讲义正弦交流电专题复习

1、龙文教育学科教师辅导讲义教师：_ 学生：_ 时间:_年_月_日_段课 题 正弦交流电专题复习一、正弦交流电的产生：1、交流电：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。 2、中性面：和磁场垂直的平面。（特征：磁通量最大，感应电动势为零，感应电流为零）O1BO2abcd3、产生原因：当闭合线圈由中性面位置（图中O1O2位置）开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：e=Emsint，其中Em=nBS。这就是正弦交变电流。BO1O24、交流电的图像：线圈转动一周（每经过中性面电流方向和电动势的方向改变一次）感应电动势和电流方向改变两次。二、表征正弦交流的的物理量：1

2、、最大值： 2、瞬时值： 3、有效值：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，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。 4、正弦交流电的最大值和有效值的关系： 注意：1只有正弦交变电流的有效值才一定是最大值的倍。 2通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表的读数；交流电器的额定电压、额定电流；保险丝的熔断电流等都指有效值。（电容器的耐压值是交流的最大值。） 3生活中用的市电电压为220V，其最大值为220V=311V（有时写为310V），频率为50HZ，所以其电压即时值的表达式为u=311sin314tV。i/A3o t/

3、s-60.2 0.3 0.5 0.65、平均值：以电动势为例，平均值不常用，必要时要用法拉第电磁感应定律直接求：。特别要注意，有效值和平均值是不同的两个物理量，千万不可混淆。例1：通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。求该交流电的有效值I。解：该交流周期为T=0.3s，前t1=0.2s为恒定电流I1=3A，后t2=0.1s为恒定电流I2= -6A，因此这一个周期内电流做的功可以求出来，根据有效值的定义，设有效值为I，根据定义有： I 2RT=I12Rt1+ I22Rt2 带入数据计算得：I=3A例2：交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为，

4、线圈内电阻为r，外电路电阻为R。当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：通过R的电荷量q为多少？R上产生电热QR为多少？外力做的功W为多少？解：按照电流的定义I=q/t，计算电荷量q应该用电流的平均值：即，这里电流和电动势都必须要用平均值，不能用有效值、最大值或瞬时值。求电热应该用有效值，先求总电热Q，再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR。这里的电流必须要用有效值，不能用平均值、最大值或瞬时值。Pu V12345ot/10-2su/V311例3、左图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如右图所示。此时接在电热丝

5、两端的交流电压表的读数为 A.110V B.156V C.220V D.311V解：从u-t图象看出，每个周期的前半周期是正弦图形，其有效值为220V；后半周期电压为零。根据有效值的定义， ，得U=156V，选B。针对训练：1 .关于正弦式电流的有效值，下列说法中正确的是（ ）A. 有效值就是交流电在一周期内的平均值B. 交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的C. 在交流电路中，交流电流表和交流电压表的示数表示的都是有效值D .对于正弦式电流 ，最大值的平方等于有效值平方的2倍2. 一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，它产生的电动势为E=200sin100t V，以下说法正确的

6、是（ ）A. 电动势的有效值是200 V B .频率是100 HzC. 当t=0时，线圈平面与中性面重合 D. 当t=0.005 s时，电动势的瞬时值为220 V3. 交流发电机的转子由BS的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1V，那么当线圈转过30°时交流电压的即瞬时值为 V.4. 一边长为L、匝数为N的正方形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴以角速度匀速转动，设磁场的磁感应强度为B，则穿过该线圈磁通量的最大值为 ,磁通量的最大变化率为 ，若从线圈平面与磁场平行时开始计时，则线圈中感应电动势的瞬时值表达式为e = .0t/st1 t2 t3 t4e5 .一矩形线圈

7、在匀强磁场中匀速转动时产生的感应电动势e随时间变化关系如图所示，则下列说法正确的是（ ）A. t1时刻穿过线圈的磁通量最大 B. t2时刻穿过线圈的磁通量的变化率最大C. t3时刻穿过线圈的磁通量为零D. 每当e的方向改变时，穿过线圈的磁通量的绝对值都是最大6. 两个相同电阻分别通以下图两种电流，则在一个周期内产生热量QAQB= .BA7 .如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R，当线圈由图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是（ ）A.磁通量的变化量=NBS B.平均感应电动势E=2NBS/C.

8、电阻R所产生的焦耳热Q= D.通过电阻R的电量为q=V8 .理想变压器原、副线圈匝数比为n1n2=101, 如图所示.在原线圈中输入交变电压，其瞬时表达式为U1=220sin(100t) V，在副线圈两端接入一灯泡和一只交流电压表，下面说法正确的是（ ）A. 电压表的示数22 V B. 电压表的指针周期性左右偏转A1V1V2A2A3L1L21SC. 输出交变电压频率减为5 Hz D. 灯泡承受电压的最大值是22 V9 .如图所示的理想变压器供电线路中，若将开关S闭合，电流表A1的示数将 ，电流表A2的示数将 ，电流表A3的示数将 ，电压表V1的示数将 ，电压表V2将 . BUN1N2A10 如

9、图所示，理想变压器初、次级线圈分别接有完全相同的灯泡A、B，且初、次级线圈的匝数之比N1: N2=2:1，交流电源电压为U，则灯B两端的电压为（ ）A.U/2 B.2U C.U/5 D.2U/5abc11 .如图，当交变电源的电压有效值是220 V，频率为50 Hz 时，三只电灯的亮度相同；当仅将交流电源的频率改为100 Hz时，各灯亮度如何变化？C1C212 左右两个电路都是从左端输入信号，从右端输出信号。左图中输入的是高频、低频混合的交流信号，要求只输出低频信号；右图中输入的是直流和低频交流的混合信号，要求只输出低频交流信号。那么C1、C2中哪个该用大电容？哪个该用小电容？13 图5-65

10、所示是一个交流发电机的示意图线框abcd处于匀强磁场中，已知ab=bc=10cm，B=1T，线圈匝数n=100，线圈电阻r=5，外电路负载电阻R=5，线圈以10r/s的转速匀速转动求：(1)安培表和电压表的读数(2)从如图示位置开始经过1/60秒时感应电动势的瞬时值多大？(3)从如图所示位置开始转过30°角的过程中的平均感应电动势值多大？14、如图所示，一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率为500KW，端电压为500V，升压变压器B1的原副线圈的匝数比为1:5，两变压器间输电导线的总电阻为1.5，降压变压器的输出电压为220V，不计变压器的损耗，求:（1）升压变压器B1副线圈的端电压U2.（2）输电线上损失功率P.15、发电站发电机端电压u5000sin314tV，输出功率5000kW，远距离输电线的电阻为80，输电线上功率损耗要求下超过总功率的4%，则(1)所用升压变压器的原、副线圈匝数比多大?(2)到达用户区使用匝数比为192：1的降压变压器，对负载电阻为10的用电器供电，最多可接这样的用电器几个?16.某发电厂通过两条输电线向远处的用电设备供电.当发电厂输出的功率为P0时，额定电压为U的用电设备消耗的功率为P1，若发电厂电一台