1、第五章第五章 交变电流复习课交变电流复习课 编号：编号：1616 先总揽全局先总揽全局 再填写关键再填写关键垂直垂直Emsin tEmcos tnBS专题一、交变电流的四值及其应用专题一、交变电流的四值及其应用交变电流的四值是指瞬时值、最大值、有效值和平均交变电流的四值是指瞬时值、最大值、有效值和平均值值1瞬时值：瞬时值：它反映不同时刻交变电流的大小和方向，它反映不同时刻交变电流的大小和方向，正弦交流电瞬时值表达式为正弦交流电瞬时值表达式为eEmsint，iImsint.应当注应当注意必须从中性面开始意必须从中性面开始专题突破专题突破2最大值：最大值：它是瞬时值的最大值，它反映的是交变它是瞬时
2、值的最大值，它反映的是交变电流大小的变化范围，当线圈平面跟磁感线平行时，交流电流大小的变化范围，当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，电动势最大，EmnBS(转轴垂直于磁感线转轴垂直于磁感线)电容器接在电容器接在交流电路中，则交变电压的最大值不能超过电容器的耐压交流电路中，则交变电压的最大值不能超过电容器的耐压值值3有效值：有效值：交变电流的有效值是根据电流的热效应交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数
3、值叫做这一交流的有效值这一交流的有效值 例题例题1：如图所示，一个半径为：如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直的半圆形线圈，以直径径ab为轴匀速转动，转速为为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里的左侧有垂直于纸面向里(与与ab垂直垂直)的匀强磁场，磁感应强度为的匀强磁场，磁感应强度为B.M和和N是两个集流是两个集流环，负载电阻为环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：求：(1)从图示位置起转过转的时间内负载电阻从图示位置起转过转的时间内负载电阻R上产生的上产生的热量；热量；(2)从图示位置起转过转的时间内通从图示位置起转过转的时
4、间内通过负载电阻过负载电阻R的电荷量；的电荷量；(3)电流表的示数电流表的示数发散练习发散练习1如图所示，边长为如图所示，边长为L的正方形线圈的正方形线圈abcd的的匝数为匝数为n，线圈电阻为，线圈电阻为r，外电路的电阻为，外电路的电阻为R，ab的中点和的中点和cd的中点的连线的中点的连线OO恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为为B，现在线圈以，现在线圈以OO为轴，以角速度为轴，以角速度转动，求：转动，求：(1)闭合电路中电流瞬时值的表达式；闭合电路中电流瞬时值的表达式；(2)线圈从图示位置转过线圈从图示位置转过90的过程中电阻的过程中电阻R上产生的热量；
5、上产生的热量；(3)线圈从图示位置转过线圈从图示位置转过90的过程中，通过的过程中，通过R的电荷量；的电荷量；(4)电阻电阻R上的最大电压上的最大电压专题二：变压器问题解题思路分析专题二：变压器问题解题思路分析2理想变压器的动态分析问题理想变压器的动态分析问题首先应明确首先应明确“不变量不变量”和和“变化量变化量”，对变化量要把，对变化量要把握它们之间的制约关系，依据程序分析的思想，从主动变握它们之间的制约关系，依据程序分析的思想，从主动变化量开始，根据制约关系从前到后或从后到前逐一分析各化量开始，根据制约关系从前到后或从后到前逐一分析各物理量的变化情况物理量的变化情况(1)首先明确变压器各物
6、理量间的制约关系变压器原、首先明确变压器各物理量间的制约关系变压器原、副线圈匝数副线圈匝数n1、n2确定，确定，U1决定了决定了U2，与输出端有无负载、，与输出端有无负载、负载大小无关，也与变压器有无其他副线圈无关负载大小无关，也与变压器有无其他副线圈无关U2与负与负载电阻载电阻R，通过欧姆定律决定了输出电流，通过欧姆定律决定了输出电流I2的大小，输出功的大小，输出功率率P2决定输入功率决定输入功率P1，P1U1I1，从而决定，从而决定I1大小大小(2)分清动态变化中哪个量变化，结合串、并联电路的分清动态变化中哪个量变化，结合串、并联电路的特点，欧姆定律及变压器各物理量间因果关系依次确定特点，
7、欧姆定律及变压器各物理量间因果关系依次确定3变压器原线圈接有用电器的问题变压器原线圈接有用电器的问题 由于原线圈中接有用电器，所以原线圈两端电压不由于原线圈中接有用电器，所以原线圈两端电压不等于电源电压，这种情况下电源两端电压等于用电器两端等于电源电压，这种情况下电源两端电压等于用电器两端电压与原线圈两端电压之和若从电压与匝数关系分析，电压与原线圈两端电压之和若从电压与匝数关系分析，难以得出结论，所以这类问题一般由电源关系入手解决比难以得出结论，所以这类问题一般由电源关系入手解决比较方便较方便4有两组或两组以上副线圈的变压器问题有两组或两组以上副线圈的变压器问题两个副线圈以上的变压器称为多个副
8、线圈问题，这一两个副线圈以上的变压器称为多个副线圈问题，这一类理想变压器同样遵守功率关系和电压关系，一对一的电类理想变压器同样遵守功率关系和电压关系，一对一的电流跟匝数的反比不再成立同一铁芯上的每个线圈都处在流跟匝数的反比不再成立同一铁芯上的每个线圈都处在同样的变化的磁场中，因此穿过任何一个线圈的每一匝内同样的变化的磁场中，因此穿过任何一个线圈的每一匝内的磁通量的变化率是一样的，因此电压关系同样成立，而的磁通量的变化率是一样的，因此电压关系同样成立，而电流关系，只能由电流关系，只能由P入入P出出(即即I1U1I2U2I3U3)求解求解例题例题2：用一理想变压器给负载供电，变压器输入端：用一理想
