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文档简介
1、专题十二 交变电流,1.交变电流、交变电流的图象 2.正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值 3.理想变压器 4.远距离输电 ,1.知道交变电流的产生及描述交变电流的物理量,会计算有效值. 2.知道正弦函数交变电流的表达式,理解其图象. 3.理解理想变压器原理,掌握远距离输电线路.,交变电流的图象和描述 【典例1】(2011天津高考)在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图甲所示,产生的交变电动势的图象如图乙所示,则( ),A.t=0.005 s时线框的磁通量变化率为零 B.t=0.01 s时线框平面与中性面重合 C.线框产生的交变电动势有效值为311 V D.线框产生的
2、交变电动势频率为100 Hz 【审题视角】解答本题时应把握以下三点: 【关键点】 (1)明确中性面的概念及线框与中性面重合时电动势的特点. (2)理解磁通量变化率概念及磁通量变化率与电动势的关系. (3)明确有效值和最大值概念及它们之间的关系.,【精讲精析】由图乙可知该正弦交变电流的电压最大值为311 V, 周期等于0.02 s,因此,根据正弦交变电流的最大值与有效值之 间的关系式 得知选项C错误;又 则频率为f=50 Hz,选 项D错误;当t=0.005 s时,u=311 V,取得最大值,穿过线框的磁 通量变化率最大,选项A错误;当t=0.01 s时,交变电压及电流方 向发生改变,电压值最小
3、等于零,线框平面与中性面重合,选项B 正确. 答案:B,【命题人揭秘】 (1)本题以矩形线圈在磁场中转动为背景,主要考查学生对正弦交流电的产生过程和用图象描述交流电的能力,同时考查学生对法拉第电磁感应定律的应用. (2)当线圈平面转至中性面时,穿过线圈平面的磁通量最大,但磁通量的变化率为零,此时感应电动势为零.中性面是交变电流的方向改变的转折点. (3)正弦交变电流的有效值与最大值满足:,对交变电流“四值”的理解和应用 【典例2】(2012广东高考)某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100t (V).对此电动势,下列表述正确的有( ) A.最大值是 VB.频率是100 Hz C.有效
4、值是 VD.周期是0.02 s 【审题视角】求解本题需掌握交流电的最大值、瞬时值、有效值、周期、频率等基本物理量及其彼此之间的关系.,【精讲精析】交变电动势瞬时值的表达式为e=Emsint= 50sin100t,故交变电动势的最大值为50 V,有效值为 故A错,C对.由=2f=100得频率f= 50 Hz,周期 故B错,D对. 答案:C、D,【命题人揭秘】 (1)本题主要考查交流电的规律,交流电的最大值、有效值、 瞬时值.(2)只有正弦式交变电流才满足最大值和有效值之间的 倍关系,其他交流电如方波式电流、锯齿式电流等,都要 利用有效值的定义根据能量关系进一步求得. (3)求电路的热量、功率时用
5、有效值.,交变电流的产生与电路的综合分析 【典例3】(2012安徽高考)图甲是交流发电机模型示意图.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO转动,由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO转动的金属圆环相连接,金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触,这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路.图乙是线圈的主视图,导线ab和cd分别用它们的横截面来表示.已知ab长度为L1,bc长度为L2,线圈以恒定角速度逆时针转动.(只考虑单匝线圈),(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时,试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式.
