交变电流

交变电流（共8篇）

篇1：交变电流

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taoti.tl100.com 你的首●教学方法

在教师指导下的启发式教学.●教学用具

电源、电容器、灯泡“6 V 0.3 A”、幻灯片、手摇发电机.●课时安排 1课时

●教学过程

一、引入新课 ［师］上节课讲了矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，在线圈中产生了正弦交流电.如何描述交流电的变化规律呢？

［生1］可以用公式法描述.从中性面开始计时，得出 瞬时电动势：e=Emsinω t 瞬时电流：i=Imsinω t.瞬时电压：u=Umsinω t.其中Em=NBSω

［生2］可以用图象法描述.如图所示：

［师］交流电的大小和方向都随时间做周期性变化，只用电压、电流描述不全面.这节课我们学习表征正弦交流电的物理量.二、新课教学

1.交变电流的最大值（Em,Im,Um）［师］交变电流的最大值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交变电流的电流或电压变化幅度.［演示］电容器的耐压值.将电容器（8 V，500 μF）接在学生电源上充电，接8 V电压时电容器正常工作，接16 V电压时，几分钟后闻到烧臭味，后听到爆炸声.［师］从这个实验中可以发现：电容器的耐压值是指能够加在它两端的最大电压，若电源电压的最大值超过耐压值,电容器可能被击穿.但是交流电的最大值不适于表示交流电产生的效果，在实际中通常用有效值表示交流电流的大小.2.有效值（E、I、U）

［演示］如下图所示，将两只“6 V、0.3 A”的小电珠A、B，一个接在6 V的直流电源上，一个接在有效值为6 V的交流电源上，观察灯的亮度.

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［生］两灯的亮度相同.［师］让交流电和直流电通过同样的电阻，如果它们在相同时间内产生热量相等，把直流电的值叫做交流电的有效值.通常用大写字母U、I、E表示有效值.3.正弦交流电的有效值与最大值的关系

［师］计算表明，正弦交流电的最大值与有效值有以下关系：

I=Im2=0.707Im

U=

Um2=0.707Um

［强调］

（1）各种使用交变电流的电器设备上所示值为有效值.（2）交流电表（电压表或电流表）所测值为有效值.（3）计算交变电流的功、功率、热量等用有效值.4.周期和频率

［师］请同学们阅读教材，回答下列问题：（1）什么叫交流电的周期？（2）什么叫交流电的频率？（3）它们之间的关系是什么？

（4）我国使用的交变电流的周期和频率各是多大？

［生1］交变电流完成一次周期性的变化所用的时间，叫做交变电流的周期，用T表示.［生2］交变电流在1 s内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率，用f表示.［生3］T=1 f［生4］我国使用的交流电频率f=50 Hz,周期T=0.02 s.［师］有个别欧美国家使用交流电的频率为60 Hz.5.例题分析 ［投影］

［例1］表示交变电流随时间变化图象如图所示，则交变电流有效值为

A.52A

B.5 A

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taoti.tl100.com 你的首C.3.52 A

D.3.5 A 解析：设交变电流的有效值为I，据有效值的定义，得 I2RT=（42）2RTT+（32）2R 22解得I=5 A 综上所述应选择B.［投影］

［例2］ 交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4 m，bc=ad=0.2 m，共50匝，线圈电阻r=1 Ω，线圈在B=0.2 T的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO′以接电阻9 Ω，如图所示.求：

100r/s转速匀速转动，外

（1）电压表读数；（2）电阻R上电功率.解析：（1）线圈在磁场中产生： Em=NBSω=50×0.2×0.4×0.2×I=

100×2π V=160 V Em2(Rr)160210 A=82 A U=IR=722 V101.5 V（2）P=UI=722×82 W=1152 W

三、小结

本节课主要学习了以下几个问题：

1.表征交变电流的几个物理量：最大值、有效值、周期、频率.2.正弦式交流电最大值与有效值的关系： I=Im2,U=Um2.3.交流电的周期与频率的关系：T=

四、作业（略）

1.f

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五、板书设计

六、本节优化训练设计

1.把220 V的正弦式电流接在440 Ω电阻两端，则该电阻的电流峰值 A.0.5 A C.22 A

B.0.52 A D.A 2.电路如图所示，交变电流电源的电压是6 V，它跟电阻R1、R2及电容C、电压表一起连成如图电路.忽略电源内阻，为保证电容器不击穿，电容器耐压值U2和电压表示数U1分别为

A.U1=62 V C.U1=6 V

B.U2=6 V

D.U2≥62V 3.两个相同电阻分别通以下图两种电流，则在一个周期内产生的热量QA∶QB=_______.4.关于正弦式电流的有效值，下列说法中正确的是 A.有效值就是交流电在一周期内的平均值

B.交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的

C.在交流电路中，交流电流表和交流电压表的示数表示的都是有效值 D.对于正弦式电流，最大值的平方等于有效值平方的2倍 参考答案：

1.B 2.CD 3.1∶2 4.BCD

●备课资料

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taoti.tl100.com 你的首1.如何计算几种典型交变电流的有效值？ 答：交流电的有效值是根据电流的热效应规定的.让交变电流和直流电通过同样的电阻，如果它们在同一时间内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值.解析：通常求交变电流的有效值的类型有如下几种：（1）正弦式交流电的有效值

此类交流电满足公式e=Emsinω t,i=Imsinω t

它的电压有效值为E=

Em2，电流有效值I=

Im2

对于其他类型的交流电要求其有效值，应紧紧把握有效值的概念.下面介绍几种典型交流电有效值的求法.（2）正弦半波交流电的有效值

若将右图所示的交流电加在电阻R上，那么经一周期产生的热量应等于它为全波交流电时的1/2，即U半2

U1UT11T/R=（全），而U全=m，因而得U半=Um，同理得I半=Im.222R22（3）正弦单向脉动电流有效值

因为电流热效应与电流方向无关，所以左下图所示正弦单向脉动电流与正弦交流电通入电阻时所产生的热效应完全相同，即U=（4）矩形脉动电流的有效值

Um2，I=

Im2.如右上图所示电流实质是一种脉冲直流电，当它通入电阻后一个周期内产生的热量相当

U矩tt于直流电产生热量的，这里t是一个周期内脉动时间.由I矩2RT=（）Im2RT或（）TTRutttt11T=（m）T,得I矩=Im，U矩=Um.当=1/2时，I矩=Im，U矩=Um.TTRTT22 22

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taoti.tl100.com 你的首（5）非对称性交流电有效值

假设让一直流电压U和如图所示的交流电压分别加在同一电阻上，交变电流在一个周UTUT期内产生的热量为Q1=12，直流电在相等时间内产生的热量

R2R2U2Q2=T，根据它们的热量相等有

R22U1TU2T得 R2RU=2112222(U1U2)，同理有I=(I1I2).222.一电压U0=10 V的直流电通过电阻R在时间t内产生的热量与一交变电流通过R/2时在同一时间内产生的热量相同，则该交流电的有效值为多少？

