1、第3讲交变电流,第九章电磁感应交变电流,考试标准,内容索引,过好双基关回扣基础知识 训练基础题目,研透命题点细研考纲和真题 分析突破命题点,课时作业限时训练 练规范 练速度,过好双基关,一、交变电流1.产生：线圈绕 方向的轴匀速转动.2.两个特殊位置的特点：(1)线圈平面与中性面重合时，SB，最 ， ，e0，i0，电流方向将发生改变.(2)线圈平面与中性面垂直时，SB， ， 最 ，e最大，i最大，电流方向不改变.3.电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变 次.,垂直于磁场,大,0,0,大,两,自测1(多选)关于中性面，下列说法正确的
2、是A.线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变 化率为零B.线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变 化率最大C.线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次D.线圈每转动一周经过中性面一次，所以线圈每转动一周，感应电流的 方向就改变一次,答案,二、正弦式交变电流的描述1.周期和频率(1)周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T(2)频率(f)：交变电流在1 s内完成周期性变化的 ，单位是赫兹(Hz).(3)周期和频率的关系：,次数,2.正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时)(1)电动势e随
3、时间变化的规律：eEmsin t，其中为线圈转动的角速度，EmnBS.(2)负载两端的电压u随时间变化的规律：uUmsin t.(3)电流i随时间变化的规律：iImsin t.,3.交变电流的瞬时值、峰值和有效值(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数.(2)峰值：交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值，也叫最大值.(3)有效值：跟交变电流的 等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值.对正弦交流电，其有效值和峰值的关系为：,热效应,自测2(多选)如图1所示是某种正弦交变电压的波形图，由图可确定该电压的A.周期是0.01 sB.最大值是311 VC.有效值约220 VD.表达式为
4、u220sin 100t(V),答案,图1,三、电感和电容对交变电流的影响1.电感器对交变电流的阻碍作用(1)感抗：电感器对交变电流 作用的大小.(2)影响因素：线圈的自感系数越大，交流的频率越 ，感抗越大.,阻碍,(3)感抗的应用,高,2.电容器对交变电流的阻碍作用(1)容抗：电容器对交变电流阻碍作用的大小.(2)影响因素：电容器的电容越 ，交流的频率越高，容抗越小.(3)作用：“通 流，隔 流；通 频，阻 频”.,大,交,直,高,低,自测3(多选)如图2所示，当交流电源的电压(有效值)U220 V，频率f50 Hz时，三只灯泡L1、L2、L3的亮度相同(L无直流电阻)，若将交流电源的频率变
5、为100 Hz，则A.L1灯比原来亮B.L2灯比原来亮C.L3灯和原来一样亮D.L3灯比原来亮,答案,图2,四、变压器1.原理电流磁效应、 .2.基本关系式(1)功率关系： .(2)电压关系： .(3)电流关系：只有一个副线圈时,电磁感应,P入P出,3.几种常用的变压器(1)自耦变压器调压变压器.,(2)互感器,电压互感器：用来把 变成 .电流互感器：用来把 变成 .,高电压,低电压,大电流,小电流,五、电能的输送1.输电过程(如图3所示),图3,2.输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q .3.电压损失：(1)UUU；(2)U .,I2Rt,IR,自测4(多选)理想
6、变压器的原、副线圈匝数比n1n2101，原线圈两端接交流电源，则A.原、副线圈中电流频率之比f1f2101B.原、副线圈两端电压之比为U1U2101C.原、副线圈内交变电流之比I1I2110D.变压器输入和输出功率之比P1P2101,答案,解析,对于理想变压器，不改变频率，输入与输出的功率相等，即P1P2，所以选项A、D是错误的.,研透命题点,命题点一交变电流的产生和描述,正弦式交变电流的瞬时值、峰值、有效值、平均值的比较,例1(多选)(2017浙江名校协作体模拟)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4所示，已知发电机线圈内阻为5.0 ，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，则A
7、.电压表V的示数为220 VB.电路中的电流方向每秒改变100次C.通过灯泡电流的最大值为D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为48.4 J,图4,答案,解析,答案,解析,变式1(多选)如图5所示，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动.沿着OO方向观察，线圈顺时针方向转动.则当线圈转至图示位置时A.线圈中感应电流的方向为abcdaB.线圈中感应电流的方向为adcbaC.穿过线圈的磁通量随时间的变化率最大D.线圈ad边所受安培力的方向垂直纸面向里,图5,解析当线圈转至图示位置时，由楞次定律可知，线圈中感应电流的方向为abcda，选项A正确，B错误；图示位置穿过