6、(2)线圈平面处于与中性面成0夹角位置时开始计时,如图丙所示,试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式.,(3)若线圈电阻为r,求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热.(其他电阻均不计) 【审题视角】解答本题时要注意以下三点: 【关键点】 (1)线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动时,感应电动势的瞬时值表达式与开始计时的时刻有关. (2)线圈的总电动势等于每段导线切割磁感线产生的感应电动势的和,且回路符合欧姆定律. (3)计算焦耳热时要用到电流的有效值.,【精讲精析】(1)t时刻线圈平面与中性面的夹角为t,设ab 距OO轴为r1,cd距OO轴为r2 , 则有:eab=BL1r1sint ecd=B
7、L1r2sint 线圈中的感应电动势为: e1=eab+ecd=BL1L2sint (2)t时刻线圈平面与中性面的夹角为t+0,则由式知 线圈中的感应电动势为:e2=BL1L2sin(t+0),(3)通过线圈电流的有效值为: 线圈转动的周期为: 所以线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热为: 答案:(1)e1=BL1L2sint (2)e2=BL1L2sin(t+0) (3),【命题人揭秘】 (1)在交变电流的电路中,首先要搞清电路结构,再注意最大值、有效值、平均值等概念的区分. (2)将交流电与恒定电流知识结合起来,用已有知识和方法处理该部分问题,注意闭合电路的欧姆定律和焦耳定律的适用条件.,变
8、压器原理及基本规律 【典例4】(2011浙江高考)如图所示,在铁 芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个 线圈,上线圈两端与u=51sin314t V的交流电 源相连,将下线圈两端接交流电压表,则交流 电压表的读数可能是( ) A.2.0 V B.9.0 V C.12.7 V D.144.0 V,【审题视角】解答本题时可按以下思路分析: 【精讲精析】根据上线圈所加电压的表达式可得,最大值为51 V, 所以有效值 若变压器为理想变压器,则 可 得:U2=9.0 V.但由于铁芯不闭合,考虑到漏磁的存在,应有U2 9.0 V,所以A正确. 答案:A,【命题人揭秘】 本题考查理想变压器的
9、基本规律,解答此类问题应注意以下三 点: (1)变压器的变压比:不论副线圈几个,任意两线圈间均存在 (2)变压器的电流比: 此式仅用于副线圈仅有一个的变 压器. (3)功率关系:P出=P入(或I1U1=I2U2+I3U3+),此式可用于有多 个副线圈的变压器.,变压器的有关计算 【典例5】(2011广东高考)图(a)左侧的调压装置可视为理想 变压器,负载电路中R=55 , 为理想电流表和电压表, 若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压,电压表的示数为 110 V,下列表述正确的是( ),A.电流表的示数为2 A B.原、副线圈匝数比为12 C.电压表的示数为电压的有效值 D.原线圈中交变电压
10、的频率为100 Hz 【审题视角】解答本题时应明确以下四点: 【关键点】 (1)最大值和有效值之间的关系. (2)变压器的变压原理. (3)电流表、电压表的示数均指有效值. (4)原、副线圈的匝数比等于电压比.,【精讲精析】电流表的示数为: 故A正确;原、副线圈的电压比等于匝数比,所以匝数比为21,故B错误;电压表的示数指交变电流的有效值,故C正确;由(b)知交流电的周期为0.02 s,故频率为50 Hz,故D错误. 答案:A、C,【命题人揭秘】 本题考查理想变压器的基本规律,需注意以下三点 : (1)对于电源,原线圈相当于用电器,对于用电器,副线圈相当于电源. (2)变压器用于改变交流电的电
11、压、电流,但不改变电流的频率. (3)在交变电路中,电流表、电压表的示数均为有效值.,电能的输送 【典例6】(2010江苏高考)在如图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( ),A.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 【审题视角】由升压变压器输入功率变化,分析引起输电线路上电流、电压的变化.根据升压变压器的输入电压不变,利用变压比确定降压变压器输出电压的变化.,【精讲精析】由题意可知升压变压器的输
