高二物理选修32第五章交变电流教案2

1、第五章 交变电流一、交变电流的几个概念1、交变电流：大小 和方向 都随时间作 周期性 变化的电流叫做 2、正弦式电流：交变电流 ,简称沟通电；随时间按 正弦规律 变化的电流叫做正弦式电流,正弦式电流的图象是正弦曲线,我国市用的交变电流都是正弦式电流3、中性面：线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零,感应电动势为零；线圈经过中性面时,内部的电流方向要发生转变；二、交变电流的产生和描述（考试题型多为挑选题）1、 正（余） 弦式交变电流的产生条件有三,1） 匀强磁场 2） 转轴垂直磁场方向 3） 线圈匀速转动缺一不行, 否就就不是正 （余） 弦式交变电流；正（余）弦式交变电流的变

2、化规律与线圈的外形、转动轴处于线圈平面内的位置无关；2、 两个特别位置的特点V1）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V t变；如从今时开头计时,电动势瞬时表达式 e=E msinwt 2）线圈平面与中性面垂直时,S B, =0,V 最大, e 最大, i 最大,电流方向不改V t变；如从今时开头计时,电动势瞬时表达式 e= E mcoswt 3、周期和频率交变电流的周期和频率都是描述交变电流变化快慢的物理量；1）周期 T：交变电流完成一次周期性变化所需的时间；在一个周期内,交变电流的方向变化 2 次；2）频率 f:交变电流在 1s 内完成周期性变化的次

3、数,单位是赫兹,符号为 Hz,频率越大,交变电流变化越快；3）关系：f1wT2三、交变电流的 “四值 ”物理量物理含义重要关系适用情形及说明瞬时值交变电流某一时刻的e Emsin t运算通电导体或线圈所受的安培力时,应用值iI msin t瞬时值最大值最大的瞬时值EmnBS确定用电器的耐压值,ImEm Rr如电容器、晶体管等的击穿电压1）一般交变 电流表 直接测量值；2）运算与电流热效应相关的量, 如功、功率、有效值跟交变电流的热效应EEm热量等；3 一般 用电器 铭牌上2等效的恒定电流的值IIm直接 标注 的额定电压、额定电流；24保险丝的熔断电流；一般不作任何说明而指出的交变电流的数值都是

4、指有效值；平均值交变电流图象中图线 E n t（电阻 R+r ）运算通过电路截面的与时间轴所夹的面积电荷量： q=It 与时间的比值四、抱负变压器E n t1、抱负变压器的构造、作用、原理及特点构造：两组线圈（原、副线圈 ）绕在同一个 闭合铁芯 上构成变压器；作用：在输送电能的过程中转变电压 . 原理：其工作原理是利用了电磁感应现象 . 特点：正由于是利用电磁感应现象来工作的,转变交变电压 .；2、抱负变压器原、副线圈基本量的关系 电压关系 与副线圈个数无关所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中功率关系 忽视变压器自身的能量缺失（一般包括线圈内能量缺失和铁芯内能量缺失两部分,分别俗称为“ 铜

5、损” 和“ 铁损” ）,有电流关系1）一个副线圈时：n1I 1=n 2I 2；2）有多个副线圈时：由P1=P2 得 U1I 1=U 2I2+U3I3+ 或 n1I1=n2I 2+n3I3+ 频率关系 f1=f2 ,变压器不转变沟通电的频率3、抱负变压器动态分析1）电压：原打算副输入电压 U1 打算输出电压 U2；原电压 U1 不变,不论负载电阻 R 变化与否,副线圈电压 U2 都不会变化；2）功率：副打算原输出功率 P2打算输入功率 P1 ；并且抱负变压器的输出功率与输入功率相等；其中, R 表示负载电阻的阻值,而不是“ 负载” ；“ 负载” 真正的懂得应为用电器的实际功率；实际上 R 越大,

6、负载越小；R 越小,负载越大；3）电流：副打算原输出电流I 2 打算输入电流I 1；当 R 减小时, I2 增大,就I1 增大,因此在使用变压器时,不能使变压器副线圈短路；小试牛刀1、（ 2022. 天津）如图 1 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象如图 2 中曲线 a、b 所示,就（）A、两次 t=0 是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 2：3 C、曲线 a 表示的交变电动势频率为 25Hz D、曲线 b 表示的交变电动势有效值为 10V 2、（ 2022.福建）如图,试验室一台手摇沟通发电

