整理后交變電流知識點講解

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1. 交流電的產(chǎn)生 （1）交流電：大小和方向均隨時間作周期性變化的電流。 方向隨時間變化是交流電的最主要特征。 （2）交流電的產(chǎn)生 平面線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸轉(zhuǎn)動時，線圈中就會產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的交流電，這種交流電叫正弦式交流電。 中性面：垂直于磁場的平面叫中性面。線圈位于中性面時，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零，此位置線圈中的感應(yīng)電動勢為零，且每經(jīng)過中性面一次感應(yīng)電流的方向改變一次。線圈每轉(zhuǎn)一周，兩次經(jīng)過中性面，感應(yīng)電流的方向改變兩次。 （3）正弦式交流電的變化規(guī)律： 若從中性面位置開始計時，那么線圈中的電動勢、電流、加在外電阻上的電壓的瞬時

2、值均按正弦規(guī)律變化。 圖像如圖所示：交變電流的知識點和經(jīng)典例題一交流電：大小和方向都隨時間作周期性變化的電流，叫做交變電流(正弦交流電是其中一種特殊)。 二正弦交流電的變化規(guī)律 線框在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動1當從中性面位置開始在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間而變的函數(shù)是正弦函數(shù)：即 E=msint， IImsintt是從該位置經(jīng)t時間線框轉(zhuǎn)過的角度也是線速度V與磁感應(yīng)強度B的夾角還是線框面與中性面的夾角2當從平行B位置開始計時：則：E=mcost， IImcostt是線框在時間t轉(zhuǎn)過的角度；是線框與磁感應(yīng)強度B的夾角；此時V、B間夾角為（/2一t）3對于單匝矩形線圈來說Em=2

3、Blv=BS； 對于n匝面積為S的線圈來說Em=nBS。對于總電阻為R的閉合電路來說Im=三幾個物理量1中性面：如圖所示的位置為中性面，對它進行以下說明： （1）此位置過線框的磁通量最多 （2）此位置磁通量的變化率為零所以 E=msint=0，IImsint=0 （3）此位置是電流方向發(fā)生變化的位置，具體對應(yīng)圖中的t2，t4時刻，因而交流電完成一次全變化中線框兩次過中性面，電流的方向改變兩次，頻率為50Hz的交流電每秒方向改變100次 2. 表征交流電的物理量 （1）描述交流電的大小 瞬時值：交流電的瞬時值反映的是不同時刻交流電的大小和方向。 最大值：交流電在變化過程中所能達到的最大值是表征交

4、流電強弱的物理量。 有效值：是根據(jù)交流電的熱效應(yīng)規(guī)定的，反映的是交流電在能量方面的平均效果。讓交流電與恒定電流通過阻值相同的電阻，若在相等時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，這一恒定電流值就是交流電的有效值。 各種電器設(shè)備所標明的額定電流和額定電壓均是有效值。 （2）周期和頻率 是用來表示交流電變化快慢的物理量： 3. 變壓器 （1）變壓器的構(gòu)造及原理 構(gòu)造：由一個閉合的鐵芯以及繞在鐵芯上的兩組（或兩組以上）的線圈組成。和電源相連的線圈叫原線圈，與負載相連的線圈叫副線圈。 工作原理 原線圈加上交變電壓后會產(chǎn)生交變的電流，這個交變電流會在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量，那么副線圈中會產(chǎn)生交變電動勢，若副線圈與負載組成

5、閉合電路，副線圈中也會有交變電流產(chǎn)生，它同樣在鐵芯中激發(fā)交變的磁通量，這樣，由于原、副線圈中有交變電流通過而發(fā)生的一種相互感應(yīng)現(xiàn)象叫互感現(xiàn)象。變壓器工作的物理基礎(chǔ)就是利用互感現(xiàn)象。 （2）理想變壓器 鐵芯封閉性好、無漏磁現(xiàn)象，即穿過原、副線圈的磁通量相等。 線圈繞組的電阻不計，無銅損現(xiàn)象。 鐵芯中渦流不計，即鐵芯不發(fā)熱，無鐵損現(xiàn)象。對理想變壓器有：原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率。變壓器是輸出電流和功率決定輸入的,而輸入電壓決定輸出 （3）原、副線圈中的電壓、電流關(guān)系。 功率關(guān)系：P1=P2。 4. 遠距離輸電 遠距離輸電要解決的關(guān)鍵問題是減少輸電線上電能的熱損耗。 減少遠距離輸電過程中電

6、能損失的方法： 若輸電功率為P，輸電電壓為U，輸電線電阻為R，則輸電線上熱損耗P損=I2R，要小和增大S的辦法減小R，但作用有限：另一是減小輸電電流I，在輸電功定P一定的輸電功率。【例1】如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=05T，邊長L=10cm的正方形線圈abcd共100匝，線圈電阻r1，線圈繞垂直與磁感線的對稱軸OO/勻速轉(zhuǎn)動，角速度為2rads，外電路電阻R4，求： （1）轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值 （2）由圖示位置（線圈平面與磁感線平行）轉(zhuǎn)過600時的即時感應(yīng)電動勢（4）交流電電表的示數(shù) （5）轉(zhuǎn)動一周外力做的功解析：（1）感應(yīng)電動勢的最大值，mNBS100050122V=314V