8、线圈的磁通量随时间的变化率最大，感应电动势最大，C正确；由左手定则知线圈ad边所受安培力的方向垂直纸面向里，选项D正确.,答案,变式2(多选)某小型发电机产生的交变电动势为e50sin 100t(V).对此电动势，下列表述正确的有A.最大值是50 V B.频率是100 HzC.有效值是25 V D.周期是0.02 s,解析,变式3(多选)(2017绍兴市选考模拟)图6甲为风力发电的简易模型.在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁铁转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连.在某一风速时，电压传感器显示如图乙所示正弦规律变化，则A.磁铁的转速为10 r/sB.线圈两端电压的有效值为6 VC.交流电压的表
9、达式为u12sin 5t VD.该交流电可以直接加在击穿电压为 9 V的电容器上,图6,答案,解析,该交流电的最大值大于电容器的击穿电压，故不能直接加在击穿电压为9 V的电容器上，故 D错误.,命题点二变压器和电能的输送,考向1理想变压器原理和基本关系1.变压器的工作原理,2.理想变压器的制约关系：,例2(多选)如图7所示，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上.闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A.以下判断正确的是A.变压器输入功率为484 WB.通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC.通过副线圈的电
10、流的最大值为2.2 AD.变压器原、副线圈匝数比n1n2113,图7,答案,解析,解析根据功率公式可以求出用电器消耗的功率为602.2 W132 W，此即变压器输出功率，再根据理想变压器输入功率等于输出功率，因此选项A错误；,由于电流表显示的是有效值，因此通过副线圈的电流的最大值为2.2 A，故选项C错误；根据变压器的变压公式可知，变压器原、副线圈的匝数比为n1n2113，所以D选项正确.,变式4(多选)如图8所示为一种变压器的实物图，根据其铭牌上所提供的信息，以下判断正确的是A.这是一个升压变压器B.原线圈的匝数比副线圈的匝数多C.当原线圈输入交流电压220 V时，副线圈输出直流电压 12
11、VD.当原线圈输入交流电压220 V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原 线圈中电流大,答案,图8,解析,解析根据铭牌上所提供的信息可知：变压器的输入电压为220 V，输出电压为12 V，该变压器为降压变压器，故选项A错误，B正确；变压器的工作原理是电磁感应，故变压器的原、副线圈上的电压都为交流电压，选项C错误；由理想变压器的输出功率等于输入功率，且原线圈的电压大于副线圈的电压，知副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流大，选项D正确.,变式5(多选)如图9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
12、流表A1的示数为0.2 A.下列判断正确的是A.原线圈和副线圈的匝数比为21B.原线圈和副线圈的匝数比为51C.电流表A2的示数为1 AD.电流表A2的示数为0.4 A,答案,解析,图9,考向2理想变压器的动态分析常见的理想变压器的动态分析一般分匝数比不变和负载电阻不变两种情况：1.匝数比不变的情况(如图10所示)(1)U1不变，根据 输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2不变.(2)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.,图10,(3)I2变化引起P2变化，P1P2，故P1发生变化.,图11,2.负载电阻不变的情况(如图11所示)(
13、1)U1不变， 发生变化，故U2变化.(2)R不变，U2变化，故I2发生变化.(3)根据P2 ，P2发生变化，再根据P1P2，故P1变化，P1U1I1，U1不变，故I1发生变化.,例3(多选)如图12所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，b是原线圈的中心接头，电压表V和电流表A均为理想电表，除滑动变阻器电阻R、定值电阻R0以外的其余电阻不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1220 sin 100t(V).下列说法中正确的是,图12,C.单刀双掷开关与a连接时，在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电 压表和电流表的示数均变小D.当单刀双掷开关由a扳向b时，电
14、压表和电流表的示数均变大,答案,解析,单刀双掷开关与a连接，滑片P向上移动时，变阻器接入电路的阻值变大，I2减小，U0I2R0减小，U2不变，则电压表示数变大，选项C错误；,变式6(多选)如图13所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头.在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小,答案
