交变电流总复习 -8.2.docx

2 .有一个正方形线圈的匝效为10匝,边长为20s.线圈总电阻为1.线艇绕垂直磁场方向的W轴以IOnrads的角速度匀速转动，如图1所示，勾强磁场的磁感应强度为0.5T,该跷圈产生的感应电动势的峰值为.感应电流的峰伯为,若从中性面位置开始计时,感应电动势的瞬时值表达式为.目.!-o图1二、交变电流的变化规律导学探窕如图3所示，线圈平面绕庆边的中点从中性面开始转动,为速度为3.经过时间f,戏圈转过的角度是f,a。边的燃速度r的方向跟世境战方向间的夹箱也等于t.设砧边长为，Z>c边长为八线圈面积S=C点.癌感应强度为况则：图3(D泌边产生的要应电动势为多大？(2)整个线阍中的感应电动势为多大？(3)若线网有N匝，则整个设圈的感应电动势为多大？答案ft*=rsinf=tAysi11t=WB1.心SSinRr=J53sin(2)整个线圈中的感应电动势由a力和cd两边产生的感应电动势组成，且ft<=e.v.所以e,=0*÷=Ssint.若线阍有.V匣,则相当于.Y个完全相同的电源串联.所以e=%Kgsint.3 .正弦交变电流的瞬时值表达式(D从中性面位建开始计时e=fisinf.j=Asinr,U=USin<>t(2)从与中性而垂直的位置开始计时e=Ecosf,/=Acosf,U=IiCOSf.【例2】一矩形圈，面枳是0.05r,共100匝，线理电阻r=2Q,外接电阻1=8Q,线Ia在磁感应强度BAT的匀强磁场中以7=300r/min的转速受垂直于底感税的轴匀速转动,如图5所示，若从中性面开始计时，求：图5(1)跳圈中感应电动势的瞬时值去达式；(2)线圈从开始计时舄s时线圈中由此得到的感应电流的瞬时值:5U(3)外电路彳两湘电压的瞬时值友达式.(交变电流的变化规律如图11所示，矩形跳圈R历d在匀演段场中绕垂直于联场的轴00'匀逑转动，戏圈的面枳为S、匝数为M电阻为八转动的角速度为3、描场的假感应强度大小为以线阳两端通过冰环、电捕外接一个阴值为R的定值电阻.从线圈平面经中性面开始计时(f=0),试回答下列问题:。B图11U)写出穿过线圈的磁池瓜。随时间f的变化规律：(2)写出战圈中感应电流/随时间£的变化规律：(3)O-E时间内通过电阻A的电荷IitJ一、周期和频率1 .(1)周期(7)；交变电流完成次周期性变化所甯的时间.2 .频率(f)：交变电流在IS内完成周期性变化的次数.3 .T=;或f=y二、峰值和有效值1.峰值：交变电流的电压、电流能达到的坡上数也叫峥值.2 .有效值：让交流与恒定电流分别通过大小比回的电阻.如果在交流的一个周期内它们产生的现相同，则此恒定电流的数值叫做交流电的有效值.3 .在正弦式交变电流中，最大值与有效伯之间的关系£=今=0.707E=0.7074/=0.707A【例1】(多选)矩形金属规圈共10匝，境垂直于碣场方向的传动轴在匀强破场中匀速转动.线党中产生的交流电动势?Rfi时间f变化的情况如图2所示.下列说法中正确的是()图2A.此交变电流的拨率为O.2HzB. 1s内电流方向变化IO次C. 7=0.1S时，线圈平面与磁场方向平行D. 1s内线圈转5圈二、峰值和有效值2.某交流电压的瞬时值表达式。=MSin(100Xr)V,把标有“6V2»"的小灯泡接在此电源上会不殳被烧坏？把标有6V的电容器接在此电源上会不会被击穿？答案小灯泡不会被烧坏,交流电乐的瞬时值表达式u=G2sin(10011DY中班V是最大值,其有效但为6V,而标有“6V2Ir的小灯泡中的6Y是有效值.电容器会被击穿.【例3】通过一阻值41001的电阴的交变电流如图4所示.其周期为1s.电阻两端电压的有效值为()图4A.12VB.4TVC.15VD.85V三、正弦式交流电有效值、最大值、平均值的对比1 .有效值(D只有正(或余)弦式交流电的有效值根据Q金计算.(2)计克与电流热效应有关的量(如电功、电功率、热量)要用有效值.(3)交流电表的测ffttfi电气设备标注的额定电汽、额定电流.遹常提到的交流电的数值都是指有效值.2 .