解：根据t时间内直流电压U0在电阻R上产生的热量与同一时间内交流电压的有效值U在电阻R/2上产生的热量相同，则

UoUU2tt,所以U052V R(R/2)23.在图示电路中，已知交流电源电压u=200sin10πt V，电阻R=10 Ω，则电流表和电压表读数分别为 2

A.14.1 A,200 V

B.14.1 A,141 V C.2 A,200 V

D.2 A,141 V 分析：在交流电路中电流表和电压表测量的是交流电的有效值，所以电压表示数为 u=2002 V=141 V，电流值i=

U200= A=14.1 A.R210答案：B

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篇2：交变电流

交变电流教案

在教师指导下的启发式教学.●教学用具

电源、电容器、灯泡“6 V 0.3 A”、幻灯片、手摇发电机.●课时安排 1课时

●教学过程

一、引入新课 ［师］上节课讲了矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，在线圈中产生了正弦交流电.如何描述交流电的变化规律呢？

［生1］可以用公式法描述.从中性面开始计时，得出 瞬时电动势：e=Emsinω t 瞬时电流：i=Imsinω t.瞬时电压：u=Umsinω t.其中Em=NBSω

［生2］可以用图象法描述.如图所示：

［师］交流电的大小和方向都随时间做周期性变化，只用电压、电流描述不全面.这节课我们学习表征正弦交流电的物理量.二、新课教学

1.交变电流的最大值（Em,Im,Um）［师］交变电流的最大值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交变电流的电流或电压变化幅度.［演示］电容器的耐压值.将电容器（8 V，500 μF）接在学生电源上充电，接8 V电压时电容器正常工作，接16 V电压时，几分钟后闻到烧臭味，后听到爆炸声.［师］从这个实验中可以发现：电容器的耐压值是指能够加在它两端的最大电压，若电源电压的最大值超过耐压值,电容器可能被击穿.但是交流电的最大值不适于表示交流电产生的效果，在实际中通常用有效值表示交流电流的大小.2.有效值（E、I、U）

［演示］如下图所示，将两只“6 V、0.3 A”的小电珠A、B，一个接在6 V的直流电源上，一个接在有效值为6 V的交流电源上，观察灯的亮度.

交变电流教案

［生］两灯的亮度相同.［师］让交流电和直流电通过同样的电阻，如果它们在相同时间内产生热量相等，把直流电的值叫做交流电的有效值.通常用大写字母U、I、E表示有效值.3.正弦交流电的有效值与最大值的关系

［师］计算表明，正弦交流电的最大值与有效值有以下关系：

I=Im2=0.707Im

U=

Um2=0.707Um

［强调］

（1）各种使用交变电流的电器设备上所示值为有效值.（2）交流电表（电压表或电流表）所测值为有效值.（3）计算交变电流的功、功率、热量等用有效值.4.周期和频率

［师］请同学们阅读教材，回答下列问题：（1）什么叫交流电的周期？（2）什么叫交流电的频率？（3）它们之间的关系是什么？

（4）我国使用的交变电流的周期和频率各是多大？

［生1］交变电流完成一次周期性的变化所用的时间，叫做交变电流的周期，用T表示.［生2］交变电流在1 s内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率，用f表示.［生3］T=1 f［生4］我国使用的交流电频率f=50 Hz,周期T=0.02 s.［师］有个别欧美国家使用交流电的频率为60 Hz.5.例题分析 ［投影］

［例1］表示交变电流随时间变化图象如图所示，则交变电流有效值为

A.52A C.3.52 A

B.5 A D.3.5 A

交变电流教案

解析：设交变电流的有效值为I，据有效值的定义，得 I2RT=（42）2RTT+（32）2R 22解得I=5 A 综上所述应选择B.［投影］

［例2］ 交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4 m，bc=ad=0.2 m，共50匝，线圈电阻r=1 Ω，线圈在B=0.2 T的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO′以接电阻9 Ω，如图所示.求：

100r/s转速匀速转动，外

（1）电压表读数；（2）电阻R上电功率.解析：（1）线圈在磁场中产生： Em=NBSω=50×0.2×0.4×0.2×I=

100×2π V=160 V Em2(Rr)160210 A=82 A U=IR=722 V101.5 V（2）P=UI=722×82 W=1152 W

三、小结

本节课主要学习了以下几个问题：

1.表征交变电流的几个物理量：最大值、有效值、周期、频率.2.正弦式交流电最大值与有效值的关系： I=Im2,U=Um2.3.交流电的周期与频率的关系：T=

四、作业（略）

五、板书设计

1.f

交变电流教案

六、本节优化训练设计

1.把220 V的正弦式电流接在440 Ω电阻两端，则该电阻的电流峰值 A.0.5 A C.22 A

B.0.52 A D.A 2.电路如图所示，交变电流电源的电压是6 V，它跟电阻R1、R2及电容C、电压表一起连成如图电路.忽略电源内阻，为保证电容器不击穿，电容器耐压值U2和电压表示数U1分别为

A.U1=62 V C.U1=6 V

B.U2=6 V

D.U2≥62V 3.两个相同电阻分别通以下图两种电流，则在一个周期内产生的热量QA∶QB=_______.4.关于正弦式电流的有效值，下列说法中正确的是 A.有效值就是交流电在一周期内的平均值

B.交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的

C.在交流电路中，交流电流表和交流电压表的示数表示的都是有效值 D.对于正弦式电流，最大值的平方等于有效值平方的2倍 参考答案：

1.B 2.CD 3.1∶2 4.BCD

●备课资料

1.如何计算几种典型交变电流的有效值？ 答：交流电的有效值是根据电流的热效应规定的.让交变电流和直流电通过同样的电阻，交变电流教案

如果它们在同一时间内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值.解析：通常求交变电流的有效值的类型有如下几种：（1）正弦式交流电的有效值

