交变电流全章导学案

问题一交变电流（1）________随时间做_________变化的电流叫做交变电流，简称交流；（2）________不随时间变化的电流称为直流；（3）________和_______都不随时间变化的电流叫做_________电流；练习：如图所示的的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是_______，属于正弦式交变电流的是______。问题二交变电流的产生2．结论：（1）在线圈转动时，磁通量最大时，磁通量的变化率__________；磁通量为0时，磁通量变化率_______；感应电动势的大小由_____________________决定，与___________无关。（2）线圈转动一周，感应电流方向改变______次（3）中性面：_______________________________，如图有________、_________位置；中性面的相关特点：磁通量___________，磁通量的变化率____________，感应电动势e＝________，________感应电流问题三交变电流的变化规律推导：从中性面计时，t时刻线圈中的感应电动势e的推导：线圈转过的角度为θ=__________ab边的线速度跟磁感线方向的夹角为______________ab边的线速度大小_______________ab边产生的感应电动势eab=_____________________________线圈产生的电动势e=_____________________________N匝线圈产生的电动势e=_____________________________结论：交流电的电动势按正弦规律变化；当θ=90°，即线圈处于__________位置时，电动势最大，即电动势的峰值Em=_____________交变电流的电动势随时间变化规律为当负载为电灯等纯电阻用电器时：①电流按正弦规律为______________________________②电压按正弦规律变化____________________________【巩固训练】1、正弦交变电动势的最大值出现在（）A．线圈经过中性面时 B．穿过线圈的磁通量为零时O′OcO′OcdbaB2、如图所示的100匝矩形线框绕OO′轴匀速转动，转速为120r/min。ab=cd=，ad=bc=，磁感应强度B＝1T，试求：（1）线圈中产生的感应电动势的最大值是多少？（2）感应电动势的瞬时表达式（从图示位置计时）；（3）线圈与外电路组成闭合电路时，总电阻为100Ω，求电流的瞬时表达式及t=1/12s时的电流。§5.2《描述交变电流的物理量》导学案【预习案】⑴周期：交变电流完成所需的时间，通常用表示，单位是。角速度与频率的关系为。⑵频率：交变电流在内完成周期性变化的次数，通常用表示，单位是。角速度与频率之间关系是。⑶周期和频率的关系：。（注：转速n的单位是转每秒(r/s)）（4）我国工农业及生活用电的周期为0.02s，频率为50Hz，电流方向每秒改变次★②线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势的最大值Em=．⑵有效值：根据电流的来规定。让交变电流和恒定电流通过相同的，如果它们在一个周期内产生，则这个恒定电流I、电压U叫做这个交流电流的有效值。人们常说的家庭电路的电压是220 指的是它的⑶正弦交变电流的有效值和峰值之间的关系：I=，U=。注意：任何交变电流都有有效值，但上述关系只限于正弦交变电流，对其他形式的交变电流并不适用．2、最大值、有效值和平均值的应用①求电功、平均电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时，要用值计算，②求一段时间内通过导体横截面的电量时要用值，=t=③在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流电的值u乙＝，其中“ωt＋Φ”叫做交变电流的Φ是t＝0时的相位，叫做交变电流的．【预习自测】1．由交变电动势的瞬时表达式V可知（）A．此交流的频率是．B．此交流的周期是s．C．此交流电动势的有效值V．D．s时，该交流电动势达最大值．2．有一交变电流如下图所示，则由此图象可知()A．它的周期是0.8sB．它的峰值是4AC．它的有效值是2eq\r(2)AD．它的频率是0.8Hz3．标有“250V0.5μF”字样的电容器能接入下面哪个电路中使用()A．220sin100πtV B．220V照明电路中C．380sin100πtV D．380V动力电路中问题1.在实际应用中，交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指，交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是值，解题中，若题示不加特别说明，提到的电流、电压、电动势时，都是指值。问题2．照明用交流电压是200V，动力提供线路的电压是380V，它们的有效值、最大值各是多少？若用电压表测，测得值各是多大？问题1.交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4m，bc=ad=0.2m，共50匝，线圈电阻r=1Ω，线圈在B=0.2T的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO′以100πr/s转速匀速转动，外接电阻9Ω，如图所示.求：（1）电压表读数；（2）电阻R上电功率问题2.如图所示，交流发电机矩形线圈的边长ab=cd=40cm，bc=ad=20cm，共50匝，线圈电阻r=1Ω。线圈在B=0.2T的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO’以r/s的转速匀速转动，外接电阻R=9Ω。