本章整合,第五章 交变电流,思考并回答下列问题: 本章知识可分为三个单元。第一单元:交变电流的产生和描述交变电流的物理量;第二单元:电感和电容对交变电流的影响;第三单元:变压器和远距离输电。,1.思考关于“交变电流的产生和描述交变电流的物理量”学习的内容。正确填写下图。,答案:大小和方向都变化的电流最大零零 最大两次两次e=Emsin t 最大值、频率、周期 如果交变电流和直流电分别通过同一电阻,在相同的时间内所消耗的产生的焦耳热相同,则此直流电的数值就叫交变电流有效值的数值,2.思考关于“电感和电容对交变电流的影响”学习的内容。正确填写下图。,答案:自感系数交变电流的频率 通直流,阻交流;通低频,阻高频电容 交变电流的频率通交流,隔直流;通高频,阻低频,3.思考关于“变压器和远距离输电”学习的内容。正确填写下图。,专题一,专题二,专题三,专题四,交变电流“四值”的计算和应用 1.研究电容器的耐压值时,用峰值(最大值)。 2.研究交变电流做功、功率及产生的热量时,用有效值。 3.研究交变电流某一瞬间的电流、电压、功率等,用瞬时值。 4.研究交变电流通过导体截面的电荷量时,用平均值。,专题一,专题二,专题三,专题四,【例题1】 如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T,边长L=10 cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈电阻r=1 ,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动,角速度为=2 rad/s,外电路电阻R=4 ,求: (1)转动过程中感应电动势的最大值。 (2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60时的瞬时感应电动势。 (3)由图示位置转过60角的过程中产生的平均感应电动势。 (4)交流电压表的示数。 (5)转动一周外力做的功。 (6)周期内通过R的电荷量为多少?,专题一,专题二,专题三,专题四,解析:(1)感应电动势的最大值Em=NBS=1000.50.122 V=3.14 V。,答案:(1)3.14 V(2)1.57 V(3)2.6 V(4)1.78 V (5)0.8 J(6)0.087 C,专题一,专题二,专题三,专题四,变式训练1 (多选)(2016全国理综丙)如图,M为半圆形导线框,圆心为OM;N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为ON;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t=0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴,以相同的周期T逆时针匀速转动,则() A.两导线框中均会产生正弦式交变电流 B.两导线框中感应电流的周期都等于T C.在 时,两导线框中产生的感应电动势相等 D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等,专题一,专题二,专题三,专题四,专题一,专题二,专题三,专题四,交变电流图象的应用 1.交变电流的变化在图象上能很直观地表示出来,例如右图所示可以判断出产生这种交变电流的线圈是垂直于中性面位置时开始计时的,表达式应为e=Emcos t,图象中A、B、C时刻线圈的位置A、B为中性面,C为线圈平面平行于磁场方向。 2.在图象中可由纵轴读出交变电流的最大值,由横轴读出交变电流的周期或线圈转过的角度=t。 3.由于穿过线圈的磁通量与产生的感应电动势随时间变化的函数关系是互余的,因此利用这个关系也可以讨论穿过线圈的磁通量等问题。,专题一,专题二,专题三,专题四,【例题2】 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。产生的交流电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是() A.t=0.01 s时穿过线框的磁通量最小 B.该交流电动势的有效值为 C.该交流电动势的瞬时值表达式为 D.电动势瞬时值为22 V时,线圈平面与中性面的夹角为45,专题一,专题二,专题三,专题四,专题一,专题二,专题三,专题四,专题一,专题二,专题三,专题四,【例题3】 一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31,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220 V的正弦交流电源上,如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则 (),专题一,专题二,专题三,专题四,专题一,专题二,专题三,专题四,变式训练2(2016全国理综乙)一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和4 ,A为理想交流电流表,U为正弦交流电源,输出电压的有效值恒定。当开关S断开时,电流表的示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为() A.2B.3C.4D.5,专题一,专题二,专题三,专题四,专题一,专题二,专题三,专题四,远距离输电 【例题4】交流发电机两端电压是220 V,输出功率为4 400 W,输电导线总电阻为2 。试求: (1)用户得到的电压和功率各多大?输电损失功率多大? (2)若发电机输出端用110的升压变压器升压后,经同样输电导线输送,再用101的降压变压器降压后供给用户,则用户得到的电压和功率又是多大?,专题一,专题二,专题三,专题四,专题一,专题二,专题三,专题四,