此类交流电满足公式e=Emsinω t,i=Imsinω t

它的电压有效值为E=

Em2，电流有效值I=

Im2

对于其他类型的交流电要求其有效值，应紧紧把握有效值的概念.下面介绍几种典型交流电有效值的求法.（2）正弦半波交流电的有效值

若将右图所示的交流电加在电阻R上，那么经一周期产生的热量应等于它为全波交流电时的1/2，即U半2

U1UT11T/R=（全），而U全=m，因而得U半=Um，同理得I半=Im.R22222（3）正弦单向脉动电流有效值

因为电流热效应与电流方向无关，所以左下图所示正弦单向脉动电流与正弦交流电通入电阻时所产生的热效应完全相同，即U=（4）矩形脉动电流的有效值

Um2，I=

Im2.如右上图所示电流实质是一种脉冲直流电，当它通入电阻后一个周期内产生的热量相当

U矩tt于直流电产生热量的，这里t是一个周期内脉动时间.由I矩2RT=（）Im2RT或（）

RTT2utt11ttT=（m）T,得I矩=Im，U矩=Um.当=1/2时，I矩=Im，U矩=Um.TT22RTT（5）非对称性交流电有效值

交变电流教案

假设让一直流电压U和如图所示的交流电压分别加在同一电阻上，交变电流在一个周UTUT期内产生的热量为Q1=12，直流电在相等时间内产生的热量

R2R222U2Q2=T，根据它们的热量相等有

RU1TU2T得 R2RU=2112222(U1U2)，同理有I=(I1I2).222.一电压U0=10 V的直流电通过电阻R在时间t内产生的热量与一交变电流通过R/2时在同一时间内产生的热量相同，则该交流电的有效值为多少？

解：根据t时间内直流电压U0在电阻R上产生的热量与同一时间内交流电压的有效值U在电阻R/2上产生的热量相同，则

UoUU2tt,所以U052V R(R/2)23.在图示电路中，已知交流电源电压u=200sin10πt V，电阻R=10 Ω，则电流表和电压表读数分别为 2

A.14.1 A,200 V

B.14.1 A,141 V C.2 A,200 V

D.2 A,141 V 分析：在交流电路中电流表和电压表测量的是交流电的有效值，所以电压表示数为 u=2002 V=141 V，电流值i=

篇3：交变电流

“交变电流”一章是电磁感应现象中的一个典型应用, 是该部分知识的提高和升华, 它与电路、电磁场、电磁波联系紧密, 更与工农业生产和日常生活紧密结合, 在实际生活和生产中有着广泛的应用.在《课程标准》中规定:能尝试运用有关的物理知识和技能解释一些自然现象和生活中的问题;尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题;有将物理知识应用于生活和生产实践的意识, 勇于探究与日常生活有关的物理学问题等都是课程的具体目标.因此, 在近几年的全国各地高考试题中都在努力尝试体现“从生活到物理, 从物理到社会”的课改理念, 特别在以“交变电流”这一与生活息息相关的情境为背景下, 命题的频度明显增加, 2012年全国各地高考在本章的命题达到峰值, 几乎都有涉及, 使得本章知识在高考命题中成为新宠.命题的着眼点遍布本章的绝大部分知识要点, 并出现了一些新颖的考查方式和创造性的试题.围绕高考这一指挥棒, 细细品读这些考题的立意、命题方式和着眼点以及考点的知识分布, 对今后高三总复习的高效复习将大有裨益.为此, 本文对本章知识要点、命题特点及复习重点略作探讨, 以飨读者.

1 正弦式交变电流的产生及规律———重获新宠

1.1 知识要点

交变电流的产生:矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动而产生.

交变电流的图象:在直角坐标系中, 横轴表示线圈转动经过的时间t (或表示线圈平面跟中性面的夹角ωt) , 纵轴表示感应电动势e (或感应电流i) , 则e=Emsinωt (或i=Imsinωt) 的函数图象如图1所示.由图象可以读出:峰值、周期以及任意时刻电流或电动势的瞬时值;可判断出线圈转动的起始位置、特殊时刻线圈磁通量最大或最小及其变化率是否为零以及e、i方向改变的时刻等.

1.2 真题佐证

题1. (2012·安徽卷第23题) 图2是交流发电机模型示意图.在磁感应强度为B的匀强磁场中, 有一矩形线图abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO′转动, 由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕O转动的金属圈环相连接, 金属圈环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触, 这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路.图3是线圈的俯视图, 导线ab和cd分别用它们的横截面来表示.已知ab长度为L1, bc长度为L2, 线圈以恒定角速度ω逆时针转动. (只考虑单匝线圈)

(1) 线圈平面处于中性面位置时开始计时, 试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式;

(2) 线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时, 如图4所示, 试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式;

(3) 若线圈电阻为r, 求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热. (其他电阻均不计)

(1) 线圈切割磁感线时, 感应电动势的大小Em;

(2) 线圈切割磁感线时, bc边所受安培力的大小F;

(3) 外接电阻上电流的有效值I.

点评:以上两考题均以交变电流的产生为核心而延伸出对交变电流的函数表达式、最大值、有效值、安培力以及电功、电热的考查, 而且题设背景熟悉, 易于上手.多年来, 交变电流的产生及规律出现在计算题中, 实属罕见, 重新得到宠爱, 因此在复习中切不可对本知识轻描淡写、一带而过, 应引起重视.在解决正弦交变电流产生过程的问题中, 要做到“情、数、形”三者相统一.“情”就是物理情景, 即线圈在磁场中转动的情形;“数”就是用数学表达式表示交变电流的产生过程;“形”就是用图象表示交变电流的产生过程.在这三者之中已知其一, 便知其二.

2 正弦式交变电流的“四值”及其应用———重在基础

2.1 知识要点

瞬时值:反映不同时刻交变电流的大小和方向.如瞬时电流的表达式为i=Imsinωt.

峰值:反映交变电流大小的变化范围, 当线圈平面与磁感线平行时线圈电动势最大 (此时的电流和电压也达到最大值) .

2.2 真题佐证

题3. (2012·广东卷第19题) 某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100πt (V) , 对此电动势, 下列表述正确的有 ()

B.频率是100Hz

D.周期是0.02s

点评:通过以上两考题可以看出, 重视基础知识的扎实有效复习至关重要.只要把交变电流的“四值”等基础知识的含义领悟透彻, 应用娴熟, 此类考题均能信手拈来, 极易得分.一般而言, 常从图象或瞬时值表达式入手, 得出交流电的最大值、有效值, 然后再按照电路知识解决相关问题.只不过部分电路和闭合电路的有关公式仍适用于正弦交流电路, 应用时需分清电源 (如发电机) 和外电路、电动势和路端电压等.

3 理想变压器及其应用———备受青睐

3.1 知识要点

变压器的工作原理:互感现象是变压器工作的基础.

理想变压器:忽略铁损、铜损和磁损的变压器, 其输入功率等于输出功率, 即P1=P2.

