《2022年高二下学期期末复习学案--交变电流附详细答案2.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高二下学期期末复习学案--交变电流附详细答案2.docx（20页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -高二下学期物理期末复习学案交变电流【基础回忆】1交变电流的产生：线圈在匀强磁场中绕 于磁场的轴匀速转动,产生按 规律变化的电流.线圈转至中性面时,穿过线圈的磁通量 ,而感应电动势 .2表征交变电流的物理量：周期T,频率 f,关系 .峰值： Em、 Im、U m.有效值： E、I 、U3交变电流的变化规律：瞬时值表达：e= ,i= ,u= 峰值： Em= .有效值与峰值的关系：E= , I= , U= 4 电感电容对交变电流的影响：电感作用： .电容作用：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5抱
2、负变压器：原理： .原副线圈输入输出功率的关系： .电压可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_与匝数的关系： .电流与匝数的关系：只有一个副线圈时, .有多个副线圈时, 6 远 距 离 输 电 ： 导 线 上 的 功 率 损 失P . 导 线 上 的 电 压 损 失U 【专题讲练】专题 1 交变电流的四值 交变电流的四值是指：瞬时值、峰值、有效值、平均值可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1、瞬时值 ：反映不同时刻交变电流的大小和方向,正弦沟通瞬时值表达式为：eE m sint ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_iI m sint .应当留意必需从中性面开
3、头.生活中用的市电电压为220V ,其峰值为 V ,频率为 H Z,所以其电压瞬时值的表达式为u= V .【例 1】有一正弦沟通电源,电压有效值U= 120V ,频率为f= 50Hz 向一霓虹灯供电,如霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0= 602 V ,试估算在一个小时内,霓虹灯发光时间有多长？拓展摸索 ：为什么人眼没有感到霓虹灯忽明忽暗的现象？【针对练习1】沟通发电机的线圈从平行磁场的位置开头匀速转动,与它并联的电压表的示数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_为 14.1V ,那么当线圈转过30时沟通电压的瞬时值为 解： V .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2峰
4、值： 它是瞬时值的 值,它反映的是交变电流大小的变化范畴,当线圈平面跟磁感可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 10 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_线平行时,沟通电动势最大,E m （转轴垂直于磁感线）.电容器接在沟通电路中,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_就交变电压的峰值不能超过电容器的耐压值.【例 2】把一电容器
5、C 接在 220V 的沟通电路中,为了保证电容不被击穿,电容器C 的耐压值是多少？解析：【针对练习2】 一只氖管的起辉电压为50V ,把它接在u = 50sin314tV 的交变电源上,在一个交变电压的周期内,氖管的发光时间为（）A 0.02sB 0.01sC 0.015sD 0.005s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3、有效值： 交变电流的有效值是依据电流的 规定的：让沟通和直流通过相同阻值的电可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_阻,假如它们在相同的时间内产生的 相等,就把这始终流的数值叫做这一沟通的有效值.正弦沟通电的有效值跟最大值之间的关系是：U , I 对
6、于非正弦交变电流的有效值以上关系不成立,应依据定义来求.通常所说沟通电压、电流是用电压表、电流表测得的,都是指 .用电器上所标电压、电流值也是指 .在运算交变电流通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时,只能用 .【例 3】通过某电阻的周期性交变电流的图象如下列图.求该交变电流的有效值I.解：【针对练习3】左图所示是某种型号的电热毯的电路图,电热毯接在交变电源上,通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如右图所示.此时接在电热丝两端的沟通电压表的读数为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A. 0VB.156VC.220VD.311VP311uVOu/V12345t/10-2s可
7、编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4、平均值： 它是指沟通电图象中图线与横轴所围成的面积值跟时可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_间的比值. 其量值可用法拉第电磁感应定律EN 来求, 特t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 10 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_
8、殊的,当线圈从中性面转过90 度的过程中,有2EE m .运算平均值切忌用算术平均法即可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_EE1E2 求解.平均值不等于有效值.2【例 4】如下列图,求线圈由图示位置转过60角的过程中,通过线圈某一横截面的电量.【针对练习 4】沟通发电机转子有 n 匝线圈,每匝线圈所围面积为 S,匀强磁场的磁感应强度为 B,匀速转动的角速度为 ,线圈内电阻为 r,外电路电阻为 R.当线圈由图中实线位置匀速转动 90到达虚线位置过程中,求：通过 R 的电荷量q 为多少？ R 上产生电热QR 为多少？外力做的功W 为多少？专题 2 感抗和容抗（统称电抗）1、感抗表示电感
