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1、第十二章交变电流概念梳理一、正弦交流电1、正弦交流电的产生：将线圈置于 磁场中，并绕垂直于磁感线的轴 转动，就能产生正弦交流电。例1、填写下面表格（各个格子中均选填“最大”或“最小”）：位 置中性面平行面 图 示磁 通 量感应电动势磁通量变化率 2、正弦交流电在 位置改变方向，一个周期内改变 次，常用的照明电，1s内电流方向改变 次。3、正弦交流电的“四值”：（1）最大值：。角速度和转速N的关系式为： 。（2）有效值：有效值是根据电流的 定义的。对正弦交流电，有效值是最大值的，对其他交流电则 不一定 成立。 我们常用的220V指的是有效值，交流电流表、电压表的读数是有效值，交流电气设备的额定电
2、压、电流都是有效值，保险丝的熔断电流也是有效值。交流电中热量、电功率都用有效值计算。 计算交流电的功率、热量时，必须用有效值。（3）瞬时值：任意时刻t时电动势（或电压、电流）的值。a、从中性面开始计时： 。 b、从平行面开始计时： 。对照明电路，其电压的有效值是 ，最大值是 ，周期是 ，频率 ，角速度是 ，若从中性面开始计时，电压瞬时值的表达式为 。 ( 4 )平均值：用公式计算，电量中的电流I，要用平均电流计算。例2、如图所示，匝数为n、面积为S的矩形线圈放在磁感强度为B的匀强磁场中，以角速度匀速转动，该交流电动势的最大值是 ，电动势的有效值是 ，若从图示位置开始计时，则电动势的瞬时值是 ，
3、当线圈从图示位置转过900的时间内，电动势的平均值为 ，它比有效值 （选填大、小或相等）。例3、某一交变电流的电压波形如图所示，求这一交变电流的电压的有效值U。二、变压器1、变压器的构成： ，其工作原理是 。 2、原、副线圈的电压与线圈的匝数成 ，即 ； 原、副线圈中的电流与线圈的匝数成 ，即 。 对理想变压器，输入功率等于输出功率，我们常用它来计算输入量与输出量的关系。 3、物理量的决定关系： （1）电压：输出电压由输入电压和 决定； 电流、功率：输入电流、输入功率由输出电流、输出功率决定。（2）电压互感器：将高电压变为低电压，是一个 （填升或降）压变压器； 电流互感器：将大电流变为小电流，
4、是一个 （填升或降）压变压器。（3） 当变压器有多个副线圈时，电压与匝数的正比关系依然成立，但是电流与匝数的反比关系不再成立，根据输入功率等于输出功率可以推出，它们的关系为：。例4、如图所示，M为理想变压器，电表均可视为理想电表，原线圈接交变电压u，输电线电阻忽略不计当变阻器滑片P向上移动时，读数发生变化的电表是( )来源:wwwshulihuanet AB C D三、 远距离输电1、 目的：减小输电线上电能的损失P损= 。2、 方法：（1）减小输电导线的电阻，如采用电阻率较 的材料，或 导线的横截面积； （2） 输电电压，以 输电电流。 输送相同功率的电能，若把输电电压提高到原来的n倍，则输
5、电线上损失的功率将是原来的 倍。例5、（多选题）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的电流成正比第十二章交变电流巩固练习（1）1、一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示，下列说法中正确的是（ ） At1时刻通过线圈的磁通量为零 Bt2时刻通过线圈的磁通量绝对值最大 Ct3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的
6、绝对值都为最大2、某一交流电变化如图所示，则下列说法正确的是( ) A该交流电的周期是2s B用电压表测量时，该表的读数是311伏 C如果外接一个电阻R=100，该电阻消耗的功率是484W D该交流电的频率是2s3、（多选题）如图所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，从O向O观察，线圈沿逆时针方向转动已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为，则当线圈转至图示位置时() A线圈中感应电流的方向为abcda B线圈中的感应电流为 C穿过线圈的磁通量为0 D穿过线圈磁通量的变化率为0e/Vt/sO1-10102034、矩形金属
7、线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图所示下列说法中正确的是（ ） A此交流电的频率为02Hz B此交流电动势的有效值为1V Ct=01s时，线圈平面与磁场方向平行 D线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为Wb5、一理想变压器原、副线圈匝数比n1n2115，原线圈与正弦交流电源连接，输入电压的ut图象如图所示，副线圈接一个10 的电阻，则() A流过电阻的电流为02 A B与电阻并联的电压表示数是100 C变压器的输入功率是1103 W D变压器副线圈中的交变电压的频率为100 Hz6、将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为
8、l，它的磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为（ ）A B C D7、一个电热器接在10V的直流电源上，具有一定的热功率把它改接在交流电源上要使其热功率为原来的一半，则交流电源电压的最大值应为（ ） A707V B6V C14V D10V 8、如图甲为电热毯的电路图，电热丝接在u311sin100t V的电源上，电热毯被加热到一定温度后，通过装置P使输出电压变为图乙所示波形，从而进入保温状态若电阻丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是() A1