3.2 真题佐证

题5. (2012·山东卷第18题) 如图6甲所示是某燃气炉点火装置的原理图.转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压, 并加在一理想变压器的原线圈上, 变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.V为交流电压表.当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时, 就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体.以下判断正确的是 ()

A.电压表的示数等于5V

题6. (2012·福建卷第14题) 如图7所示, 理想变压器原线圈输入电压u=Umsinωt, 副线圈电路中R0为定值电阻, R是滑动变阻器.V1和V2是理想交流电压表, 示数分别用U1、U2表示;A1、A2是理想交流电流表, 示数分别用I1、I2表示.下列说法正确的是 ()

A.I1`和I2表示电流的瞬间值

B.U1和U2表示电压的最大值

C.滑片P向下滑动过程中, U2不变、I1变大

D.滑片P向下滑动过程中, U2变小、I1变小

点评:除上面两题外, 还有“2012年全国新课标卷第17题”, “2012年海南卷第4题”.以上各考题考查的核心是我们熟悉的理想变压器的工作原理, 其中, 题6是理想变压器的动态分析问题.从命题的数量上足见, 对“理想变压器”知识的考查备受各地高考命题专家的青睐, 应引起足够的重视.而解决理想变压器问题常见的思路有: (1) 电压思路, 即变压器原、副线圈的电压之比为U1/U2=n1/n2; (2) 功率思路, 即理想变压器的输入、输出功率为P入=P出, 即P1=P2; (3) 电流思路, 即由I=P/U知, 对只有一个副绕组的变压器有I1/I2=n2/n1; (4) 变压器动态问题制约思路为:

4 远距离高压输电———命题热点

4.1 知识要点

输电线的功率损失:电流流过输电线而发热, 从而损失电功率.若输送电功率为P, 输电电压为U, 输电线的总长度为L, 横截面积为S, 电阻率为ρ, 则输电线上的功率损失可表示为

4.2 真题佐证

点评:该考题是较为常规的远距离电能输送问题, 涉及升压变压器和降压变压器及能损的有关计算, 特别是对整个电能输送网络图要有比较清晰的理解和认识.解决电能输送问题要掌握好两个关系: (1) 输电过程中电压关系, U出=U损+U用, 其中U出是升压变压器的副线圈上的电压, U损是输电线上损失电压, U用是降压变压器原线圈电压; (2) 功率关系, P出=P损+P用.

我们知道, 高压交流输电与变压器密不可分, 是中学物理中理论联系实际的典型案例.而今, 倡导低碳生活、绿色能源、节能减排等已成为社会的热点话题, 而电能的输送问题恰是节能减排的典型案例, 因此, 这些热点话题势必成为今后高考命题的新热点, 应引起足够重视.

通过对2012年高考“交变电流”的命题特点透视, 对今后有关交变电流知识的有效复习提三点建议:

1.坚定不移地抓常规题型的演练是高效复习的保证.从各地高考试卷来看, 打破该章内容以选择题为主的统治地位, 计算题也开始受宠加盟.但不管是何种题型, 均本着最基本的物理模型、较低的起点和极易上手的特点来考查考生对知识的理解、运用等基本技能.为此, 在总复习中, 坚决唾弃毫无筛选的题海战术, 让偏题、怪题、难题和我们说再见, 把主要精力投放到基本题型的训练中来, 掌握方法, 培养技能, 以不变应万变.

2.夯实双基是有效复习的核心.该部分知识需要深入理解各核心概念的内涵和外延以及熟练应用各个物理规律, 特别是要掌握理想变压器的工作原理、电流及电压的变比关系、能量守恒、电路分析以及远程高压输电中减小能耗方法等 (因为该部分内容命题频度最高) , 脚踏实地弄懂每个知识点, 切实掌握解决问题和灵活处理问题的技能与方法.

3.吃透考试说明和教学要求是减负增效的关键.目前, 随着自主命题省份越来越多, 各省都相应出台了符合本省特点的考试说明和教学要求.譬如, 江苏省对变压器的要求是Ⅱ级, 而教学要求特别强调“只要求对原、副线圈各只有一组的理想变压器进行简单计算, 对变压器原线圈与其他电器串联的问题不作要求”.其实, 从上述例题可以看到, 各省的命题要求与江苏卷的命题要求基本一致, 均严格体现了这一要求.如此一来, 对于变压器有两组或两组以上的副线圈问题、原线圈中串接有用电器问题、对“日”字型变压器问题等都不应作为复习的重点内容, 而是供有兴趣的学生自行研讨, 复习的重点应放在原副线圈各一组的“回”字型理想变压器上, 否则, 脱离了考试说明和教学要求, 凭经验论、老思维、旧套路, 眉毛胡子一把抓, 势必苦了学生累了自己, 复习的实效性大打折扣.因此, 在高三复习过程中, 吃透考试说明, 精准把握各知识点的教学要求, 严格控制难度, 不越雷池半步, 使减负增效真正落到实处, 惠及广大师生.

篇4：专题十四 交变电流

A. [2]A B. [145]A C. 1.5A D. [22]A

2. 如图2所示为一交变电流的电流图象，该电流的有效值为（ ）

A. [I0] B. [22I0] C. [2I0] D. [I02]

3. 下列所列数据不属于交流电有效值的是（ ）

A. 交流电表的示数 B. 灯泡的额定电压

C. 电容器的耐压值 D. 保险丝的额定电流

4. 一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流[E=2202sin100πtV]，那么（ ）

A. 该交变电流的频率是100Hz

B. 当[t=0]时，线圈平面恰好与中性面垂直

C. 当[t=1200s]时，[e]有最大值

D. 该交变电流电动势的有效值为[2202]V

5. 下列四个图象中描述的是正弦式交变电流的是（ ）

6. 如图3是我国民用交流电的电压的图象. 根据图象可知，下列有关家庭用交变电压参数的说法中，错误的是（ ）

A. 电压的最大值是311V

B. 用电压表测出的值是220V

C. 交流电的频率是50Hz

D. 某一时刻的交流电压为[U=311sin50πt]V

7. 某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图4，下列说法中正确的是（ ）

A. 交变电流的频率为0.02Hz

B. 交变电流的瞬时表达式为[i=5cos50πtA]

C. 在[t=0.01s]时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大

D. 若发电机线圈电阻为0.4Ω，则其产生的热功率为5W

8. 如图5，三只白炽灯泡[L1]、[L2]、[L3]分别与线圈[L]、电阻[R]、电容器[C]串联后接在同一个交流电源上，供电电压瞬时值为[U1=Umsinwt]，此时三只灯泡的亮度相同. 现换另一个电源供电，供电电压瞬时值为[U2=Umsinwt2]，则三只灯泡的亮度变化是（ ）

A. [L1]变亮，[L2]不变，[L3]变暗

B. [L1]变暗，[L2]不变，[L3]变亮

C. [L1]变亮，[L2]变亮，[L3]变暗

D. [L1]变暗，[L2]变亮，[L3]变亮

9. 如图6，电路中A、B是两个完全相同的灯泡，[L]是一个自感系数很大，电阻可忽略的自感线圈，[C]是电容很大的电容器. 当S闭合与断开时，A、B灯泡的发光情况是（ ）