求：（1）电压表读数；（2）电阻R上的电功率（3）从图示位置转过900时，通过R的电量多少？【训练案】1、关于正弦交流电的有效值，正确的说法是A．给定的交流电数值，在没有特别说明的情况下，都是指有效值B．保险丝的熔断电流指交流电的有效值C．交流用电器设备铭牌所标的额定电压、额定电流都是有效值．D．电容器的击穿电压指交流电的有效值2、一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率是P，当接到电压为u=10sinωtV的交流电源上，它的发热功率是PPC．PD．2P3、一电热器接在10V的直流电源上产生一定的热功率，把它改接在交流电源上要使产生的热功率是原来的两倍，则交流电压的最大值应是A．20VB．7.1VC．10VD．14V4、如图所示，交变电流电源的电压是6V，它跟电阻R1、R2及电容C、电压表一起连成如图电路.忽略电源内阻，为保证电容器不击穿，电容器耐压值U2和电压表示数U1分别为A．U1=6V B．U2=6VC．U1=6V D．U2≥6V5、电阻R1、R2交流电源按照图所示方式连接，R1=10，R2=20。合上开关后S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图5-2-2所示。图图5-2-2A．通过R1的电流的有效值是B．R1两端的电压有效值是6VC．通过R2的电流的有效值是AD．R2两端的电压有效值是6V6、一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从线圈经过中性面算起,再转动30°时，产生的电动势的瞬时值为V，则该线圈产生的感应电动势的有效值是_____。7、两个相同电阻分别通以图5-2-3所示两种电流，在一个周期内产生的热量QA∶QB=图图5-2-35-3电感和电容对交变电流的影响练习：一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图所示。将一条形铁块插进线圈之后，该灯将（）A、变亮B、变暗C、对灯没影响D、无法判断电容器对交变电流的阻碍作用：通交流，隔直流；通高频，阻低频。跟踪练习：如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是A、把电介质插入电容器，灯泡变亮B、增大电容器两极板间的距离，灯泡变亮C、减小电容器两极板间的正对面积，灯泡变暗D、使交变电流频率减小，灯泡变暗巩固练习1、关于低频扼流圈，下列说法正确的是A、这种线圈的自感系数很小，对直流有很大的阻碍作用B、这种线圈的自感系数很大，对低频电流有很大的阻碍作用C、这种线圈的自感系数很大，对高频交流的阻碍作用比低频交流的阻碍作用更大D、这种线圈的自感系数很小，对高频交流的阻碍作用很大而对低频交流的阻碍作用很小2、在右图所示电路中，u是有效值为220V的交流电源，C是电容器，R是电阻。关于交流电压表的示数，下列说法正确的是（）A、等于220V B、大于220VC、小于220VD、等于零3、在图所示的电路中，a、b两端连接的交流电源既含高频交流，又含低频交流；L是一个25mH的高频扼流圈，C是一个100pF的电容器，R是负载电阻，下列说法中正确的是（）A、L的作用是“通低频，阻高频”B、C的作用是“通交流，隔直流”C、C的作用是“通高频，阻低频”D、通过R的电流中，低频电流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比4、如图所示，交变电流电压的瞬时表达式u=311sin157tV时，三个电流表的示数相同，若电源电压改为u′=311sin314tV时，则（）A、电流表的示数减小B、电流表的示数增大C、电流表的示数不变D、以上均不对5-4变压器导学案班级姓名编写：高二物理备课组练习1、变压器为什么不改变恒定电流的电压？2、为了安全，机床上照明电灯用的电压是36v，这个电压是将380V的电压降压后得到的。如果变压器的原线圈是1140匝，副线圈是多少匝？3、一台理想变压器的原、副线圈匝数比为4∶1,若原线圈加上u=1414sin100πt（V）的交流电，则用交流电压表测得副线圈两端的电压是()A、250VB、353.5VC、499.8VD、200V4、当变压器一个线圈的匝数已知时，可以用下面的方法测量其它线圈的匝数：把被测线圈作为原线圈，用匝数已知的线圈作为副线圈，通入交流，测出两线圈的电压，就可以求出被测线圈的匝数。已知副线圈有400匝，把原线圈接到220V的线路中，测得副线圈的电压是55V，求原线圈的匝数。能力提升1、如图5-4-5甲所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关S断开，当S接通时，以下说法中正确的是()图5-4-5A、副线圈两端M、N的输出电压减小B、原线圈中的电流增大C、通过灯泡L1的电流减小D、副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大2、图5.4-9是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有太大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小（滑动片向下移）。当用户的用电器增加时，图中各表的读数如何变化？、如图5-4-6乙所示，一理想变压器的变压比为3∶1、L2、L3正常发光的条件下，若断开L4，则()图5-4-6A、L1、L2、L3变亮B、L1、L2、L3变暗C、L1变亮，L2、L3变暗D、L1变暗，L2、L3亮度变亮第5节电能的输送学案一、课前预习1．输电线上的功率损失P＝______降低输电损耗的两个途径为：_____________，_____________2．