9、对交变电流的阻碍作用,其特点是“通直流,阻沟通” 、“通低频,阻高频” .2、容抗表示电容对交变电流的阻碍作用,其特点是“通沟通,隔直流” 、“通高频,阻低频” .【例 5】 左右两个电路都是从左端输入信号,从右端输出信号.左图中输入的是高频、低频混合的沟通信号,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_要求只输出低频信号.右图中输入的是直流和低频沟通的混合信号,要求只输出低频沟通信号.那么C1 、C2中哪个该用大电容？哪个该用小电容？ 解：C1C2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【针对练习5】在如下列图的电路中,假如交变电流的频率增大,1、2和 3 灯的亮度变化情形是（
10、）A 1、2 两灯均变亮, 3 灯变暗B 1 灯变亮, 2、3 两灯均变暗C 1、2 灯均变暗, 3 灯亮度不变学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 10 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -D 1 灯变暗, 2 灯变亮, 3 灯亮度不变【针对练习6】对于如下列图的电路,以下说法正确选项（）A a、b 端接稳恒直流电,灯泡发亮B a、b 端接交变电流,灯泡发亮C a、b 端接交变电流,灯泡发亮,且将电容器电容增大时,灯泡亮度增大D
11、a、b 端接交变电流,灯泡发亮,且将电容器电容减小时,灯泡亮度增大【针对练习7】对于如下列图的电路,以下说法正确选项（）A双刀双掷开关S 接上部时,灯泡亮度较大B 双刀双掷开关S 接下部时,灯泡亮度较大C双刀双掷开关S 接下部,同时将电感线圈的L 的铁芯抽出,在抽出的过程中,灯泡亮度变大D 双刀双掷开关S 接下部,同时将电感线圈的L 的铁芯抽出,在抽出的过程中,灯泡亮度变小专题 3抱负变压器可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_U 11抱负变压器的电压变化规律为 U 22输入输出功率关系： 3只有一个副线圈的抱负变压器的电流变化规律为I 1 I 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品
12、_精品资料_4变压器的输入功率由 功率打算.【例 6】 抱负变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为n1=1760 匝、n2=288 匝、n3=8000匝,电源电压为U1=220V .n2 上连接的灯泡的实际功率为36W,测得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_初级线圈的电流为I1=0.3A ,求通过 n3 的负载 R 的电流 I3.220V n1n2Ln3R可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【例7】在变电站里,常常要用沟通电表去监测电网上的强电流,所用的器材叫电流互感器.如下所示的四个图中,能正确反应其工作原理的是（）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_
13、零线火线火线零线零线零线火线火线可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_AAAAA.B.C.D.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 10 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -【例8】（ 2022江苏 6）如下列图,抱负变压器的原、副线圈匝数比为1：5,原线圈两端可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_的交变电压为u202 sin 100t V氖泡在两端电压达到100V
14、时开头发光, 以下说法中正可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_确的有（）A 开关接通后,氖泡的发光频率为100Hz B开关接通后,电压表的示数为100 V C开关断开后,电压表的示数变大D开关断开后,变压器的输出功率不变【针对练习8】一台抱负变压器原线圈匝数n1=1100 匝,两个副线圈的匝数分别是n2=60 匝,n3=600 匝,如通过两个副线圈中的电流强度分别是I 2=1 A , I 3=4 A ,求原线圈中的电流强度.专题 4远距离输电远距离输电的示意图如下列图：包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻.并依据规范在图中标出相应的物理量符号.一般设两个变压器的初、次级
15、线圈的匝数分别为、n1、 n1 , n2、 n2,相应的电压、电流、功率也应当采纳相应的符号来表示.从图中应当看出功率之间的关系是：P1=P1, P2=P2, P1 =Pr=P2.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_U 1电压之间的关系是：U 1n1U 2,n1U 2n2,U 1U rn2U 2 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_I 1电流之间的关系是：I 1n1 , I 2n1I 2n2, I 1I rn2I 2 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可见其
16、中电流之间的关系最简洁, 输电线上的电流往往是这类问题的突破口.I 1 , I r , I 2 中只要知道一个,另两个总和它相等.因此求可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_输 电 线 上 的 功 率 损 失 和 电 压 损 失 也 是 需 要 特 别 注 意 的 . 分 析 和 计 算 时 都 必 须 用可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2PrI r r ,U rI r rU 2,而不能用Pr1.r可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 1
17、0 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -【例 9】 学校有一台应急备用发电机,内阻为r =1,升压变压器匝数比为1 4,降压变压器的匝数比为4 1,输电线的总电阻为R=4,全校22 个教室,每个教室用“220V , 40W”的灯 6 盏,要求全部灯都正常发光,就：发电机的输出功率多大？发电机的电动势多大？输电线上损耗的电功率多大？R【针对练习9】在远距离输电时,要考虑尽量削减输电线上的功率缺失.有一个坑口电站,输送的电功率为P=500kW ,当使用 U=5kV 的电压