12、入电压不变,则输出电 压U不变,A错误;在电能输出过程中有 U线=IR线 ,U=U- U线,因P变大,I变大,所以U线变大,所以降压变压器输入电压U 变小,则降压变压器的输出电压变小,B错误;由 因P 变大,所以P线变大,C正确;根据 因P变大, 所以比值变大,D正确. 答案:C、D,【命题人揭秘】有关电能输送问题的特点及处理方法 (1)本题通过以远距离输电为背景,通过电压的变化引起其他变化、功率的变化引起其他变化等相关知识、考查了电能的输送问题,有新意. (2)求解远距离输电的思路和方法是: 熟悉“交流发电机升压变压器输电线降压变压器用户”这一流程. 利用逆向思维法解决电能的输送问题往往较方
13、便,即先从负载功率算起,一直推到升压变压器的输入端.,变压器与远距离输电中的计算问题 【典例7】(2009山东高考)某小型水电站的电能输送示意图如图所示.发电机的输出电压为200 V,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220 V的用电器正常工作,则( ),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 【审题视角】解答本题时应注意以下两点: 【关键点】 (1)熟记理想变压器的两个基本公式 P1=P2. (2)输电线上的功率损失和电压损失也是需
14、要特别注意的.分析 和计算时一般用 Ur=I2r,也能用,【精讲精析】根据变压器工作原理可知 由于输电线上损失一部分电压,升压变压器的输出电压大于降 压变压器的输入电压,有U2U3,所以 A正确,B、C 错误.升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率与输 电线损失的功率之和,D正确. 答案:A、D,【阅卷人点拨】,交流电的产生和应用 高考指数: 1.(2012大纲版全国卷)一台电风扇的额定电压为交流220 V,在其正常工作过程中,用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图所示.这段时间内电风扇的用电量为( ),A.3.910-2度 B.5.510-2度 C.7.810-2度
15、 D.11.010-2度 【解题指南】用电量即消耗的电能,也就是电流做的功.电风扇在不同挡位风速不同,电流也不同.在这段时间内用电量等于各时间段的用电量总和.注意单位的统一和换算. 【解析】选B.测出的电流和电压均为交流电的有效值,在这段时间内用电量W=U(I1t1+I2t2+I3t3)=220(0.3600+0.4600+0.2 2 400) J=1.98105 J=5.510-2度,选项B正确.,2.(2012北京高考)一个小型电热器若接在输出电压为10 V的 直流电源上.消耗电功率为P;若把它接在某个正弦交流电源 上,其消耗的电功率 为 如果电热器电阻不变,则此交流电 源输出电压的最大值
16、为( ) A.5 V C.10 V,【解题指南】本题需要把握以下两点: (1)交变电流有效值的定义. (2)正弦式交变电流有效值和最大值的关系. 【解析】选C.设交变电压有效值为U,根据有效值定义,有 交变电压最大值,3.(2011四川高考)如图所示,在匀强磁场中 匀速转动的矩形线圈的周期为T,转轴O1O2垂直 于磁场方向,线圈电阻为2 .从线圈平面 与磁场方向平行时开始计时,线圈转过60 时的感应电流为1 A.那么( ) A.线圈消耗的电功率为4 W B.线圈中感应电流的有效值为2 A C.任意时刻线圈中的感应电动势为 D.任意时刻穿过线圈的磁通量为,【解析】选A、C.由于线圈从垂直于中性面
17、开始计时,则瞬时 值表达式可记为e=Emcos,当=60时e=iR=2 V,即2V= Emcos60,得最大值Em=4 V,则有效值 电流有效值 功率为 瞬时值表= 达式为 故A、C正确,B错误.再由Em=NBS,则任 意时刻穿过线圈的磁通量为 可知D错误.,4.(2010广东高考)如图是某种正弦式交变电压的波形图,由图可确定该电压的( ) A.周期是0.01 s B.最大值是311 V C.有效值是220 V D.表达式为u=220sin100t(V),【解题指南】解答该题的关键是明确图象横轴、纵轴的意义和 各物理量之间的关系. 【解析】选B、C.由题图知:该电压的最大值Um=311 V,则
18、有 效值 周期T=0.02 s ,则 表达式为u=311 sin100t(V),故B、C选项正确.,变压器的基本规律及应用 高考指数: 5.(2012天津高考)通过一理想变压器,经同一线路输送相同 的电功率P,原线圈的电压U保持不变,输电线路的总电阻为R.当 副线圈与原线圈的匝数比为k时,线路损耗的电功率为P1,若将 副线圈与原线圈的匝数比提高到nk,线路损耗的电功率为P2,则 P1和 分别为( ),【解题指南】解答本题时首先计算原线圈的电流,再根据原、副 线圈电流与匝数的关系及功率的公式计算出线路损耗的功率,并 进一步求出副线圈匝数变化前后线路损耗功率的比值. 【解析】选D.原线圈的电流为