图6

A. S刚闭合后，A亮一下又逐渐变暗直至熄灭，B逐渐变亮

B. S刚闭合后，B亮一下又逐渐变暗直至熄灭，A逐渐变亮

C. S闭合足够长时间后，A和B都一样亮

D. S闭合足够长时间后再断开，B立即熄灭，而A逐渐熄灭

10. 在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成份，又有低频成份，经放大后送到下一级，需要把低频成份和高频成份分开，只让低频成份输送到再下一级，我们可以采用图7电路，其中[a、b]应选择的元件是（ ）

A. [a]是电容较大的电容器，[b]是低频扼流圈

B. [a]是电容较大的电容器，[b]是高频扼流圈

C. [a]是电容较小的电容器，[b]是低频扼流圈

D. [a]是电容较小的电容器，[b]是高频扼流圈

11. 如图8所示的理想变 [图8]压器，对于原、副线圈，一定相等的物理量是（ ）

A. 交流电的最大值

B. 磁通量的变化率

C. 电功率

D. 交变电流频率

12. 变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成，而不采用一块整硅钢，这是为了（ ）

A. 增大涡流，提高变压器的效率

B. 减小涡流，提高变压器的效率

C. 减小涡流，减小铁芯的发热量

D. 增大涡流，减小铁芯的发热量

13. 理想变压器的原副线圈的匝数比为1∶15，当原线圈接在6V的蓄电池两端以后，副线圈的输出电压为（ ）

A. 90V B. 0.4V C. 6V D. 0

14. 如图9，理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1. 原线圈接入一电压为[u=U0sinωt]的交流电源，副线圈接一个[R]=27.5Ω的负载电阻. 若[U0]=[2202]V，[f]=100πHz，则下述结论正确的是（ ）

A. 副线圈中电压表的读数为55V

B. 副线圈中输出交流电的周期为[1100πs]

C. 原线圈中电流表的读数为0.5A

D. 原线圈中的输入功率为[1102W]

15. 变压器是根据电磁感应原理工作的，理想变压器工作时不损耗能量，不会改变交变电流的周期和频率. 如图10所示的变压器在工作时，要想增大原线圈的输入电流，可以采用的方法是（ ）

A. 同时增加初级线圈的匝数[n1]、减小次级线圈的匝数[n2]

B. 保持滑动变阻器不动，减小次级线圈的匝数[n2]

C. 只将滑动变阻器的滑片向[b]端滑动

D. 只将滑动变阻器的滑片向[a]端滑动

16. 如图11是街头变压器给用户供电的示意图. 输入端接入的电压[u=22002sin100πtV]，输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用[R]表示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，题中电表均为理想交流表，则下列说法正确的是（ ）

A. [V2] 表的读数为[2202]V

B. [A1] 表的示数随[A2] 表的示数的增大而增大

C. 副线圈中交流电的频率为100Hz

D. 用户端闭合开关，则[V2] 表读数不变，[A1] 表读数变大，变压器的输入功率增大

17. 如图12甲，两个相同变压器的副线圈接有相同的灯泡[L1]、[L2]，原线圈接有定值电阻[R]，导轨和金属棒[MN]的电阻不计. 现使金属棒沿轨道向右匀速运动，图12乙中金属棒移动速度大于甲图中棒的移动速度，则在棒运动的过程中（ ）

A. [L1]、[L2]都发光，[L2]比[L1]亮

B. [L1]、[L2]都不发光

C. [L2]发光，[L1]不发光

D. [L1]发光，[L2]不发光

18. 有理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图13. 如果负载电阻的滑片向上移动，则图中所有交流电表的读数及输入功率变化情况正确的是（ ）

A. [V1] 、[V2] 不变，[A1] 增大、[A2] 减小，[P]增大

B. [V1] 、[V2] 不变，[A1] 、[A2] 增大，[P]增大

C. [V1] 、[V2] 不变，[A1] 、[A2] 减小，[P]减小

D. [V1] 不变，[V2] 增大，[A1] 减小，[A2] 增大，[P]减小

19. 如图14，一个理想变压器，[O]点为副线圈的中心轴头，电路中的两个电阻的大小相同. 设开关K闭合前后原线圈的电流分别为[I1]和[I2]，则电流[I1]∶[I2]为（ ）

A. 1∶1 B. 2∶1

C. 1∶2 D. 上述三个选项都不正确

20. 如图15是一台理想自耦变压器，在[a、b]之间接正弦交流电，A、V分别为理想交流电流表和交流电压表. 若将调压端的滑动头[P]向上移动，则（ ）

A. 电压表V的示数变大

B. 变压器的输出功率变大

C. 电流表A的示数变小

D. 电流表A的示数变大

21. 如图16，理想变压器副线圈接两个相同的灯泡[L1]和[L2]. 输电线的等效电阻为[R]. 开始时，电键S断开，当S闭合时，下列说法中错误的是（ ）

A. 副线圈两端的输出电压减小

B. 通过灯泡[L1]的电流减小

C. 原线圈中的电流增大

D. 变压器的输入功率减小

22. 远距离输电都采用高压输电，其优点是（ ）

A. 可增大输电电流

B. 可加快输电速度

C. 可增大输电功率

D. 可减少输电线上的能量损失

23. 在远距离输电时，输送的电功率为[P]，输电电压为[U]，所用输电导线的电阻率为[ρ]，截面积为[S]，两地的距离为[L]，输电线上损耗的电功率为[P1]，用户得到的电功率为[P2]. 下列关于[P1]和[P2]的表达式，正确的是（ ）

A. [P2=P（1-2PρLU2S）] B. [P2=P-U2S2ρL]

C. [P1=P2ρLU2S] D. [P1=U2SρL]

24. 关于远距离输电，下面说法正确的是（ ）

A. 在输电功率一定的条件下，根据[P=U2R]可知，导线上损失的电功率与输电电压的平方成正比，与输电线电阻成反比

B. 在输电功率一定的条件下，根据[P=I2R]可知，导线上损失的电功率与输电电流的平方成正比，与输电线电阻成正比

C. 在输电功率一定和输电线选定的的条件下，导线上损失的电功率与输电电压的平方成反比

D. 在输电功率和电压一定的条件下，导线上损失的电功率与输电线的直径的平方成正比

25. 矩形线圈在一匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速转动，产生的交变电动势表达式为[e=311sin314t]V，求：

（1）电动势的最大值、有效值和频率；

（2）若矩形线圈是100匝，线圈平面面积为0.02m2，匀强磁场的磁感应强度[B]是多少；

（3）当线圈平面从中性面开始转过[3π4]时，电动势的瞬时值是多大.

26. 如图17为某学校一套校内备用供电系统，由一台内阻为1Ω的发电机向全校22个教室（每个教室有“220V，40W”的白炽灯6盏）供电. 如果输电线的总电阻[R]是4Ω，升压变压器和降压变压器（都认为是理想变压器）的匝数比分别是1∶4和4∶1，那么：

（1）发电机的输出功率应是多大；

（2）发电机的电动势是多大；

（3）输电效率是多少.

