高三物理第一轮复习 交变电流,理想变压器,远距离输电(上课用)

思考：1、为什么电流的方向发生变化？2、为什么电流的大小发生变化？E=nBLv

中性面问题:若单匝线框从中性面开始转动,经过一段时间t,在这一时刻整个线框产生的电动势又是多大?acdHFθV3V4θθV3⊥V3∥V4⊥V4∥瞬时值峰值(θ=ωt)e1=BLabV3⊥+BLcdV4⊥

=BL1v3sinwt+BL1V4sinwt=BL1wL2/2sinwt+BL1wL2/2sinwt=BWL1L2sinwt=BWSsinwt多匝线圈问题:若有n匝线框在匀速转动,整个线框的总电阻为r,外电阻为R,则通过电阻的电流和电阻两端的电压分别是多少?vuiθV3V4中性面瞬时值瞬时值峰值峰值如图，矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程1、何处磁通量最大？何处磁通量最小？2、何处电动势/电流最大？何处电动势/电流最小？3、何处磁通量的变化率最大？何处磁通量的变化率最小？4、线圈中的电动势/电流方向再何处开始变化？交流电的表达abcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLABΦ图像实物函数

角速度ω周期T频率f转速n追问：当t=0.0025s时，线圈与磁场的夹角？交流电的峰值，瞬时值，平均值，有效值

有效值：1、定义：一个周期T内，跟交变电流的发热等效的恒定电流或电压值，为该交流电的有效值ui

Q焦耳热有效值有效值：1、定义：一个周期T内，跟交变电流的发热等效的恒定电流或电压值，成为该交流电的有效值2、有效值的意义：已知有效值，可以计算与能量有关的所有物理量。如：热量，功，功率等等。

绝大部分用电器的铭牌上，标注的是有效值。3、有效值的测量：交流电压表，交流电流表。ui

如图所示，有一单匝矩形线圈，面积为S，内阻为r，外电路电阻为R，电流表为理想电表，线圈绕垂直磁感线的对称轴OO’以角速度ω匀速转动，从图示位置转900的过程中，下列说法正确的是()A．通过电阻R的电量为B．通过电流表的最大电流为C．电路消耗的总功率为D．从图示位置开始计时，R两端电压变化的规律为

u=BSωcosωt

转过90°的时刻，电流表的读数是多少？理想变压器一、变压器的构造1.示意图

U1U2

∽n1n2∽原线圈副线圈铁芯2.电路图中符号n1n23.理想变压器：（1）闭合铁芯（绝缘硅钢片叠合而成），不计铁芯涡流发热（2）线圈的电阻r不计，不计电阻的发热。（3）铁芯导磁，不计漏磁。理想变压器：不发热，不漏磁，不损失电功率。铁芯与线圈互相绝缘变压器不适用于恒定电流疑问：原线圈没有电阻，由u=Ir得，u=0.

但为什么线圈两端仍然存在电压U1？

U1U2

∽n1n2∽原线圈副线圈铁芯U1U2

∽

n1n2∽E原线圈副线圈

U1U2

∽n1n2∽原线圈副线圈铁芯用电器思考：交流电源的电动势是E，灯泡两端的电压是E吗？二、含理想变压器的电路的简化从输入端看，理想变压器和副线圈的用电器一起看成一个新的用电器。从输出端看，理想变压器和原线圈段的电路合起来看成一个新的电源。

U1U2

∽n1n2∽E原线圈副线圈

U1U2

∽n1n2∽E原线圈副线圈U1U2n1∽每个线圈中1、感应电动势时刻相等2、有效值U相同ΔΦΔte=匝数n=1

U1U2

∽n1n2∽原线圈副线圈铁芯升压变压器：n2>n1U2>U1降压变压器：n2<n1U2<U1三、理想变压器的变压原理原线圈vs副线圈原线圈磁通量原线圈磁通量的变化率原线圈输入交流电频率原线圈匝数输入电压有效值输入电流有效值输入电功率

U1U2

∽n1n2∽原线圈副线圈铁芯副线圈磁通量副线圈磁通量的变化率副线圈输出交流电频率副线圈匝数输出电压有效值输出电流有效值输出电功率===≠U1/U2=n1/n2？？？=

四.基本公式(2+1)P1=P2

U1U2

∽n1n2∽原线圈副线圈铁芯

另类变压器U2U1ABPU1U2n1n2升压变压器n1n2U1U2降压变压器【例】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２２０Ｖ的正弦交流电源上，如图所示。求：（1）副线圈回路中电阻两端的电压为Ｕ；（2）原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为ｋ；

练习：

如图所示：ABC三只灯完全相同,使它们正常发光,求n1:

n2?AB~n1n2CU1U2求U1

:

U2?输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系电源

U1U2n2n1I2P出P入I1I2U2RU2*输入电压U1和变压比n1：n2决定输出电压的大小*输出电压和用电器电阻决定输出电流I2的大小*输出电流和变压比决定输入电流I1的大小*输出功率决定输入功率的大小（相同）I1I2n1n2U1U2RAV~R1R2SA.U增大、I增大、P1增大C.U减小、I减小、P1减小D.U不变、I减小、P1不变B.U不变、I减小、P1增大

练习：

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P1将分别是：练习：如图所示，电阻不计的矩形线框在匀强磁场B中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动，产生了如图乙所示的正弦交变电流．理想变压器的原、副线圈匝数之比为10:1，Ｖ为交流电压表，灯泡的电阻ＲＬ＝10Ω，Ｃ为电容器，电容器的击穿电压为22Ｖ，开始时开关Ｓ处于断开状态．以下说法正确的是Ａ．ｔ＝0.01ｓ时刻，穿过矩形线框的磁通量最大Ｂ．ｔ＝0.01ｓ时刻，电压表的示数为０Ｃ．通过小灯泡的电流的变化频率为5HZＤ．闭合开关Ｓ后，电容器会被击穿

在高压输电三个回路中，各部分的功率、电压和电流关系如何？理想变压器的应用————远距离输电14223UUUURIF用线

rI1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4电源用电器

在高压输电三个回路中，各部分的功率、电压和电流关系如何？理想变压器的应用————远距离输电14223UUUURIF用线

rI1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4功率关系：电压关系：电流关系：1.发电厂输送的功率2.升压变压器的输入功率3.升压变压器的输出功率4.线路损耗的功率5.降压变压器的输入功率6.降压变压器的输出功率7.用户消耗的功率8.输送电压9.损失电压

1．远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压提高到原来的n倍，则下列说法中正确的是（）

A．输电线上的电流变为原来的n倍

B．输电线上的电压损失变为原来的1/n2C．输电线上的电功率损失变为原来的1/nD．若输电线上的电功率损失不变，输电线路长度可变为原来的n2倍课堂练习：自主建立电路模型2．(2014·高考浙江卷)如图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