19、由于P、U不变,故I1不变, 由 由 得 则 故选项D正确.,6.(2012山东高考)图甲是某燃气炉点火装置的原理图.转换 器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压,并加在一理想 变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2, 为交流电压表.当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V时, 就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体.以下判断正 确的是( ),A.电压表的示数等于5 V B.电压表的示数等于 C.实现点火的条件是 D.实现点火的条件是 【解题指南】解答本题应把握以下三点: (1)理解正弦交变电流u -t图象的物理含义. (2)知道电压表的示数是电压的有效值. (3)
20、利用变压器电压与线圈匝数的关系求点火条件.,【解析】选B、C.由u-t图象可知最大电压值为5 V,故有效值 为 交流电压表测量的是有效值,A错,B对;由变压器电 压与线圈匝数的关系可知, 当变压器副线圈电 压的瞬时值大于5 000 V,即 C对, D错.,7.(2012新课标全国卷)自耦变压器铁芯 上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线 圈的某部分.一升压式自耦调压变压器的电 路如图所示,其副线圈匝数可调.已知变压 器线圈总匝数为1 900匝,原线圈为1 100匝, 接在有效值为220 V的交流电源上.当变压器 输出电压调至最大时,负载R上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1,
21、负载两端电压的有效值为U2,且变压器是理想的,则U2和I1分别约为( ),A.380 V和5.3 AB.380 V和9.1 A C.240 V和5.3 AD.240 V和9.1 A 【解析】选B.由理想变压器原、副线圈中电压、电流及功率关 系可得: 所以,当变压器输出电压调至 最大时,副线圈的匝数也最大为n2=1 900匝,负载R上的功率 也最大,为2.0 kW,则 故选项B正确.,8.(2012重庆高考)如图所示,理想变压器的 原线圈接入 的交变电 压,副线圈通过电阻r=6 的导线对“220 V 880 W”的电器RL供电,该电器正常工作.由此可知( ) A.原、副线圈的匝数比为501 B.
22、交变电压的频率为100 Hz C.副线圈中电流的有效值为4 A D.变压器的输入功率为880 W,【解题指南】解答本题时可按以下思路分析: 【解析】选C.因为用电器正常工作,可知电器RL上的电压是220 V, 电流4 A,C正确;副线圈电压244 V,所以原副线圈匝数比 A错误;变压器不改变交变电流的频率,原线圈电压频率 50 Hz,副线圈电压频率还是50 Hz,B错误;变压器输入功率等于输 出功率,输出功率大于880 W,所以输入功率也大于880 W,D错误.,9.(2011新课标全国卷)如图,一理想变 压器原副线圈的匝数比为12;副线圈电 路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220 V, 额定功
23、率为22 W;原线圈电路中接有电压表和电流表.现闭合开关,灯泡正常发光,若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则( ) A.U=110 V, I=0.2 AB. U=110 V ,I=0.05 A C. I=0.2 A,【解题指南】解答本题应把握以下三点: (1)灯泡正常发光说明副线圈两端电压U2=220 V. (2)变压器的电压、电流与匝数的基本规律. (3)电流表、电压表示数均为有效值. 【解析】选A.在副线圈电路中, 再根据 得 U1=110 V,I1=0.2 A,故B、C、D错,A正 确.,10.(2011山东高考)为保证用户电压稳定在220 V,变电所需适时进行调压,图甲为调压
24、变压器示意图.保持输入电压u1不变,当滑动接头P上下移动时可改变输出电压.某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示.以下正确的是( ),C.为使用户电压稳定在220 V,应将P适当下移 D.为使用户电压稳定在220 V,应将P适当上移 【解析】选B、D.由图象可知,正弦式交变电压的最大值为 其周期为0.02 s,可得其表达式为 B选项正确,又在u1、n2不变的前提下通过改变n1来使u2增大, 由 可得应使n1减小,故应将P适当上移,D选项正确.,11.(2011福建高考)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n2=51,电阻R=20 ,L1、L2为规格相同的两只小灯泡,S1为单刀