远距离输电基本原理：在发电站内用________变压器______电压，然后进行远距离输电，在用电区域通过______变压器______所需的电压．3．下列关于电能输送的说法中正确的是()A．输送电能的基本要求是可靠、保质、经济B．减小输电导线上功率损失的惟一办法是采用高压输电C．减小输电导线上电压损失的惟一方法是增大输电线的横截面积D．实际输电时，要综合考虑各种因素，如输电功率大小、距离远近、技术和经济条件等4．输电导线的电阻为R，1和U2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为()A．U1∶U2B．Ueq\o\al(2,1)∶Ueq\o\al(2,2)C．Ueq\o\al(2,2)∶Ueq\o\al(2,1)D．U2∶U15．如图1所示为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是()图1A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好二、课堂探究【概念规律练】知识点一线路损耗问题1．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线电阻为R，通过导线的电流为I，学校输入电压为U2，下列计算输电线损耗的式子中，正确的是()A.eq\f(U\o\al(2,1),R)B.eq\f(U1－U22,R)C．I2RD．I(U1－U2)2．某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P0，输电电压为U，()A．输电线上的电流I＝eq\f(U,R)B．输电线上的电流I＝eq\f(P0,U)C．输电线上损失的功率P＝(eq\f(P0,U))2RD．输电线上损失的功率P＝eq\f(U2,R)知识点二远距离输电线路中各物理量的关系3．一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电．输电线路总电阻R＝1kΩ.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220V，60W)．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则A．T1原、副线圈电流分别为103A和20AB．T2原、×105C．T1和T2的变压比分别为1∶50和40∶1D．有6×104盏灯泡(220V,60W)正常发光4．某小型水电站的电能输送示意图如图2所示，发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220V的用电器正常工作，则()图2A.eq\f(n2,n1)>eq\f(n3,n4)B.eq\f(n2,n1)<eq\f(n3,n4)C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率【方法技巧练】关于远距离输电问题的分析方法5．发电机的端电压220V，输出电功率44kW，Ω，如果用初、次级匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户，则(1)画出全过程的线路示意图；(2)求用户得到的电压和功率；(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率．6．在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为L，输电线损失的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则下列关系式正确的是()A．P′＝eq\f(U2S,ρL)B．P′＝eq\f(P2ρL,U2S)C．P用＝P－eq\f(U2S,ρL)D．P用＝P(1－eq\f(PρL,U2S))三、巩固练习1．远距离输送交流电都采用高压输电．我国正在研究用比330kV高得多的电压进行输电．采用高压输电的优点是()A．可节省输电线的材料B．可根据需要调节交流电的频率C．可减小输电线上的能量损失D．可加快输电的速度2．在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么()A．输电线路上损失的电压与输送电流成正比B．输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大C．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D．输电线路上损失的功率跟输电线上电流成正比3．某用电器离供电电源的距离为L，线路上的电流为I，若要求线路上的电压降不超过U，已知输电线的电阻率为ρ，该输电线的横截面积最小值是()A.eq\f(ρL,R)B.eq\f(2ρLI,U)C.eq\f(U,ρLI)D.eq\f(2UL,Iρ)4．在远距离输电时，若输送的功率不变，使输出电压升高为原来的n倍，则输电线路上因电阻而产生的电能损失将变为原来的()A．n2倍B．n倍C.eq\f(1,n2)D.eq\f(1,n)5．在如图3所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变．随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有()图3A．升压变压器的输出电压增大B．降压变压器的输出电压增大C．输电线上损耗的功率增大D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大6．某农村水力发电站的发电机输出电压稳定，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器