址大伯写正弦式交流电瞬时值表达式O=ASinW时要用到破火值,最大值E>=nBS3.3 .平均值U)求某一过程中的电动势是平均值，了=，记.计算通过城圈横祓面的电荷量时用电动势的平均值，即<7=7f=4-t=rr.【例5】如图6所示，践圈的”的面积是0.05-,共100匝，线圈电阻为19,外接电阻仁9,匀强磁场的磁感应强度T,当线曲以300r/min的转速绕垂直于磁场方向的轴匀速旋转时.问：图6(1)线圈中感应电动势的最大(ft是多少？(2)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中感应电动协的瞬时值农达式？(3)电路中理想电压表和理想电流去的示数各是多少？3.(有效值的应用)一台小型发电机产牛的电动势随时间变化的正弦规律图象如图9中所示.已知发电机线圈内阳为5.0Q.外接一只电愁为95.0。的灯泡,如图乙所示,则()图9A.理想电压表(三)的示数为220V8 .电路中的电流方向每秒神改变50次。.灯泡实际消耗的功率为48，1WD.发电机线圈内阻越秒钟产生的侬耳热为24.2J9 .一个小型电热器若接在输出电压为10V的直流电源匕消耗电功率为凡若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率说:如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的呆大值为().5VB.52VC.10VD.1(>2V12.(正弦式交流电有效俏、小大伯、平均他的时比)如图10所示,V=50匝的矩形战圈abed,<汕边长=20cm,ad边长/,=25cm,放在假礴应强度B=0,4T的匀强磁场中，外力使战阳绕垂出于磁序线H通过线圈中线的00'轴以=3OOOr/min的转速匀速转动.线圈电阻r=I0,外电路电阴*=9Q,t=0时刻线Ia平面与磁堵税平行，他边正转出纸外、cd边转入纸里.求：图10r=Q时刻感应电流的方向；(2)感应电动势的瞬时值表达式:（3）线圈转一圈外力做的功：（4）从图示位置转过Wr的过程中流过电阻&的电荷Ji1.例SSI如图所示，理想变压器原、副战Ia匝数之比为20：1.两个标有u1.2V6W"的小灯泡并联在副城圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原城圈电路中电压表和电流表（可视为理想的电表）的示数分别是（）A.120V,O.10AB.240V10.025AC.120V.0.05AD.240V,0.05A1 .如图所示.理想变压涔的原线圈接在u=220in100xf（V）的交流电源上,副线圉接有-=55的负数,原、副线1«匝数之比为2：1,电流表、电压表均为理想电表.下列说法正确的是（）A,原线圈的输入功率为22M«-B.电流表的读数为1AC.电压我的读数为H八&丫D.副线圈输出交流电的周期为5Qs2 .某理想变压器原、副线圈匝数之比为55：9,原城图所接电源电压的变化规律如图所示.副线圈接有负毂.下列判断iE确的是（）A.输出电压的最大值为36V8 .原、一线圈中电源之比为55：9C.该理想变压涔的输入、怆出功率之比为55：9D.原线圈两相电压彳f效值为220V,频率为5。HZ9 .在如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比m：n>：=6：3：1.电流表均为理想交流电流表,两电阻阻值相同.当在原线圈两端加上大小为，的交变电质时,三个电波表的示数之比/：/：A为（B.1：2：1.1：2：3C.1：3：6D.5：9：3如图所示，当开关S闭合后，电压衣和电流表的示数是如何变化的？例题2多选如图所示，理患变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡1.：和输电畿的等效电阻为必开始时，开关S断开。当开关S接通时，以下说法正确的是（）殖A.副线圈两相MA'的输出电IE减小B,副城圈输电城等效电阻尸上的电压加大C.