7、（2）轉(zhuǎn)過600時的瞬時感應(yīng)電動勢：emcos600=31405 V157 V （4）電壓表示數(shù)為外電路電壓的有效值： U=R=178 V （5）轉(zhuǎn)動一周所做的功等于電流產(chǎn)生的熱量 WQ（）2（R十r）T099J 【例3】. 交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子由BS的位置開始勻速轉(zhuǎn)動，與它并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為14.1V，那么當線圈轉(zhuǎn)過30時交流電壓的即時值為V?！纠?】 通過某電阻的周期性交變電流的圖象如右。求該交流電的有效值I?！纠?】如圖表示一交變電流隨時間變化的圖象，此交變電流的有效值是（ ） A5A； B5A； C35A ；D35A1小型交流發(fā)電機中，矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動。產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與

8、時間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖所示，此線圈與一個R10的電阻構(gòu)成閉合電路，不計電路的其他電阻，下列說法正確的是A交變電流的周期為0.125B交變電流的頻率為8HzC交變電流的有效值為AD交變電流的最大值為4A2.一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1:n2=115。原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u如圖所示。副線圈僅接入一個10的電阻。則A流過電阻的電流是20 AB與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100VC經(jīng)過1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6103 JD變壓器的輸入功率是1103W3.一理想變壓器的原線圈上接有正弦交變電壓，輸出電壓保持不變，副線圈接有可調(diào)電阻R。設(shè)原線圈的電流為I1，輸入功率為P1，副線圈的電流為I

9、2，輸出功率為P2。當R增大時AI1減小，P1增大 BI1減小，P1減小DI2增大，P2減小 DI2增大，P2增大4.（雙）如圖，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為固定電阻，開關(guān)S是閉合的。V1和V2為理想電壓表，讀數(shù)分別為U1和U2； A1、A2 和A3為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和I3?，F(xiàn)斷開S，U1數(shù)值不變，下列推斷中正確的是 AU2變小、I3變小 BU2不變、I3變大CI1變小、I2變小 DI1變大、I2變大VAR5. （雙）如圖，理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為41原線圈接入一電壓為uU0sint的交流電源，副線圈接一個R27.5 的負載電阻若

10、U0220V，100 Hz，則下述結(jié)論正確的是A副線圈中電壓表的讀數(shù)為55 VB副線圈中輸出交流電的周期為C原線圈中電流表的讀數(shù)為0.5 AD原線圈中的輸入功率為6.圖l 、圖2 分別表示兩種電壓的波形其中圖l 所示電壓按正弦規(guī)律變化。下列說法正確的是A圖l 表示交流電，圖2 表示直流電B兩種電壓的有效值相等C圖1 所示電壓的瞬時值表達式為：u=311 sin100tVD圖l 所示電壓經(jīng)匝數(shù)比為10 : 1 的理想變壓器變壓后頻率變?yōu)樵瓉淼摹纠?】.分析：電壓表的示數(shù)為交流電壓的有效值，由此可知最大值為Um=U=20V。而轉(zhuǎn)過30時刻的即時值為u=Umcos30=17.3V?！纠?】該交流周期

11、為T=0.3s，前t1=0.2s為恒定電流I1=3A，后t2=0.1s為恒定電流I2=-6A，因此這一個周期內(nèi)電流做的功可以求出來，根據(jù)有效值的定義，設(shè)有效值為I，根據(jù)定義有： I=3A解析：嚴格按照有效值的定義，交變電流的有效值的大小等于在熱效應(yīng)方面與之等效（在相同時間內(nèi)通過相同的電阻所產(chǎn)生的熱量相等）的直流的電流值可選擇一個周期（002 s）時間，根據(jù)焦耳定律，有： I2R002（4）2R001+（3）2R001解之可得： I5 A 答案：B1【答案】C【解析】由et圖像可知，交變電流電流的周期為0.25s，故頻率為4Hz，選項A、B錯誤。根據(jù)歐姆定律可知交變電流的最大值為2A，故有效值為

12、A，選項C正確。2. 答案：D【解析】原線圈中電壓的有效值是220V，由變壓比知副線圈中電壓為100V，流過電阻的電流是10A；與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100V；經(jīng)過1分鐘電阻發(fā)出的熱量是61034J。3.答案：B【解析】理想變壓器的特點是輸入功率等于輸出功率，當負載電阻增大時，由于副線圈的電壓不變，所以輸出電流I2減小，導(dǎo)致輸出功率P2減小，所以輸入功率P1減??；輸入的電壓不變，所以輸入的電流I1減小，B正確4.答案：BC【解析】：因為變壓器的匝數(shù)與U1不變，所以U2與兩電壓表的示數(shù)均不變當S斷開時，因為負載電阻增大，故次級線圈中的電流I2減小，由于輸入功率等于輸出功率，所以I1也將減小，C正確；因為R1的電壓減小，故R2、R3兩端的電壓將增大，I3變大，B正確5.答案：AC【解析】：原線圈電壓有效值U1=220V，由電壓比等于匝數(shù)比可得副線圈