18、输电时, 测得安装在输电线路起点和终点处的 两只电度表一昼夜示数相差4800 度.求：这时的输电效率和输电线的总电阻r.如想使输电效率提高到98%,又不转变输电线,那么电站应使用多高的电压向外输电？【针对练习10】发电机输出功率为100 kW ,输出电压是250 V ,用户需要的电压是220 V ,输电线电阻为10 .如输电线中因发热而缺失的功率为输送功率的4%,试求：（ 1）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比.（ 2）画出此输电线路的示意图.（ 3）用户得到的电功率是多少？高二物理期末复习学案交变电流参考答案【例 1】解析：由正弦沟通电的峰值与有效值U 的关系得：U m= 12
19、02 V设 t= 0 时沟通电的瞬时电压U= 0 就沟通电的瞬时表达式为U= 1202 sin100t V如下列图,画出一个周期内沟通电的U-t 图象,其中阴影部分对应的时间t 1 表示霓虹灯不能发光的时间,依据对称性,一个周期内霓 虹灯不能发光的时间为4t1,当 U=U 0= 602 V 时,由上式得t 1= 1/600s,再由对称性求得一个周期内能发光的时间：1t=T- 4t1=s 75可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_再由比例关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为：t= 5013600752400 s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下
20、载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页,共 10 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_拓展摸索 ：为什么人眼没有感到霓虹灯忽明忽暗的现象？提示 ：由于人的眼睛具有视觉暂留现象,而这个视觉暂留时间约1s.很明显霓虹灯在工作过16可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_程中是忽明忽暗的,而熄灭的时间只有1s（如图 t2 时
21、刻到 t3 时刻）为远小于3001s,因此经16可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_过灯光刺激的人眼不会由于短暂的熄灭而有所感觉.【针对练习1】解：电压表的示数为沟通电压有效值,由此可知最大值为Um=2 U=20V .而转过 30时刻的瞬时值为u=U mcos30 =17.3V .【例 2】解析：不低于2002 V错误提示： 不少同学往往把电容器与灯泡类比,额定电压220 V 的灯泡接在220 V 的沟通电源上正常发光,从而错误的认为电容器的耐压值也只要不低于220V 即可,事实上,电容器接在沟通电路中始终不断的进行充、放电过程.电容器两极间电压最大可达2002 V ,故电容器 C
22、 的耐压值应不低于2002 V.【针对练习2】解答：B【例 3】解：该沟通周期为T=0.3s,前 t1=0.2s 为恒定电流I1=3A ,后 t2=0.1s 为恒定电流I 2= -6A ,因此这一个周期内电流做的功可以求出来,依据有效值的定义,设有效值为I,依据定义有： I 21 2122可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_RT=IRt + I 2 Rt带入数据运算得：I=32 A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【针对练习3】解：从 u-t 图象看出, 每个周期的前半周期是正弦图形,其有效值为220V .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_后半周期电压为
23、零.依据有效值的定义,U 2U 2TT10,得 U=156V ,选 B .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_RR2【例 4】解析：在运算电量问题中,肯定要用电流、电压平均值可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_EN 而t21BSsin 603 BS2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_又 IE , qItR qN R3NBS2 R可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【 针 对 练 习4 】 解 ： 由 电 流 的 定 义 , 计 算 电 荷 量 应 该 用 平 均 值 ： 即可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_EnqI t , 而In
24、BS,qnBS,这里电流和电动势都必需要用平均值,不可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Rrt Rrt RrRr能用有效值、最大值或瞬时值.求电热应当用有效值,先求总电热Q,再依据内外电阻之比求R 上产生的电热QR.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_22QIRr tEnBSn 2 B 2 S2,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2Rr22 Rr 24 Rr可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页,共 10 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载
25、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -QQRn2 B 2 S2 RR2Rr4 Rr这里的电流必需要用有效值,不能用平均值、最大值或瞬时值.依据能量守恒,外力做功的过程是机械能向电能转化的过程,电流通过电阻, 又将电能n 2 B 2 S2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_转化为内能,即放出电热.因此W=Q分析功和能.4 Rr.肯定要学会用能量转化和守恒定律来可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【例 5】解：电容的作用是“通沟通,隔直流”、“通高频,阻低频” .左图中的C1 必需用电容小些的,电容越小,容抗越大,从而使高
