一轮复习交变电流电子教案

1、资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除第 1 节交变电流的产生及描述要点一交变电流的产生和描述1 正弦式交变电流的产生(1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。(2)两个特殊位置的特点：线圈平面与中性面重合时，S B， 最大， 0， e 0， i 0，电流方向将发生改变。t线圈平面与中性面垂直时，S B， 0，t最大， 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两次。(4)交变电动势的最大值E m nBS ，与转轴位置无关，与线圈形状无关。2 正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时

2、)规律函数表达式图像物理量磁通量 mcos t BScos t电动势eE m sin t nBSsin t电压RE muU m sin tsin tR r电流i I m sin t E msin tR r1一边长为L 的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动，线框中产生的感应电动势e 随时间 t 的变化情况如图10-1-1 所示。已知匀强磁场的磁感应强度为 B，则结合图中所给信息可判定 ()A t1时刻穿过线框的磁通量为 BL 2B t2时刻穿过线框的磁通量为零word 可编辑资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除C t3 时刻穿过线框的磁通量变化率为零E mD线框转动的角速度为BL 22

3、 (2016 ·云港摸底连 )如图10-1-3 甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻为1.0 ，外接灯泡的电阻为9.0 。求：(1)写出流经灯泡的瞬时电流的表达式；(2)转动过程中穿过线圈的最大磁通量；(3)线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功。要点二有效值的理解与计算1 公式法利用 E Em、 U U m、 I I m 计算，只适用于正(余 )弦式交变电流。2222 利用有效值的定义计算(非正弦式电流)计算时“相同时间”至少取一个周期或为周期的整数倍。3 利用能量关系当有电能和其他形式的

4、能转化时，可利用能的转化和守恒定律来求有效值。1 、 电阻 R1、 R2 与交流电源按照图10-1-4 甲所示方式连接，R1 10 ， R2 20 。合上开关S 后，通过电阻 R2 的正弦式交变电流 i 随时间 t 变化的情况如图乙所示。则 ()A通过 R1 的电流有效值是1.2 AB R1 两端的电压有效值是6 VC通过 R2 的电流有效值是1.2 2AD R2 两端的电压最大值是6 2 V2、家用电子调光灯的调光功能是用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部分来实现的，由截去部分的多少来调节电压，从而实现灯光的可调，比过去用变压器调压方便且体积小。某电子调光灯经调整后电压波形如图10-

5、 1-7 所示，求灯泡两端的电压的有效值。word 可编辑资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除3、如图 10-1-8所示，表示一交流电的电流随时间而变化的图像，此交流电的有效值是()A 52 AB 3.52 AC 3.5 AD5A4 如图4 所示为一交变电流的电压随时间变化的图象，正半轴是正弦曲线的一个部分，则此交变电流的电压的有效值是()A.34VB5 VC.52VD3 V2要点三交变电流 “四值 ”的应用对交变电流 “ 四值 ” 的比较和理解物理量物理意义适用情况及说明e E m sin t瞬时值u Um sin t计算线圈某时刻的受力情况i I msin t峰值Em nBS(最大值 )

6、I m Em讨论电容器的击穿电压R r(1) 计算与电流的热效应有关的量对正 (余 )弦交流(如电功、电功率、电热等 )有效值电有： E Em(2) 电气设备“铭牌”上所标的一2般是有效值U UmI I m(3)保险丝的熔断电流为有效值22(4)电表的读数为有效值E BL v平均值E n t计算通过电路截面的电荷量EI R rword 可编辑资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除1(多选 )(2014 天·津高考 )如图 10-1-11 甲所示， 在匀强磁场中， 一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、 b 所示，则 ()A

7、两次 t 0 时刻线圈平面均与中性面重合B曲线 a、 b 对应的线圈转速之比为2 3C曲线 a 表示的交变电动势频率为25 HzD曲线 b 表示的交变电动势有效值为10 V2 (多选 ) (2016 沧·州五校高三联考)如图 10-1-12 所示，一个单匝矩形导线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO匀速转动，转动周期为T 0 。线圈产生的电动势的最大值为E m，则 ()A线圈产生的电动势的有效值为2EmEm T 0B线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为2C线圈转动过程中磁通量变化率的最大值为E mD经过 2T0 的时间，通过线圈电流的方向改变2 次能力提升1(2015 ·