27. 如图18，变压器原线圈输入电压为220V，副线圈输出电压为36V，两只灯泡的额定电压均为36V，[L1]额定功率为12W，[L2]额定功率为6W. 求：

（1）该变压器的原副线圈匝数比.

篇5：三相交变电流

二、进行新课

演示单相交流发电机模型：只有一个线圈在磁场中转动，电路中只产生一个交变电动势，这样的发电机叫单相交流发电机．它发出的电流叫单相交变电流．

演示：三相交流发电机模型，提出研究三相交变电流的产生．

篇6：三相交变电流

一、知识目标

1、知道是如何产生的.了解是三个相同的交流电组成的.

2、了解的图象，知道在图象中三个交变电流在时间上依次落后1/3周期.

3、知道产生的三个线圈中的电动势的最大值和周期都相同，但它们不是同时达到最大值(或为零).

4、了解三相四线制中相线(火线)、中性线、零线、相电压、线电压等概念.

5、知道什么是星形连接、三角形连接、零线、火线、线电压及相电压.

二、能力目标

1、培养学生将知识进行类比、迁移的能力.

2、使学生理解如何用数学工具将物理规律建立成新模型

3、训练学生的空间想象能力的演绎思维能力.

4、努力培养学生的实际动手操作能力.

三、情感目标

1、通过了解我国的电力事业的发展培养学生的爱国热情

2、让学生在学习的过程中体会到三相交流电的对称美

教学建议

教材分析

三相电流在生产和生活中有广泛的应用，学生应对它有一定的了解.但这里只对学生可能接触较多的知识做些介绍，而不涉及太多实际应用中的具体问题.在生产生活实际中应用广泛，所以其基本常识应让每个学生了解.

教法建议

1、在介绍的产生时，除课本中提供的插图外，教师可以再找一些图片或模型，使学生明白，三个相同的线圈同时在同一磁场中转动，产生，它们依次落后1/3周期.就是三个相同的交变电流，它们具有相同的最大值、周期、频率.每一个交变电流是一个单相电.

2、要让学生知道，三个线圈相互独立，每一个都可以相当于一个独立的电源单独供电.由于三个线圈平面依次相差120o角.它们达到最大值(或零)的时间就依次相差1/3周期.用挂图配合三相电机的模型演示，效果很好.

让三个线圈通过星形连接或三角形连接后对外供电，一方面比用三个交变电流单独供电大大节省了线路的材料，另一方面，可同时提供两种不同电压值的交变电流.教师应组织学生观察生活实际中的交变电流的连接方式，理解课本中所介绍的三相电的连接.

教学设计方案

教学目的

1、知道的产生及特点.

2、知道星形接法、三角形接法和相电压、线电压知识.

教具：演示用交流发电机

教学过程：

一、引入新课

本章前面学习了一个线圈在磁场中转动，电路中产生交变电流的变化规律.如果三组互成120°角的线圈在磁场中转动，三组线圈产生三个交变电流.这就是我们今天要学习的.

板书：第六节

二、进行新课

演示单相交流发电机模型：只有一个线圈在磁场中转动，电路中只产生一个交变电动势，这样的发电机叫单相交流发电机.它发出的电流叫单相交变电流.

演示：三相交流发电机模型，提出研究的产生.

板书：一、的产生

1、的产生：互成120°角的线圈在磁场中转动，三组线圈各自产生交变电流

2、的特点：最大值和周期是相同的.

板书：三组线圈到达最大值(或零值)的时间依次落后1/3周期

我们还可以用图像描述

板书：的图像

三组线圈产生可对三组负载供电，那么三组线圈和三个负载是怎样连接的呢?

板书：二、星形连接和三角形连接

1、星形连接

说明：在实际应用中，三相发电机和负载并不用6条导线连接，而是把线圈末端和负载之间用一条导线连接，这就是我们要学习的星形连接

① 把线圈末端和负载之间用一条导线连接的方法叫星形连接(符号Y)

② 端线、火线和中性线、零线

从每个线圈始端引出的导线叫端线，也叫相线，在照明电路里俗称火线.从公共点引出的导线叫中性线，照明电路中，中性线是接地的叫做零线.

③ 相电压和线电压

端线和中性线之间的电压叫做相电压

两条端线之间的电压叫做线电压.

我国日常电路中，相电压是220V、线电压是380V

2、三角形连接

① 把发电机的三个线圈始端和末端依次相连的方式叫三角板连接(符号△)

② 相电压和线电压

篇7：交变电流课件学案练习

1.(20XX大纲全国卷)一台电风扇的额定电压为交流220 V。在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图1所示。这段时间内电风扇的用电量为( )

A.3.9×10-2度 图1

B.5.5×10-2度

C.7.8×10-2度

D.11.0×10-2度

解析：根据电流的变化情况，分段计算求电功

W1=I1Ut1=0.3×220×10×60 =3.96×104

W2=I2Ut2=0.4×220×10×60 =5.28×104

W3=I3Ut3=0.2×220×40×60 =1.056×105

则总功W=W1+W2+W3=1.98×105 =5.5×10-2度，选项B正确。

答案：B

2.一个阻值为2 Ω的线圈在匀强磁场中转动，产生的电动势为e=102 sin 20πt V，当该线圈与一阻值为8 Ω的电阻组成闭合回路时，下列说法正确的是( )

A.t=0时，线圈平面拉于中性面

B.t=0时，穿过线圈的磁通量为0

C.电阻的热功率为16 W

D.用电压表测路端电压时读数为11.3 V

解析：由产生的电动势的表达式可知，t=0时，电动势为零，线圈平面位于中性面，磁通量最大，故A对B错;电动势的有效值E=10 V，电阻两端的电压U=ER+rR=8 V，D错;由P=U2R得P=8 W，C错误。

答案：A

3.如图2所示，变频交变电源的频率可在20 Hz到20 Hz之间调节，在某一频率时，A1、A2两只灯泡的炽热程度相同。则下列说法中正确的是( )

A.如果将频率增大，A1炽热程度减弱、A2炽热程度加强 图2

B.如果将频率增大，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱

C.如果将频率减小，A1炽热程度减弱、A2炽热程度加强

D.如果将频率减小，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱

解析：某一频率时，两只灯泡炽热程度相同，应有两灯泡消耗的功率相同，频率增大时，感抗增大，而容抗减小，故通过A1的电流增大，通过A2的电流减小，故B项正确;同理可得C项正确。

答案：BC

4.(20XX安徽高考)如图3所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)。则线框内产生的感应电流的有效值为( )

A.BL2ω2R B.2BL2ω2R

C.2BL2ω4R D.BL2ω4R 图3

解析：线框转动的角速度为ω，进磁场的过程用时18周期，出磁场的过程用时18周期，进、出磁场时产生的感应电流大小都为I′=12BL2ωR，则转动一周产生的感应电流的有效值满足：I2RT=(12BL2ωR)2R×14T，解得I=BL2ω4R，D项正确。

