高中物理選修3-2交變電流知識復習

1、 交變電流復習交變電流復習知識小結(jié)知識小結(jié)一、一、交交變電變電流的產(chǎn)生及描述流的產(chǎn)生及描述1、交交變電變電流定義流定義線圈在線圈在勻強磁場勻強磁場中繞中繞垂直于磁場的軸垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動勻速轉(zhuǎn)動。2、交交變電變電流的產(chǎn)生流的產(chǎn)生3、交交變電變電流的圖像及變化規(guī)律流的圖像及變化規(guī)律abcdKLABabcdK LABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB交流電的圖像交流電的圖像 tEemsintIimsintUumsinEm=NBS =NmeoEmT/4T/42T/42T/43T/43T/4T T/2/23 3/2/22 2tt t交流電的變化規(guī)律交流電的變化規(guī)律 、交流電的產(chǎn)生：矩

2、形線圈在勻、交流電的產(chǎn)生：矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速旋強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速旋轉(zhuǎn)時，線圈中就產(chǎn)生轉(zhuǎn)時，線圈中就產(chǎn)生 、交變電流：、交變電流：和和 都隨時間做都隨時間做 的電流叫的電流叫做交變電流電壓和電流隨時間按做交變電流電壓和電流隨時間按變化的交流電叫正弦交流電變化的交流電叫正弦交流電 課堂練習課堂練習二、交流電的描述二、交流電的描述1.1.周期和頻率周期和頻率（1）、周期：周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間。交變電流完成一次周期性變化所需的時間。 （3 3）、角頻率：線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度）、角頻率：線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度 （2）、頻率：交變電流一秒

3、內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。）、頻率：交變電流一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。 物理意義：交變電流隨時間作周期性變化，周期物理意義：交變電流隨時間作周期性變化，周期和頻率就是表征交變流電和頻率就是表征交變流電變化快慢變化快慢的物理量。的物理量。（4 4）、關系：）、關系：Tf1fT221、某交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應電動勢與時間、某交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應電動勢與時間的關系，如圖所示，如果其它條件不變，僅使的關系，如圖所示，如果其它條件不變，僅使線圈的線圈的轉(zhuǎn)速加倍轉(zhuǎn)速加倍，則交流電動勢的最大值和周，則交流電動勢的最大值和周期分別變?yōu)槠诜謩e變?yōu)?( )A400V, 0.02s B200V, 0.02sC400V

4、, 0.08s D200V, 0.08s2、如圖示為某正弦交流電流的圖、如圖示為某正弦交流電流的圖像，求其峰值、周期和角速度，并寫像，求其峰值、周期和角速度，并寫出該電流的瞬時值表達式。出該電流的瞬時值表達式。 Im20A100rad/s.電流的瞬時表達式為電流的瞬時表達式為i20sin100t (A)T0.02s三、峰值和有效值三、峰值和有效值1、峰值：、峰值：電流或電壓所能達到的最大值。電流或電壓所能達到的最大值。SNBEm2 2、有效值、有效值 定義：定義： 根據(jù)根據(jù)電流的熱效應電流的熱效應來規(guī)定，讓交流與直流分別通過相同的電阻，來規(guī)定，讓交流與直流分別通過相同的電阻，如果在交流的一個周

5、期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，就把這個直流的數(shù)如果在交流的一個周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，就把這個直流的數(shù)值叫做這個交流的有效值。值叫做這個交流的有效值。( (重、難點）重、難點）E、U、I說明：說明：A、以上關系式只適用于、以上關系式只適用于正弦正弦或或余弦余弦交交流電；流電；B、交流用電器的、交流用電器的額定電壓額定電壓和和額定電流額定電流 指的是有效值；指的是有效值； C、交流電流表和交流電壓表交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是的讀數(shù)是 有效值有效值D、對于交流電若沒有特殊說明的均指、對于交流電若沒有特殊說明的均指 有效值有效值 1.如圖表示一交流的電流隨時間變?nèi)鐖D表示一交流的電流隨時間變化的圖像化

6、的圖像,求該電流的有效值。求該電流的有效值。4 23 2222121122I RTI RTI RT22121()2III221(4 2)(3 2)52A四、變壓器的結(jié)構(gòu)與原理四、變壓器的結(jié)構(gòu)與原理注意：常用的電力變壓器和一般低頻變壓注意：常用的電力變壓器和一般低頻變壓器的鐵芯是由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合成器的鐵芯是由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合成閉合的形狀。線圈必須繞在鐵芯上。閉合的形狀。線圈必須繞在鐵芯上。原線圈（初級線圈）：跟電源相原線圈（初級線圈）：跟電源相連，用絕緣線繞成的連，用絕緣線繞成的副線圈（次級線圈）：跟負載相副線圈（次級線圈）：跟負載相連，用絕緣線繞成的連，用絕緣線繞成的閉合鐵芯是由

7、涂有絕緣漆的硅鋼閉合鐵芯是由涂有絕緣漆的硅鋼薄片疊合而成。薄片疊合而成。1.變壓器的三個基本組成部分變壓器的三個基本組成部分U1U2 2.理想變壓器原副線圈的端電壓之理想變壓器原副線圈的端電壓之比等于這兩個線圈的匝數(shù)之比比等于這兩個線圈的匝數(shù)之比n n2 2 n n1 1 U U2 2U U1 1 -變壓器使電壓升高，變壓器使電壓升高，升壓變壓器升壓變壓器n n2 2 n n1 1 U U2 2 U U1 1 -變壓器使電壓降低，變壓器使電壓降低，降壓變壓器降壓變壓器2121nnUU3.電流與匝數(shù)的關系電流與匝數(shù)的關系理想變壓器輸出功率應等于輸入功率理想變壓器輸出功率應等于輸入功率即即: :