通过灯泡1.的电流减小D原线圈中的电流增大1 .变压器的副线圈匝数可谓，-为输电畿电阻。滑动触头P处于如图所示位置时，用户的用电潺恰好正常工作。当用电涔增多时，卜列说法正确的是（）.原线圈中的电流减小B.副线圈两端的电压减小C.用电器增多时，只需使滑动触头P向上册,用电器仍能正常工作D.用电器增多时,只需减小电源的输出电压,用电器仍能正常工作2 .如图所示,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交流电.在其他条件不变的情况下，为了使变压器输入功率增大，可使（）A.原线圈匝效S增加8 .副线网匝SU减少C.负我电阻彳的阻值增大D.侦教电阻夕的阻值减小3.如图所示，理想变压器原、副践圈的匝效之比为10：1,4是原畿圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表。从某时刻开始在原我圈。、“两端加上交变电压，其时值表达式为5=22Msin10011f（V）.则（）A.当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22VB.当S时，、d间电压的瞬时值为110Vbuc小刀双掷开关与a连接.在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表和电流入的示数均变小D.当单刀双掷开关由a扳向b时，电压式和电流衣的示数均变小1 .自耦变乐器图甲是自俎变压器的示意图.这种变压器的特点是秩芯上只绕有一个线圈.如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取原线圈的一部分，就可以降低电压：如果把线网的一部分作原找圈，整个线圈作副线图,就可以升高电压.调压变压器就是种自箱变压器,它的构造如图乙所示.城圈,西统在一个酸环形的铁芯上.，切之间加上输入电乐凡移动滑动触头P的位电就可以调节输出电JK&2 .互感器电压互感器fUQm,把高电压变为低电压，并联在被测电路中，用电压衣测得低电压1.,再根据铭牌上变压之比B，算出b被测高电压应用于实际测量高电压的器材电流互感器水"把大电流变成小电流,串联在被测电路中,用电通表测褥小电流/“再根据铭牌上变流之比），算出/2测麻大电漉的一种方法被测大电流示例J如图所示，甲、乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电跖中.甲图中变压器原、副线修的匝数之比为电乐表读数为/:乙图中变压器原、副线圈的匝数之比为品，电液表读数为/.则甲图中高压战电压和乙图中高压线电流分别为（UJ_点.A11；ki!U工'2.一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只烧有一个规例，将其接在d6间作为原戏W1.通过滑动触头取该线圈的一部分，接在cd间作为副线圈，在&。间输入电压为的交变电流时,小”间的输出电压为小在将滑动触头从M点顺时针旋然到M点的过程中（）A.降低B. «>«.升高C. «<«.C降低D. Ui<Ui,6升高3.多选如图所示，将额定电压为60V的用电器,通过一理想变压器接在正弦式交流电源上.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丫和2.2.以下判断正确的是（）A.变压器输入功率为484BB.通过原线圈的电流的有效值为06AC,通过副城圈的电流的呆大值为2.2AD.变压那原、副线圈Mi数之比”In-=I1.：31 .如图所示,理想变压器原、土线网接有三个先全相间的灯泡,其额定电某均为且三个灯泡均能正常发光.下列说法正确的是（）.原、副线圈匝效之比为3：1B.Jft,副i圈匝数之比为1：3C.仍端的输入电压为31D.四端的输入电J卡为45.多选如图所示，理想变U：等床线俯阍入电压u=22O>psin100nMV）,K1.副线圈匝数之比为10：1.