9、变压器给负载供电，变压器输入端的电压不变，如图的电压不变，如图53所示开始时开关所示开始时开关S是断开的现将是断开的现将开关开关S闭合，则图中所有交流电表的示数以及输入功率的变闭合，则图中所有交流电表的示数以及输入功率的变化情况是化情况是()AV1、V2的示数不变，的示数不变，A1的示数增大，的示数增大，A2的示数减小，的示数减小，P入入增大增大BV1、V2的示数不变，的示数不变，A1、A2的示数增大，的示数增大，P入入增大增大CV1、V2的示数不变，的示数不变，A1、A2的示数减小，的示数减小，P入入减小减小DV1的示数不变，的示数不变，V2的示数增大，的示数增大，A1的示数减小，的示数减小
10、，A2的示数增大，的示数增大，P入入减小减小【解析解析】电压表电压表V1的示数由输入电压决定，电压表的示数由输入电压决定，电压表V2的示数由输入电压的示数由输入电压U1(大小等于电压表大小等于电压表V1的示数的示数)和匝数比和匝数比n1/n2决定，电流表决定，电流表A2的示数由输出电压的示数由输出电压U2(大小等于电压表大小等于电压表V2的示数的示数)和负载电阻和负载电阻R负负决定；决定；电流表电流表A1的示数即的示数即I1由变压器的匝数比由变压器的匝数比n2/n1和输出电和输出电流流I2决定；决定；P入入随随P出出而变化，由而变化，由P出出决定因输入电压不变，决定因输入电压不变，所以电压表所
11、以电压表V1的示数不变据公式的示数不变据公式U2n2U1/n1，可知，可知U2也也不变，即电压表不变，即电压表V2的示数不变又据的示数不变又据I2U2/R负负知，知，S闭合闭合后后R负负减小，故减小，故I2增大，电流表增大，电流表A2的示数增大输入电流的示数增大输入电流I1随随输出电流输出电流I2增大而增大，故电流表增大而增大，故电流表A1的示数增大因的示数增大因P出出U2I2，故，故P出出增大，增大，P入入随随P出出变化，故变化，故P入入也增大可见本题的也增大可见本题的正确选项为正确选项为B.【答案答案】B发散练习发散练习2：如图：如图54所示为一理想变压器，所示为一理想变压器，S为单刀为单
12、刀双掷开关，双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两为加在原线圈两端的电压，端的电压，I1为原线圈中的电流，则为原线圈中的电流，则()A保持保持U1及及P的位置不变，的位置不变，S由由a合到合到b时，时，I1将增大将增大B保持保持P的位置及的位置及U1不变，不变，S由由b合到合到a时，时，R消耗的消耗的功率减小功率减小C保持保持U1不变，不变，S合在合在a处，使处，使P上滑，上滑，I1将增大将增大D保持保持P的位置不变，的位置不变，S合在合在a处，若处，若U1增大，增大，I1将增将增大大【答案答案】ABD专题三、远距离输电问题专题三、远距离输电问题(6)输
13、电导线上的电压损失：输电导线上的电压损失：U线线I线线R线线U2U3.3处理思路处理思路(1)根据具体问题画出输电线路示意图根据具体问题画出输电线路示意图(2)研究三个回路，分析其中的已知量、可求量、待求研究三个回路，分析其中的已知量、可求量、待求量量(3)研究两个变压器，分析其中的已知量、可求量、待研究两个变压器，分析其中的已知量、可求量、待求量求量(4)确定求解思路，根据回路及变压器上的电压、电流、确定求解思路，根据回路及变压器上的电压、电流、功率关系列式求解功率关系列式求解例题例题3：图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变：图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数压器的匝数n1n
14、4n2n3，四根模拟输电线的电阻，四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电流表，为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻为相同的小灯泡，灯丝电阻RL2R，忽略灯丝电阻随温，忽略灯丝电阻随温度的变化当度的变化当A、B端接入低压交流电源时端接入低压交流电源时()AA1、A2两表的示数相同两表的示数相同BL1、L2两灯泡的亮度相同两灯泡的亮度相同CR1消耗的功率大于消耗的功率大于R3消耗的功率消耗的功率DR2两端的电压小于两端的电压小于R4两端的电压两端的电压【解析解析】由题意可知为模拟远距离输电，先采用升由题意可知为模拟远距离
15、输电，先采用升压变压器，将输入电压升高，这是为了减小输电线路中的压变压器，将输入电压升高，这是为了减小输电线路中的电流电流I1，其目的是为了减小输电线路中的电能损失和电压降，其目的是为了减小输电线路中的电能损失和电压降落，使用户得到更多的电能，因此，落，使用户得到更多的电能，因此，I1I2，L1的亮度大，的亮度大，选项选项A、B、C错误，选项错误，选项D正确正确【答案答案】D发散练习发散练习3：输送功率为输送功率为P，输送电压为，输送电压为U，输电线电，输电线电阻为阻为R，用户得到的电压为，用户得到的电压为U1，则错误的是，则错误的是()A输电线损失的功率为输电线损失的功率为 RB输电线损失的功率为输电线损失的功率为【答案答案】C