8、U U1 1I I1 1=U=U2 2I I2 2P出出= P入入121221nnUUII電壓高的線圈電電壓高的線圈電流??；電壓低的流?。浑妷旱偷碾娏鞔?。電流大。 練習練習1 1、理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比、理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n n1 1:n:n2 24 4：1 1，當導體棒在勻強磁場中向左做勻速直，當導體棒在勻強磁場中向左做勻速直線運動切割磁感線時，圖中電流表線運動切割磁感線時，圖中電流表A A1 1的示數(shù)為的示數(shù)為12mA12mA，則電流表，則電流表A A2 2的示數(shù)為的示數(shù)為 （ ） A A3mA B3mA B0 0 C C48mA D48mA D與負載與負載R R的值有關的

9、值有關B1803 A 練習練習2 2、一理想變壓器，原線圈匝數(shù)、一理想變壓器，原線圈匝數(shù) n n1 1=1100=1100，接在電壓，接在電壓220V220V的交流電源上，的交流電源上，當它對當它對11 11只并聯(lián)的只并聯(lián)的“36V36V，60w60w”的燈泡的燈泡供電時，燈泡正常發(fā)光。由此可知副線供電時，燈泡正常發(fā)光。由此可知副線圈的匝數(shù)圈的匝數(shù)n n2 2=_=_，通過原線圈的電流，通過原線圈的電流 I I1 1 =_ =_。(1) U(1) U1 1=220V, U=220V, U2 2=36V, U=36V, U1 1/U/U2 2=n=n1 1/n/n2 2(2) I(2) I2 2

10、=P=P2 2/U/U2 2=660/36A, I=660/36A, I1 1/I/I2 2=n=n2 2/n/n1 1或或 P P1 1=P=P2 2=660W, I=660W, I1 1=P=P1 1/U/U1 1 練習練習2 2、一理想變壓器，原線圈匝數(shù)、一理想變壓器，原線圈匝數(shù) n n1 1=1100=1100，接在電壓，接在電壓220V220V的交流電源上，的交流電源上，當它對當它對11 11只并聯(lián)的只并聯(lián)的“36V36V，60w60w”的燈泡的燈泡供電時，燈泡正常發(fā)光。由此可知副線供電時，燈泡正常發(fā)光。由此可知副線圈的匝數(shù)圈的匝數(shù)n n2 2=_=_，通過原線圈的電流，通過原線圈的

11、電流 I I1 1 =_ =_。AVR1R2SA A. U . U 增大、增大、I I 增大、增大、P PR R1 1 增大增大C C. U . U 減小、減小、I I 減小、減小、P PR1 R1 減小減小D D. U . U 不變、不變、I I 減小、減小、P PR1 R1 不變不變B B. U . U 不變、不變、I I 減小、減小、P PR1R1 增大增大 練習練習3 3、 如圖所示：理想變壓器的原線圈如圖所示：理想變壓器的原線圈接高電壓，變壓后接用電器，線路電阻不計。接高電壓，變壓后接用電器，線路電阻不計。S S原來閉合，且原來閉合，且R R1 1=R=R2 2，現(xiàn)將現(xiàn)將S S斷開，

12、那么交流斷開，那么交流電壓表的示數(shù)電壓表的示數(shù)U U、交流電流表的示數(shù)、交流電流表的示數(shù)I I 和用電和用電器上器上R R1 1的功率的功率P PR R1 1將分別（將分別（ ） D D 思考：變壓器輸入輸思考：變壓器輸入輸出電壓、電流、功率大出電壓、電流、功率大小之間的因果關系小之間的因果關系 是是怎樣的？怎樣的？練習、如圖所示，一理想變壓器原、副線圈練習、如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為的匝數(shù)比為n n1 1：n n2 2=3=3：1 1，有四只相同的燈泡，有四只相同的燈泡連入電路中，若燈泡連入電路中，若燈泡L L2 2、L L3 3、L L4 4均能正常發(fā)光，均能正常發(fā)光，則燈

13、泡則燈泡L L1 1 （ ）A A、也能正常發(fā)光、也能正常發(fā)光B B、較另三個燈暗些、較另三個燈暗些C C、將會燒壞、將會燒壞D D、不能確定、不能確定A An1n2若輸入電壓為若輸入電壓為U，則燈，則燈泡的額定電壓為多大？泡的額定電壓為多大？電源輸入功率多大？電源輸入功率多大？五、五、電能的輸送電能的輸送1.減少電壓減少電壓功率損失功率損失減小輸電線的電阻減小輸電線的電阻減小輸電電流減小輸電電流U損損=Ir P損損=I2r14223UUUURIF用用線線 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器升壓變壓器降壓變壓器降壓變壓器2.2.遠距離輸電系統(tǒng)遠距離輸電系統(tǒng)功率關系：功率關系：P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3遠距離輸電原理圖遠距離輸電原理圖電壓關系：電壓關系：2121nnUU4343nnUUU3=U2-Ir線練習練習某交流發(fā)電機的輸出電壓為220V，輸出的電功率為4400W，發(fā)電機到用戶的輸電線的電阻為4，求：如果有變壓比為1：10的升壓變壓器升壓后向用戶輸電，再用變壓比為10：1的降壓變壓器降壓，用戶得到的實際電壓和電功率又是多少？P P1 1=4400(W)=4400(W)U U1 1=220(v)=220(v)U U2 2=n=n2 2U U1 1/n/n1 1=2200(v)=2200(v)I=PI=P2 2/U/U2 2=P=P1 1