26、频沟通顺当通过,而低频不易通过（这种电容器叫高频旁路电容器） .右图中的C2 一般用电容大的,电容越大,容抗越小,使低频沟通电很简洁通过,只有直流成分从电阻上通过（这种电容器叫隔直电容器）.【针对练习5】解答： D【针对练习6】解答： BC【针对练习7】解答： AC【例 6】解：由于两个次级线圈都在工作,所以不能用I 1/ n,而应当用P1=P2+P3 和 U n.由 U n 可求得 U2=36V ,U 3=1000V .由 U 1I 1=U2I2+U 3I3 和 I2=1A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可得 I3 =0.03A .【例7】解：电流互感器要把大电流变为小电流,
27、因此原线圈的匝数少,副线圈的匝数多.监测每相的电流必需将原线圈串联在火线中.选 A .220V n1n2Ln3R可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【例 8】【答案】 AB 解析：此题主要考查变压器的学问,要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题完全懂得.由交变电压的瞬时值表达式知,原线圈两端可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电压的有效值为U 12022n1V=20V ,由n 2U 1得副线圈两端的电压为U 2U 2100100V ,电压可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_表的示数为沟通电的有效值,B 项正确.交变电压的频率为f2
28、50 Hz ,一个周期内可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电压两次大于 100V ,即一个周期内氖泡能两次发光,所以其发光频率为 100Hz, A 项正确. 开关断开前后,输入电压不变,变压器的变压比不变,故输出电压不变, C 项错误.断开后,电路消耗的功率减小,输出功率打算输入功率, D 项错误.【针对练习 8】解析：电流强度与匝数成反比,仅适用于抱负变压器只有一只副线圈的情形,此题有两个副线圈, 应依据抱负变压器无能量缺失来分析, 由于抱负变压器无能量缺失, 所以可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8
29、页,共 10 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -有 P1=P2+P3（ P1 为原线圈输入功率,P2、P3 分别为两只副线圈的输出功率）依据电功率公式有：I1U 1=I2U 2+I 3U 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_又由于 U 1U 2U 1n1n1, U 2=n2n3n2U1n1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_U 3n 3,U 3=n1U 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_把代入,整理得：I 1n1=I2n2+
30、I3n3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_所以 I 1=n 2 I 2n3 I 31604600A=2.24 A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_n11100【例9 】解：全部灯都正常工作的总功率为22 6 40=5280W ,用电器总电流为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2IP2U 2528022024 A ,输电线上的电流I 1I rII 26 A ,降压变压器上： U 2=4 U /=880V ,224可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1输电线上的电压缺失为：Ur=IRR=24V,因此升压变压器的输出电压为U / =U R+U2=
31、904V ,输入电压为U1=U /出可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1 /4=226V ,输入电流为I 1=4I1 =24A ,所以发电机输出功率为P发电机的电动势E=U1+I 1r =250V=U1I1=5424W可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_输电线上损耗的电功率PR=I 2R=144W可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_R【针对练习9】解.由于输送功率为P=500kW ,一昼夜输送电能E=Pt=12022 度,终点得到的电能E /=7200 度,因此效率 =60% .输电线上的电流可由I =P/U 运算,为 I =100A ,而输电线损耗功率可
32、由Pr=I 2r 运算,其中Pr=4800/24=200kW ,因此可求得r=20 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_输电线上损耗功率Pr22Pr1UU,原先 Pr=200kW ,现在要求Pr/=10kW,运算可得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_输电电压应调剂为U/ =22.4kV .【针对练习10】解析：输电线路的示意图如下列图,输电线损耗功率P 线=1004% kW=4 kW ,又 P 线=I 22R 线输电线电流I2=I 3=20 A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_原线圈中输入电流I 1= PU 1100000250A=400 A可编辑资料
33、 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_所以 n1n2I 2201I 140020可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_这样 U2=U 1 n2n1=250 20 V=5000 V可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_U 3=U2-U 线=5000-20 10 V=4800 V可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 9 页,共 10 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -n3U 34800240n4U 422011所以用户得到的电功率P 出=100 96% kW=96 kW可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 10 页,共 10 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载