副线圈电路中自为定值电阻,尸是光敏电阻（其阻伯随光照覆度的增大而减小）.图中电表均为理想电表,下列说法正确的是（）A.变压器输出电压的频率为50HzB.电压表V：的示数为22镜丫C.照射彳的光变强时，灯泡I.变暗D.照射的光变强时，电压表V：、电流表A：的示数都不变7. （12分）如图所示，交流发电机电动势的有效值E=20V,内阻不it,它通过一个R=6Q的指示灯连接变味渊.变压涔输出端并联24只彩色小灯泡,每只灯泡都标付'6V0.25£1灯泡都正常发光，导线电阻不计.求：（D降压变压器初级、次级战圈匝效之比；（2）发电机的输出功率。8. （12分）如图所示.理想变质器B的原线圈理网线Ia的匝数比n：n»=2：I,交流电源电压5=311sin1.OOnt（Y）.F为熔断电流为1.=1.oA的保险丝，副线圈负敦河变电吼R.（D当电阻R=100Q时，保险丝能否被结断？（2）要使保险丝不被熔断.电阻R的阻值应不小于多少？变乐器猛出的电功率不能超过多少？【例题1中国已投产运行的IOOOkV特高压输电，是目前世界上电压最高的输电工1 .某小型水电站的电旎输送示意图如图所示,发电机通过升J卡变压器T和降压变JK零%向扁=11a的纯电阻用电器供电.已知输电线的总电如410%的原、副线圈匝数比为1：1.用电器两皓的电压(=22MSin10011f(V),将、T：均视为理想变压器,下列说法正确的是().降压变压器的输入功率为4400WB.升压变压器中电流的频率为100HZC,输电线消耗的功率为500iD.当用电器的电阻减小时.询电线消耗的功率及小2 .如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为IOkW,输出电压为400丫，向距离较远的用户供电。为了减少电能损失，使用2kV高压输电，最后用户得到220V,9.5kW的电力，求：U)水电站升压变压器的原、副线圈匝数之比：(2)输电城路导线电阻任(3)降压变压器的原、副线圈Hi数之比<H,为响应国家“精准扶K，产业业苴”的故略，迸一步优化能源消费结构，)t伏发电成为精准扶好的新途径，被困户家庭多了一份固定收益的绿色环保存折,光伏发电将照亮“脱贫路如图是所建光伏发电项目.若光伏发电机总输出功率为36kU.输出电压为500V.先后羟过升压变压器和降压变压器传输到用户.设箱电线的总电阻为io。，要求输电税中因发热而损失的功率为输送功率的照，用户需要的电压为220V,不计变压器的能汆损耗。试求：(D升压变压器的输出电压:(2)升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝效比。12.某学校有一台应急翁用发电机，内阳Q1.Q,升压变压器原、副线圈的匝数之比为1：4,降乐变质器原、副线圈的祖数之比为4：1.静电线的总电阻=4。.全校22个教室，每个教室用“220V40Ir的灯泡6盏,要求所有灯泡描正常发光，则：(1)输电线上损耗的电功率多大？(2)发电机的输出功率多大？(3)发电机的电动势多大?8.(12分)如图所示,某小型水电站发电机的输出功率为IOk甯，输出电压为100V,向距离较远的用户供电，为了减少电能损耗，使用2kV高压输电，呆后用户得到“220V9.5MC的电能.求：水电站升压变压器*副线明匝数比W：(2)蝌电规路导线电阻R：(3)用户降压变压器原、副线IB快效比巴。n1.12.(19分)如图甲所示,一个小型水力发电站,发电机输出电压Uo=25OV.内电阻可以忽略不计，最大输出功率为P.=30kW,它通过总电t3"=2O。的输电规直接向远处的居民区供电，设居民区所有用电器都是额定电压U用=220V的白炽灯，总功率为P“=22kW,不计灯丝电阻随温度的变化(1)当居民区的电灯全部使用时，电灯两端的电压是多少伏？发电机实际输出的电功率多大？若采用高压输电,在发电机端用升压变压器,在用户端用降JK变质,且不计变压器和用户线路的损耗，已知用户变压器的降压比为40：1.如图乙所示.当全部用户电灯正常发光时，输电战上损耗的功率多大？