高中物理选修3-2交变电流知识复习.ppt

交变电流复习 都随时间做的电流称为交变电流 简称交流电 知识小结 一 交变电流的产生及描述 1 交变电流定义 大小和方向 周期性变化 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动 2 交变电流的产生 3 交变电流的图像及变化规律 交流电的图像 Em NBS N m 交流电的变化规律 交流电的产生 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速旋转时 线圈中就产生 交变电流 和都随时间做的电流叫做交变电流 电压和电流随时间按变化的交流电叫正弦交流电 大小 方向 正弦规律 正弦交流电 周期性变化 课堂练习 二 交流电的描述 1 周期和频率 1 周期 交变电流完成一次周期性变化所需的时间 3 角频率 线圈在磁场中转动的角速度 2 频率 交变电流一秒内完成周期性变化的次数 物理意义 交变电流随时间作周期性变化 周期和频率就是表征交变流电变化快慢的物理量 4 关系 1 某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系 如图所示 如果其它条件不变 仅使线圈的转速加倍 则交流电动势的最大值和周期分别变为 A 400V 0 02sB 200V 0 02sC 400V 0 08sD 200V 0 08s B 2 如图示为某正弦交流电流的图像 求其峰值 周期和角速度 并写出该电流的瞬时值表达式 Im 20A 100 rad s 电流的瞬时表达式为i 20sin100 t A T 0 02s 三 峰值和有效值 1 峰值 电流或电压所能达到的最大值 2 有效值定义 根据电流的热效应来规定 让交流与直流分别通过相同的电阻 如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等 就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值 重 难点 E U I 说明 A 以上关系式只适用于正弦或余弦交流电 B 交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值 C 交流电流表和交流电压表的读数是有效值 D 对于交流电若没有特殊说明的均指有效值 1 如图表示一交流的电流随时间变化的图像 求该电流的有效值 四 变压器的结构与原理 注意 常用的电力变压器和一般低频变压器的铁芯是由涂有绝缘漆的硅钢片叠合成闭合的形状 线圈必须绕在铁芯上 原线圈 初级线圈 跟电源相连 用绝缘线绕成的 副线圈 次级线圈 跟负载相连 用绝缘线绕成的 闭合铁芯是由涂有绝缘漆的硅钢薄片叠合而成 1 变压器的三个基本组成部分 U1 U2 2 理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比 n2 n1U2 U1 变压器使电压升高 升压变压器 n2 n1U2 U1 变压器使电压降低 降压变压器 3 电流与匝数的关系 理想变压器输出功率应等于输入功率 即 U1I1 U2I2 P出 P入 电压高的线圈电流小 电压低的电流大 练习1 理想变压器原 副线圈的匝数比n1 n2 4 1 当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时 图中电流表A1的示数为12mA 则电流表A2的示数为 A 3mAB 0C 48mAD 与负载R的值有关 B 180 3A 练习2 一理想变压器 原线圈匝数n1 1100 接在电压220V的交流电源上 当它对11只并联的 36V 60w 的灯泡供电时 灯泡正常发光 由此可知副线圈的匝数n2 通过原线圈的电流I1 1 U1 220V U2 36V U1 U2 n1 n2 2 I2 P2 U2 660 36A I1 I2 n2 n1 或P1 P2 660W I1 P1 U1 练习2 一理想变压器 原线圈匝数n1 1100 接在电压220V的交流电源上 当它对11只并联的 36V 60w 的灯泡供电时 灯泡正常发光 由此可知副线圈的匝数n2 通过原线圈的电流I1 A U增大 I增大 PR1增大 C U减小 I减小 PR1减小 D U不变 I减小 PR1不变 B U不变 I减小 PR1增大 练习3 如图所示 理想变压器的原线圈接高电压 变压后接用电器 线路电阻不计 S原来闭合 且R1 R2 现将S断开 那么交流电压表的示数U 交流电流表的示数I和用电器上R1的功率PR1将分别 D 思考 变压器输入输出电压 电流 功率大小之间的因果关系是怎样的 练习 如图所示 一理想变压器原 副线圈的匝数比为n1 n2 3 1 有四只相同的灯泡连入电路中 若灯泡L2 L3 L4均能正常发光 则灯泡L1 A 也能正常发光B 较另三个灯暗些C 将会烧坏D 不能确定 A n1 n2 若输入电压为U 则灯泡的额定电压为多大 电源输入功率多大 五 电能的输送 1 减少电压功率损失 减小输电线的电阻 减小输电电流 U损 IrP损 I2r 2 远距离输电系统 功率关系 P1 P2 P3 P4 P2 Pr P3 远距离输电原理图 电压关系 U3 U2 Ir线 练习 某交流发电机的输出电压为220V 输出的电功率为4400W 发电机到用户的输电线的电阻为4 求 如果有变压比为1 10的升压变压器升压后向用户输电 再用变压比为10 1的降压变压器降压 用户得到的实际电压和电功率又是多少 P1 4400 W U1 220 v U2 n2U1 n1 2200 v I