8、;京丰台期末北)在匀强磁场中， 一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图4 甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则()A t 0.005 s 时线圈平面与磁场方向平行B t 0.010 s 时线圈的磁通量变化率最大C线圈产生的交变电动势频率为100 HzD线圈产生的交变电动势有效值为311 V2.一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图5 所示，由图可知()A该交变电流的电压的瞬时值表达式为u 100sin 25t(V)B该交变电流的频率为4 HzC该交变电流的电压的有效值为100 VD若将该交变电压加在阻值为R100 的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W3先后用不同的交流电源

9、给同一盏灯泡供电，第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化(如图6word 可编辑资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除甲所示 )；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若甲、乙图中的U0、T 所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是()A第一次，灯泡两端的电压有效值是U 02B第二次，灯泡两端的电压有效值是3U 02C第一、第二次，灯泡的电功率之比是2 9D第一、第二次，灯泡的电功率之比是1 54(多选 )(2013 山·东高考 )图 7 甲是小型交流发电机的示意图，两磁极 N、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A 为交流电流表。 线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针

10、方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是 ()A电流表的示数为10 AB线圈转动的角速度为50 rad/sC 0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行D 0.02 s 时电阻 R 中电流的方向自右向左5(2013 ·建高考福 )如图 10，实验室一台手摇交流发电机，内阻 r 1.0，外接 R 9.0 的电阻。闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e 102sin 10 t(V) ，则 ()A该交变电流的频率为10 HzB该电动势的有效值为102 VC外接电阻R 所消耗的电功率为10 WAD电路中理想交流电流表的示数

11、为1.0 A第 2 节 变压器 _电能的输送要点一 理想变压器1 变压器的工作原理word 可编辑资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除2 理想变压器的基本关系功率P入P出关系电压原、副线圈的电压比等于匝数比：U1 n1基关系U2n2本I 1关电流只有一个副线圈时， 电流和匝数成反比：I 2系关系n2n1频率原、副线圈中电流的频率相等关系制电压原线圈电压 U1 和匝数比决定副线圈电压U2约功率副线圈的输出功率P 出决定原线圈的输入功关率 P 入系电流副线圈电流 I 2 和匝数比决定原线圈电流I 11 (2015 江·苏高考 )一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220 V 交变电流

12、改变为 110 V 。已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为 ()A 200B 400C 1 600D3 2002(多选 )(2014 山·东高考 )如图 10-2-2，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 Aword 可编辑资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除C通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD变压器原、副线圈匝数比n1 n2 1133、如图

13、 3 甲所示， 理想变压器的原线圈匝数n1350 匝，副线圈匝数 n2 70 匝，电阻 R 20 ，是交流电压表，原线圈加上如图乙所示的交流电，则下列说法正确的A加在原线圈上交流电压瞬时值的表达式为u 20 2sin 5 tVB原线圈电流的有效值为0.04 AC在 t 0.01 s 时，电压表的示数为 0D电阻 R 上消耗的电功率为0.8 W4 、 (2015 全·国卷 )一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3 1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V 的正弦交流电源上，如图10-2-1 所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为 U，原、副线圈回路中电

14、阻消耗的功率的比值为k，则 ()1B U 22 V ， k1A U 66 V， k 9911C U 66 V， k 3D U 22 V ， k3要点二理想变压器的动态分析常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。1 匝数比不变的情况( 如图 10-2-3 所示 )图 10-2-3(1)U1 不变，根据U1 n1，输入电压U1 决定输出电压U 2，可以得出不论负载电阻R 如何变化，U2 n2U2不变。(2)当负载电阻发生变化时，I 2 变化，根据输出电流I 2 决定输入电流I 1，可以判断I 1 的变化。word 可编辑资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除

15、(3) I 2 变化引起 P2 变化，根据 P1 P2，可以判断 P1 的变化。2 负载电阻不变的情况(如图 10-2-4 所示 )(1)U 1 不变， n1发生变化， U 2 变化。n2(2)R 不变， U 2 变化， I 2 发生变化。2(3)根据 P2U 2 和 P1 P2，可以判断P2 变化时， P1 发生变化， U 1 不变R时， I 1 发生变化。1、如图 4 所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4 1，原线圈两端接入一正弦交流电源，副线圈电路中R 为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表下列结论正确的是()A若电压表读数为 6 V，则输入电压的最大值为24 2VB若输入电