9、10 V B156 V C220 V D311 V9、如上面右图所示是一交变电流的it图象，则该交变电流的有效值为() A4 A B2 A C A D A10、（多选题）如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，其电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B若线圈从图示位置开始以角速度绕轴OO匀速转动，则以下判断正确的是() A图示位置线圈中的感应电动势最大为 B闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为 C线圈从图示位置转过180的过程中，流过电阻R的电荷量为q D线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为Q11、如图所示，理想变压
10、器原、副线圈匝数比n1n221, V和A均为理想电表，灯泡电阻R6 ，AB端电压u112sin 100t(V)下列说法正确的是() A电流频率为100 Hz BV的读数为24 V CA的读数为05 A D变压器输入功率为6 W第十二章交变电流巩固练习（2）1、如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为41，图中五只电灯完全相同，若B、C、D、E都能正常发光，则A灯（ ） A一定能正常发光 B比正常发光暗 C比正常发光亮 D一定被烧坏2、如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比为41，原线圈接入一电压为的交流电源，副线圈接一个R=27.5 的负载电阻则下述结论正确的是( ) A副线圈中电压表的读数为V B
11、副线圈中输出交流电的周期为s C原线圈中电流表的读数为0 5 A D原线圈中的输入功率为3、如图所示为理想变压器，三个灯泡L1、L2、L3都标有“5V，5W”，L4标有“5V，10W”，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n1n1和ab间电压应为（ ） A21，25V B21，20V C12，25V D12，20V4、普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则（ ）Aab接MN、cd接PQ，IabIcd Cab接PQ、cd
12、接MN，IabIcd5、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为201，通过输电线连接两只相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，原线圈输入图示的交流电压，当开关S闭合时，以下说法中正确的是（ ） A原线圈中电流不变 BR两端的电压减小 C原线圈输入功率变大 D副线圈输出电压小于11 V6、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的有效值为I1，负载
13、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（ ） A380 V和5.3 A B380 V和9.1 A C240 V和5.3 A D240 V和9.1 A7、（多选题）如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交变电流的电动势图象如图乙所示，经原、副线圈的匝数比为110的理想变压器给一个灯泡供电，如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22 W现闭合开关，灯泡正常发光则（ ） At0.01 s时刻穿过线框回路的磁通量为零 B线框的转速为50 r/s C变压器原线圈中电流表示数为1 A D灯泡的额定电压为220V8、中国已投产运行的1 000 kV特高
14、压输电项目，是目前世界上输电电压最高的输电工程假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，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，不考虑其他因素的影响，则（ ） A输电电流变为原来的2倍 B输电线上降落的电压将变为原来的2倍 C输电线上降落的电压将变为原来的 D输电线上损耗的电功率将变为原来的9、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（ ）A， B()2R， C， D(
15、)2R，10、如图所示，为某交变电动势随时间变化的图象，从图象中可知交变电动势的峰值为_V周期是 s，穿过此线圈的磁通量变化最快的时刻是t= 、 ，若此交流线圈共100匝，则穿过此线圈的最大磁通量是 Wb。11、有一个电子元件，当它两端的电压的瞬时值高于 时则导电，低于 时不导电，若把这个电子元件接到220V、50HZ的正弦交流电的两端，则它在1s内导电 次，每个周期内的导电时间为 s。12、如图所示，N=50匝的矩形线圈abcd，边长ab=20cm，ad=25cm，放在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的轴以n=3000r/min的转速匀速转动，线圈电阻r=1，外电路电阻R=9，t=0时，线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里。(1)在图中标出t=0时感应电流的方向；(2)写出线圈感应电动势的瞬时表达式；(3)从图示位置转过90过程中流过电阻R的电荷量是多大？6学科网（北京）股份有限公司