7、机,内阻r=1.0 ,外接 R=9.0 的电阻；闭合开关 S,当发动机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势e=（V ）,就（）3、（2022.河南） 在匀强磁场中 ,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动如图甲所示.产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示；就以下说法正确选项（）4、（ 2022. 海南）如图 ,一抱负变压器原副线圈匝数之比为 4:1,原线圈两端接入一正弦如右图 ,一抱负变压器原副线圈匝数之比为 4：1 ,原线圈两端接入一正弦沟通电源；副线圈电路中 R 为负载电阻 ,沟通电压表和沟通电流表都是抱负电表以下结论正确选项（）A、如电压表读数为 6V,就输入电压的最大值为

8、24 V B、如输入电压不变 ,副线圈匝数增加到原先的 2 倍, 就电流表的读数减小到原先的一半C、如输入电压不变,负载电阻的阻值增加到原先的2 倍,就输入功率也增加到原先的2 倍D、如保持负载电阻阻值不变,输入电压增加到原先的2 倍,就输出功率增加到原先的4 倍5、如下列图,观看电流表的指针,可以看到（）A、指针随着线圈转动而摇摆,并且线圈旋转一周,指针左右摇摆一次B、当线圈平面转到跟磁力线垂直的平面位置时,电流表的指针的偏转最大C、当线圈平面转到跟磁力线平行的位置时,电流表的指针的偏转最大D、在匀强磁场中匀速转动的线圈里产生感应电动势和感应电流是按正弦规律变化的6、一个矩形线圈在匀强磁场中

9、转动产生的沟通电V ,那么（）A、频率是 50Hz B、当 t = 0 时,线圈平面恰好与中性面重合C、当 t=1/200s 时, e 有最大值D、有效值为 V 7、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,从中性面开头转动和最大感应电动势之比为-（）180角的过程中,平均感应电动势A、2 B、2 C、21 D 、无法确定8、有一个沟通电U = “ 311” sin314t 伏,就以下说法中正确选项（）A、这个沟通电的频率是 50 赫兹 B、它可以使 “220V,100W” 的灯泡正常发光C、用沟通电压表测量时,读数为 311 伏 D、使用这个沟通电的用电器,每通过 1C 的电量时,电流做功 220J 9

10、、一电热器接在 10V 直流电源上,产生某一大小的热功率；现将电热器接在沟通电源上,要使它产生的热功率是原先的一半,就沟通电源的有效值和最大值分别是（）A、7.07V 和 10V B 、 10V 和 14.1V C、5V 和 7.07V D 、2.5V 和 25.2V 10、在某沟通电电路中,有一个正在工作的变压器,它的原线圈匝数 n1= 600 匝,电源电压为 U1= 220V ,原线圈串联一个 就（）A、负载功率不能超过 44W 0.2A 的保险丝, 副线圈 n2 = 120 匝,为保证保险丝不被烧断,B、副线圈电流最大值不能超过 1A C、副线圈电流有效值不能超过 1A D、副线圈电流有

11、效值不能超过 0.2A 11、如下列图,抱负变压器原、副线圈的匝数比n1 n2=4 1,当导体棒 L 在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时,电流表 A1 的示数是 12mA,就电流表 A2 的示数为 （）A、3 mA B、0 mA C、48 mA D、与负载 R 的值有关12、如图甲左侧的调压装置可视为抱负变压器,负载电路中R55 ,为抱负电流表和电压表；如原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压,电压表的示数为 110V ,以下表述正确选项（）A电流表的示数为 2A B原、副线圈匝数比为 1 2 C电压表的示数为电压的有效值D原线圈中交变电压的频率为 100Hz 13、把标有 “36V,40

12、W” 的灯泡,接在沟通电源上,如它的实际功率只有 20W,就沟通电源电压的最大值Um= V. 440 匝,并接一个100 的负载电阻,14、一台抱负变压器,其原线圈2200 匝,副线圈如下列图,就：（1）当原线圈接在 44V 直流电源上时,电压表示数 _V, 电流表示数 _A（2）当原线圈接在 220V 沟通电源上时,电压表示数 _V, 电流表示数 _A此时输入功率为 _W ,变压器的效率为 _；16、如下列图, ab=25cm,ad=20cm,匝数为 50 匝的矩形线圈；线圈总电阻 r=1 外电路电阻 R =9 ；磁感应强度B=0.4T ；线圈绕垂直于磁感线的OO轴以角速度50rad/s 匀速转动；求：（1）从今位置开头计时,它的感应电动势的瞬时值表达式；（2）1min 内 R 上消耗的电能；（3）外力对线圈做功的功率；（4）当从该位置转过 60时,通过 R 上瞬时电功率是多少？（5）线圈由如图位置转过 30的过程中, R 的电量为多少？17、有一台发电机通过升压和降