16、压不变，副线圈匝数增加到原来的2 倍，则电流表的读数减小到原来的一半C若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2 倍，则输入功率也增加到原来的2 倍D若保持负载电阻的阻值不变，输入电压增加到原来的2 倍，则输出功率增加到原来的4 倍2、火警报警系统原理如图7 甲所示， M 是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1 n2 10 1，接线柱 a、b 接上一个正弦交变电源，电压随时间变化规律如图乙所示，在变压器右侧部分， R2 为用半导体热敏材料(电阻率随温度升高而减小) 制成的传感器，R1 为一定值电阻下列说法中正确的是()A电压表示数为22 VB此交变电源的频率为50 HzC当传感器R2

17、所在处出现火警时，电流表的示数减小D当传感器R2 所在处出现火警时，电压表的示数减小3、如图 8 所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V 1 后接word 可编辑资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L 和滑动变阻器R， R 上并联一只理想电压表V 2.下列说法中正确的是A 若 F 不动，滑片 P 向下滑动时，V1 示数变大， V 2 示数变小B若 F 不动，滑片P 向下滑动时，灯泡消耗的功率变小C若 P 不动，滑片F 向下移动时， V1 、 V 2 的示数均变小D若 P 不动，滑片F 向下移动时，灯泡消耗的功率变大4、图 9 甲为理想变压器的示

18、意图， 其原、副线圈的匝数之比为4 1，电压表和电流表均为理想电表若发电机向原线圈输入图乙所示的正弦交流电，图中Rt为 NTC型热敏电阻 (阻值随温度升高而变小 )， R1 为定值电阻下列说法中正确的是()A交流电压u 的表达式为u 362sin 50 t VB t 0.01 s 时，发电机线圈中穿过的磁通量最大C Rt 温度升高时，变压器的输入功率变小D Rt 温度升高时，电压表的示数不变、电流表的示数变大word 可编辑资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除5 (多选 )(2015 天·津高考 )如图 10-2- 7 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

19、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，电流表读数变小要点三远距离输电远距离输电问题的“三二一”1 理清三个回路图 10-2-8在回路 2 中， U2UU3， I2I 线I3。2 抓住两个联系(1)理想的升压变压器联系着回路1 和回路 2，由变压器原理可得：线圈1(匝数为 n1)和

20、线圈 2(匝数为 n2)中各个量间的关系是U 1 n1， I 1 n2， P1P2。U 2n2I 2n1(2)理想的降压变压器联系着回路2 和回路 3，由变压器原理可得：线圈3(匝数为 n3)和线圈 4(匝word 可编辑资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除数为 n4)中各个量间的关系是U 3 n3， I3 n4， P3P4。U 4 n4 I4 n33 掌握一个守恒能量守恒关系式P1P 损 P4。1(2014 ·江高考浙 )如图 10-2-10 所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I 1，其末端间的电压为U

21、1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。则 ()I1U1A用户端的电压为I 2B输电线上的电压降为U2C理想变压器的输入功率为I 1 rD输电线路上损失的电功率为I 1U2 (2014 江·苏高考 )远距离输电的原理图如图10-2-11 所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、 n2，电压分别为 U1、 U 2，电流分别为 I 1、 I 2，输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是()A.I 1n1BI 2U2I 2 n2RCI 1U1I 22RD I1U1 I2U23、某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9 k

22、W ，输出电压为500 V，输电线的总电阻为 10 ，允许线路损耗的功率为输出功率的4% ，求：(1)村民和村办小企业需要220 V 电压时，求所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少；(不计变压器的损耗)(2)若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率各是多少要点四能力提升1(多选 )在如图 2 所示的电路中， 理想变压器原、 副线圈的匝数比为21，四个灯泡完全相同。其额定电压为U，若已知灯泡L 3 和 L 4 恰能正常工作，那么()AL 1 和 L 2都能正常工作B L 1 和 L2 都不能正常工作word 可编辑资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除C交流电源电压为2UD交流电源电压为4U2 (多选 )(2016 焦·作联考 )如图4 所示，理想变压器原线圈的匝数 n1 1 100 匝，副线圈的匝数n2 110 匝， R0、 R1、 R2 均为定值电阻，且R0 R1 R2，电流表、电压表均为理想电表。原线圈接 u 22