答案：D

5.如图4所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有三只灯泡L1、L2和L3，输电线的等效电阻为R，原线圈接有一个理想电流表。开始时开关S接通，当S断开时，以下说法正确的是( )

A.原线圈两端P、Q间的输入电压减小 图4

B.等效电阻R上的功率变大

C.原线圈中电流表示数变大

D.灯泡L1和L2变亮

解析：当S断开时，副线圈总电阻变大，而输入电压不变，通过R的`电流变小，由P=I2R知，B错;由于副线圈电流变小，原、副线圈电压不变，输出功率减小，输入功率也减小，输入电流减小，C错;UMN不变，UR减小，灯泡L1与L2两端电压增大，D对。

答案：D

6.如图5所示为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻R=10 Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，副线圈与用电器R0组成闭合电路。若 图5

T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压u =2202sin 100πt(V)，当用电器电阻R0=11 Ω时( )

A通过用电器R0的电流有效值是20 A

B.升压变压器的输入功率为4 650 W

C.发电机中的电流变化频率为100 Hz

D.当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小

解析：由T2的副线圈两端电压的表达式知，副线圈两端的电压有效值为220 V，电流为I=220XX A=20 A，选项A正确;由于输电线电流I′=204 A=5 A，所以升压变压器的输入功率为P=P线+I2R0=52×10 W+202×11 W=4 650 W，选项B正确;发电机中的电流变化频率与T2的副线圈两端电压的频率相同，也为50 Hz，选项C错误;当用电器的电阻R0减小时，其消耗的功率变大，发电机的输出功率变大，选项D错误。

答案：AB

7.如图6所示，某理想变压器原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦式交变电流，在其他条件不变的情况下，为使变压器的输入功率增大，可使( )

A原线圈匝数n1增加 图6

B.副线圈匝数n2增加

C.负载电阻R的阻值增大

D.负载电阻R的阻值减小

解析：由变压比U1U2=n1n2及P入=P出可得P入=P出=I2U2=U 22R=(U1n2n1)2×1R=U 21n 22n 21R，又原线圈两端电压U1(交变电流的有效值)恒定，故选项B、D正确。

答案：BD

8.(20XX四川高考)如图7所示，在匀强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 Ω。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( )

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e=4cs2πTt 图7

D.任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ=Tπsin2πTt

解析：从线圈平面平行于磁感线开始计时，正弦交变电流的感应电动势的一般表达式为e=Ecs θ，且该式的成立与转轴的位置无关(转轴平行于磁感线的情况除外)，则感应电流i=eR=ERcs θ，由题给条件有：1=E2×12，E=4 V，则I=2 A，I有效=2 A，电功率P=I2有效R=4 W，所以A正确，B错误。

e=4cs ωt=4cs2πTt，即C正确。

由E=BSω=Φ2πT得Φ=2Tπ，故Φ=2Tπsin2πTt，即D错误。

答案：AC

9.如图8所示，一只理想变压器的原、副线圈的匝数比是10∶1，原线圈接入电压为220 V的照明用电，一只理想二极管和一个阻值为10 Ω的电阻R串联接在副线圈上。则以下说法中正确的是( )

A1 in内电阻R上产生的热量为 1 452

B.电压表的读数约为15.6 V 图8

C.二极管两端的最大电压为22 V

D.若将R换成一个阻值大于10 Ω的电阻，则电流表读数变大

解析：由U1U2=n1n2得U2=22 V，由于二极管的单向导电性，当交变电流反向不导通时，二极管两端电压的最大值为222 V，C错误，电压表的读数为R两端电压的有效值，因只有一半时间有电流通过R，由有效值定义有U22R×T2=U2RR T，解得UR=U22=222 V≈15.6 V，B项正确。R上1分钟内产生的热量Q=U2RR×t=222210×60 =1 452 ，A项正确。当R增大时，输出功率变小，输入功率变小，电流表读数变小，D错误。

答案：AB

二、计算题(本题共3小题，共37分。解答过程应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤)

10.(10分)如图9所示，理想变压器有两个副线圈，原线圈1接220 V的交流电源，副线圈2的匝数为30匝，两端接有“12 V 12 W“的灯泡L正常发光，副线圈3的输出电压为110 V，两端接有电阻R，通过R的电流为0.4 A，求：

(1)副线圈3的匝数n3; 图9

(2)原线圈1的匝数n1和通过它的电流I1。

解析：(1)由U2U3=n2n3，得n3=U3U2n2=11012×30=275(匝)。

(2)由U1U2=n1n2，得n1=U1U2n2=220XX×30=550 (匝);

由P1=P2+P3=12 W+110×0.4 W=56 W

得原线圈中的电流I1=P1U1=56220 A=0.255 A。

答案：(1)275 匝 (2)550 匝 0.255 A

11.(12分)(20XX安徽高考)图10甲是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线图abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO′转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路。图乙是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示。已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度ω逆时针转动。(只考虑单匝线圈)

图10

(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式;

(2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时，如图丙所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式;

(3)若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。(其他电阻均不计)

解析：(1)矩形线圈abcd在磁场中转动时，ab、cd切割磁感线，且转动的半径为r=L22，

转动时ab、cd的线速度v=ωr=ωL22，且与磁场方向的夹角为ωt，

所以，整个线圈中的感应电动势e1=2BL1vsin ωt=BL1L2ωsin ωt。

(2)当t=0时，线圈平面与中性面的夹角为φ0，则某时刻t时，线圈平面与中性面的夹角为(ωt+φ0)

故此时感应电动势的瞬时值

e2=2BL1vsin(ωt+φ0)=BL1L2ωsin(ωt+φ0)

(3)线圈匀速转动时感应电动势的最大值E=BL1L2ω，

故有效值E=E2=BL1L2ω2

回路中电流的有效值I=ER+r=BωL1L22R+r

根据焦耳定律知转动一周电阻R上的焦耳热为

Q=I2RT=BωL1L22R+r2R2πω=πωRB2L 21L 22R+r2。

答案：(1)e1=BL1L2ωsin ωt (2)e2=BL1L2ωsin(ωt+φ0)(3)πωRB2L 21L 22R+r2

12.(15分)一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率为50 W，输出电压为500 V，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶5，两个变压器间的输电导线的总电阻为15 Ω，降压变压器的输出电压为220 V，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中电抗造成的电压损失不计，求：

(1)升压变压器副线圈的端电压;

(2)输电线上损耗的电功率;

(3)降压变压器原、副线圈的匝数比。

解析：(1)根据理想变压器的电压比与匝数比的关系有：U1U2=n1n2，

所以U2=n2n1U1=2 500 V。

(2)P2=P1=50 W。

输电线中电流：

I2=P2U2=50 0002 500 A=20 A，

则ΔP=I22R线=202×15 W=6 000 W。

(3)根据能量守恒，用户得到功率为：

P4=P1-ΔP=44 000 W。

所以降压变压器副线圈电流：

I4=P4U4=44 000220 A=200 A。

故n3n4=I4I3=I4I2=0=101。

答案：(1)2 500 V (2)6 000 W (3)10∶1

篇8：交变电流专题练习

A.最大值是

B.频率是100Hz

C.有效值是

D.周期是0.02s

2.如图1所示, 是远距离输电示意图, 电站的端电压U1=250V, 输出功率P=100kW, 输电线电阻R=8Ω, 若进行远距离输电时, 要求用户得到的电压为220V, 那么 ( )

A.若电站的输出功率突然增大, 则降压变压器的输出电压减小.