25、双掷开关.原线圈接正弦交变电源,输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示.现将S1接1、S2闭合,此时L2正常发光.下列说法正确的是( ),A.输入电压u的表达式 B.只断开S2后,L1、L2均正常发光 C.只断开S2后,原线圈的输入功率增大 D.若S1换接到2后,R消耗的电功率为0.8 W 【解析】选D.由图乙知周期为0.02 s,因此输入电压的表达式 A错;只断开S2,L1、L2两端的电压小于额定 电压,都不能正常发光,B错;只断开S2,负载电阻变大,功率 变小,C错;S1换接到2后,据 得R消耗的功率为 0.8 W,故选D.,12.(2010重庆高考)一输入电压为220 V,输出电压为36
26、 V的变压器副线圈烧坏,为获知此变压器原、副线圈匝数,某同学拆下烧坏的副线圈,用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈.如图所示,然后将原线圈接到220 V交流电源上,测得新绕线圈的端电压为1 V,按理想变压器分析,该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( ),A.1 100,360 B.1 100,180 C.2 200,180 D.2 200,360 【解析】选B.对新绕线的理想变压器分析,根据变压比公式 对变压器烧坏前分析, 根据 B正确.,13.(2010全国卷)图中为一理想变压 器,其原线圈与一电压有效值不变的交流 电源相连,P为滑动触头.现令P从均匀密 绕的副线圈最底端开始,沿副线圈匀速上
27、滑,直至白炽灯泡L两端的电压等于其额定电压为止.用I1表示流过原线圈的电流,I2表示流过灯泡的电流,U2表示灯泡两端的电压,N2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值,电功率指平均值).下列4个图中,能够正确反映相应物理量的变化趋势的是( ),【解析】选B、C.根据 P从副线圈最底端 开始匀速上滑,说明副线圈匝数n2在均匀增大,即n2=kt(k为单位 时间内增加的匝数),则 而U1、n1为定值,故C正确;在 副线圈电路中,根据欧姆定律有: 可知流过 灯泡的电流I2增大,白炽灯通过电流越大,温度越高,则电阻越 大,故B正确;根据 而n1不变、I2增大、n2增 大,则I1增大,故A错误;
28、灯泡消耗的电功率 可知D错误.,14.(2011海南高考)如图,理想变压器原 线圈与一10 V的交流电源相连,副线圈并 联两个小灯泡a和b,小灯泡a的额定功率为0.3 W ,正常发光时电阻为30 ,已知两灯泡均正常发光,流过原线圈的电流为0.09 A,可计算出原、副线圈的匝数比为_,流过灯泡b的电流为_A. 【解析】U1=10 V,根据小灯泡正常发光,则 根据 所以 答案:103 0.2,15.(2011江苏高考)图甲为一理想变压器,ab为原线圈,ce为副线圈,d为副线圈引出的一个接头,原线圈输入正弦式交变电压的u-t图象如图乙所示.若只在ce间接一只Rce400 的电阻,或只在de间接一只R
29、de225 的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.,(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式; (2)求只在ce间接400 电阻时,原线圈中的电流I1; (3)求ce和de间线圈的匝数比 【解析】(1)由图乙知=200 rad/s, 电压瞬时值uab=400sin200t(V) (2)电压有效值 理想变压器P1=P2 原线圈中的电流,(3)设ab间匝数为n1,根据变压器规律有 由题意有: 答案:(1)uab=400sin200t (V) (2)0.28 A (3)43,有关变压器的动态电路分析 高考指数: 16.(2012福建高考)如图,理想变压器原线圈输入电压u= Umsint
30、,副线圈电路中R0为定值电阻,R是滑动变阻器. 和 是理想交流电压表,示数分别用U1和U2表示; 和 是理 想交流电流表,示数分别用I1和I2表示.下列说法正确的是( ),A.I1和I2表示电流的瞬时值 B.U1和U2表示电压的最大值 C.滑片P向下滑动过程中,U2不变、I1变大 D.滑片P向下滑动过程中,U2变小、I1变小 【解题指南】解答本题时可按以下思路分析:,【解析】选C.交流电压表和交流电流表显示的示数都为有效值,A、B错.由于输入端电压U1和理想变压器匝数比不变,所以U2不变.滑片P向下滑动过程中,电阻变小,电流I2变大,输出功率变大,则输入功率变大,电流I1变大,C对、D错,故选
31、C.,17.(2010山东高考)一理想变压器 原、副线圈的匝数比为101,原线 圈输入电压的变化规律如图甲所示, 副线圈所接电路如图乙所示,P为滑 动变阻器的触头.下列说法正确的是( ) A.副线圈输出电压的频率为50 Hz B.副线圈输出电压的有效值为31 V C.P向右移动时,原、副线圈的电流比减小 D.P向右移动时,变压器的输出功率增加,【解析】选A、D.由图象可知原线圈输入电压的最大值Um=311V, T=210-2s,则原线圈输入电压的有效值: 选项A正确.由 B错误.P向右移动时,副线圈的电阻减小,副线圈输出电压不变, 所以变压器的输出功率增加,而匝数比不变,所以原、副线圈的 电流
