U4=n4n3U3，I4=n3n4I3U3= U2-UR，I3=I2，UR=I2R U2=n2n1U1，I2=n1n2I1U1=220V 已知，I1=P1U1=44 103220=200A ，向上代入数据得U4=219.6V ，P4=43.92kW （3）若不采用高压输电，则线路中的电流为I1=P1U1=44 103220=200A ，线路上损失的电压为UR=I1R=40V ，所以用户得到的电压为U=U1-UR=180V ，用户得到的功率为P=UI1=36kW 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 16 页