B.若电站的输出功率突然增大, 则升压变压器的输出电压增大.

C.用高压输电输电线损为5% 时, 所用升压变压器的匝数比

D.用10 000 V高压输电, 输电线损失为8000W

3.如图2所示, 理想变压器原线圈输入电压u=Umsinωt, 副线圈电路中R0为定值电阻, R是滑动变阻器.V1和V2是理想交流电压表, 示数分别用U1和U2表示;A1和A2是理想交流电流表, 示数分别用I1和I2表示.下列说法正确的是 ( )

A.I1和I2表示电流的瞬间值

B.U1和U2表示电压的最大值

C.滑片P向下滑动过程中, U2不变、I1变大

D.滑片P向下滑动过程中, U2变小、I1变小

4.如图3所示, 导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上, 圆环通过电刷与导线c、d相接.c、d两个端点接在匝数比n1∶n2=10∶1的理想变压器原线圈两端, 变压器副线圈接一滑动变阻器R0, 匀强磁场的磁感应强度为B, 方向竖直向下, 导体棒ab长为L (电阻不计) , 绕与ab平行的水平轴 (也是两圆环的中心轴) OO′以角速度ω 匀速转动, 如果变阻器的阻值为R时, 通过电流表的电流为I, 则 ( )

A.变阻器上消耗的功率为P=10I2R

B.ab沿环转动过程中受到的最大安培力

C.取ab在环的最低端时t=0, 则棒ab中感应电流的表达式是

D.变压器原线圈两端的电压U1=IR

5.图4甲是某燃气炉点火装置的原理图.转换器将直流电压转换为图4乙所示的正弦交变电压, 并加在一理想变压器的原线圈上, 变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.V为交流电压表.当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时, 就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体.以下判断正确的是 ( )

A.电压表的示数等于5V

B.电压表的示数等于

C.实现点火的条件是

D.实现点火的条件是

6.如图5所示, 一低压交流稳压器中, 变压器的原、副线圈都带有滑动头, 通过上下调节P1、P2的位置, 可以改变变压器输入、输出电压.图中L是一个小灯泡, R2是定值电阻, R1、R3是滑动变阻器, 若要是增大灯泡L的亮度, 可以采取的办法是 ( )

A.P1、P3、P4不动, P2下移

B.P1、P2、P3不动, P4下移

C.P2、P3、P4不动, P1上移

D.P1、P2、P4不动, P3上移

7.如图6 所示, 在边界OO′左侧有一垂直于纸面向里的匀强磁场, 磁场的磁感应强度为B0, 磁场中有一个正方形单匝线圈abcd, 线圈平面在纸面里且线圈bc边与OO′重合, 线圈边长为L, 每边电阻为R.

(1) 让线圈绕ad边以角速度ω 匀速转动, 求线圈从图示位置转过60°时通过线圈截面的电量及线圈转动一周线圈中产生的电流的有效值.

(2) 让线圈绕bc边以角速度ω 匀速转动, 求线圈从图示位置转过一周线圈中产生的电流的有效值及线圈中产生的焦耳热.

交变电流专题练习参考答案

1.答案:CD

解析:交变电流的最大值、有效值、即时值和平均值的区别, 以电动势为例:最大值用Em表示, 有效值用E表示, 即时值用e表示, 平均值用表示.它们的关系为: (正弦交流电) , e=Emsinωt.平均值不常用, 必要时要用法拉第电磁感应定律直接求, .特别要注意, 有效值和平均值是不同的两个物理量, 有效值是对能的平均结果, 平均值是对时间的平均值.在一个周期内的前半个周期内感应电动势的平均值为最大值的倍, 而一个周期内的平均感应电动势为零.

由交变电流表达式可知交流电的最大值为50V, 有效值为, 频率为50Hz, 周期为0.02s, 正确选项为CD.

2.答案:AC

解析:由知U1不变时, U2也不变, 故选项B错误, 由, 知U3减小, 又知U4减小, 选项A正确;所以选项C正确;用10 000V高压输电, 即, 所以选项D错误.

3.答案:C

解析:电压表V1和V2分别测量变压器原副线圈的输入、输出电压的有效值, 电流表A1和A2分别测量原、副线圈电路中电流的有效值, A、B项错误;滑动变阻器向下滑动时, 接入电路的电阻变小, 原副线圈输入、输出电压不变, 由欧姆定律可知, 副线圈电路中的电流变大, 原线圈的输入功率变大, 由P=IU可知, 原线圈电路中的电流变大, C项正确, D项错误.

4.答案:B

解析:由变压器原理知I2∶I1=n1∶n2=10∶1, 变阻器上消耗的功率为P=I22R=100I2R, 因此A选项错误;导体棒ab沿环转动过程中受到的最大安培力, B选项正确;取ab在环的最低端时t=0, 则棒ab中感应电流的表达式是, 故C选项错误;变压器副线圈两端电压为U2=I2R=10IR, 则原线圈两端的电压U1=10IR, 故D选项错误.

5.答案:BC

解析:交流电表读数为有效值故, A选项错误, B选项正确;结合, 原线圈电压最大值为5V, 副线圈若要求最大值大于5000V, 则, C选项正确, D选项错误.

6.答案:D

解析:根据变压器的原理, , 要增大输出电压, 需要使其P1下移或P2上移;滑动变阻器R1是分压接法, P3上移可以使灯泡两端电压增大, 灯泡功率也就增大, 使其变亮;滑动变阻器R3的触头无论怎样调节, 都不会改变灯泡两端的电压.所以只有选项D正确.

7.解析: (1) 让线圈绕ad边以角速度ω 匀速转动, 线圈从图示位置转过60°时, 线圈中磁通量的变化量为

平均电动势

通过导体截面的电量

线圈转动一周产生的电流为正弦交流电, 其电动势的最大值为

电动势的有效值

电流的有效值为

(2) 让线圈绕bc边以角速度ω 匀速转动, 转动一周, 由电流的热效应得

根据焦耳定律, 转动一周产生的焦耳热为