32、比不变,C错误,D正确.,【方法技巧】理想变压器动态问题的分析方法 (1)分清不变量和变量,弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关系,利用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点进行分析判定. (2)利用两种常见类型 匝数比不变,原、副线圈的电压U1、U2不变,电流I1、I2,功率P1、P2随负载电阻的变化而变化. 负载电阻不变,原线圈的电压U1不变,副线圈两端的电压U2、电流I1、I2,功率P1、P2随匝数比的变化而变化.,18.(2010四川高考)图甲所示电路中,A1、A2、A3为相同的电流表,C为电容器,电阻R1、R2、R3的阻值相同,线圈L的电阻不计.在某段时间内理想变压器原线
33、圈内磁场的变化如图乙所示,则在t1t2时间内( ),A.电流表A1的示数比A2的小 B.电流表A2的示数比A3的小 C.电流表A1和A2的示数相同 D.电流表的示数都不为零 【解析】选C.由于B-t图象的斜率不变,根据法拉第电磁感应定律得,副线圈中产生的感应电流恒定不变,为恒定电流,电感线圈对恒定电流没有阻碍作用,所以A1和A2的示数相同,电容器对恒定电流相当于断路,所以A3的示数为零,正确答案为C.,远距离输电 高考指数: 19.(2010福建高考)中国已投产运行的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原采用500 kV的超高压输电,输电线上损耗的电功率为P
34、.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1 000 kV特高压输电,若不考虑其他因素的影响,则输电线上损耗的电功率将变为( ) A.P/4B.P/2C.2PD.4P,【解析】选A.由P=UI可知由500 kV的超高压输电变为1 000 kV 特高压输电时,输电线上的电流变为原来的1/2,再据P线=I2R线可得输电线上损耗的电功率将变为P/4,故选A.,20.(2010浙江高考)某水电站,用总电阻为2.5 的输电线输电给500 km外的用户,其输出电功率是3106 kW.现用500kV电压输电,则下列说法正确的是( ) A.输电线上输送的电流大小为2105 A B.输电线上由电阻造成
35、的损失电压为15 kV C.若改用5 kV电压输电,则输电线上损失的功率为9108 kW D.输电线上损失的功率为PU2/r,U为输电电压,r为输电线的电阻,【解析】选B.输出电功率P=3106 kW,输电电压U=500 kV, 则输电线上输送的电流大小 所以A错误;输电 线上由电阻造成的损失电压U损=Ir=15 kV,所以B正确;输电 线上损失的功率 所以D错误;因为输电线上损失 的功率不可能大于水电站的输出功率,故C错误.,交变电流的产生及描述 1.交变电流的产生和变化规律 (1)交变电流:大小和方向都随时间做周期性变化的电流. (2)正弦交流电:电流或电压均按正(余)弦规律变化的交变电流
36、. (3)中性面 定义:线圈平面在与磁场垂直的位置平面. 特点:线圈经过中性面时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量变化率最小,感应电动势为零.,(4)正弦式交变电流的产生和变化规律 产生:当闭合线圈由中性面位置(如图从 O1O2位置)开始在匀强磁场中绕垂直于磁场方 向的轴匀速转动时,线圈中产生的感应电动 势随时间变化的函数是正弦函数,线圈中产 生的感应电流即为正弦式交变电流. 瞬时值表达式:电动势:e=Emsint 电压:u=Umsint 电流:i=Imsint,2.描述交变电流的物理量,3.交流电的“四值”的应用 (1)瞬时值:反映了不同时刻交变电流的大小,发光二极管在 瞬时值超过其发光电压的时
37、间内才可以发光. (2)最大值:在考虑电容器的耐压值时,则应根据交流电的最 大值. (3)有效值:求电功、电功率、焦耳热以及确定保险丝的熔断 电流等物理量时,要用有效值计算,正弦交流电的有效值为,其他交变电流的有效值只能根据有效值的定义来计算. 此外,交流电压表、交流电流表所测的数值均是指有效值,一 些交流电器铭牌上所标的额定电压(电流)值也是指有效值. (4)平均值:求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平 均值,即 平均值的计算需用 计算,切记不 能用 平均值不等于有效值.,【名师点睛】 1.明确线圈的初始位置,正确书写对应函数关系式, 若是正弦交流电,则: (1)表达式e=Emsint (从中性面计
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