1、章末总结专题一 交变电流“四值”的计算和应用1最大值：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的交变电流最大值 EmNBS，在考虑电容器的耐压值时应根据电流的最大值2有效值：正弦交流电的有效值 IIm2，其他交变电流的有效值应根据有效值的定义计算，求电功、电功率，确定保险丝的熔断电流，要用到有效值没有特殊说明时，交流电的电流、电压、电动势指有效值，交流电表的测量值是有效值，交流用电设备上所标的额定电压、额定电流是有效值3瞬时值：当从线圈平面处于中性面时开始计时，瞬时电动势的表达式为 eEmsin t.瞬时值对应某一时刻的电压、电流值4平均值：平均值需用 ENt 和 I ER 进行计算求一
2、段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值，求算公式为 q ItNR.例1 如图所示，交流发电机的矩形线圈abcd中，abcd50 cm，bcad30cm，匝数N100匝，线圈电阻r0.2，外电阻R4.8.线圈在磁感应强度B0.05 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO匀速转动，角速度100 rad/s.(1)求产生感应电动势的最大值(2)若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式(3)交流电压表和交流电流表的示数各为多少？(4)此发电机的功率为多少？(5)从图示位置起，转过90过程中，平均电动势为多少？通过线圈截面的电荷量为多少？解析：(1)设 abl1，bcl2，则交流电动势
3、的最大值 EmNBl1l2235.6 V.(2)根据闭合电路欧姆定律，电流的最大值Im EmRr47.1 A在题图所示位置时，电流有最大值，则电流的瞬时值表达式为 iImcos t代入数值得 i47.1cos(100t)A.(3)电流的有效值为 IIm233.3 A路端电压的有效值为 UIR160 V即电压表的示数为 160 V，电流表的示数为 33.3 A.(4)电动势的有效值为 EEm2166.6 V则发电机的功率为 PIEIm Em2E2m2Rr5 552 W.(5)平均电动势为Ent nBS0 2 2nBl1l2150 V通过线圈截面的电荷量q It ERrtn RrnBl1l2Rr0
4、.15 C.答案：(1)235.6 V(2)i47.1cos(100t)A(3)160 V 33.3 A(4)5 552 W(5)150 V 0.15 C专题二 交变电流图象的应用交流电的图象反映了交变电动势(电流)随时间的变化特征，对正弦交流电来说，我们可以从图象中获取以下信息：1交流电的周期(T)一个完整的正弦波对应的时间段，知道了周期便可以算出线圈转动的角速度 2T.2交流电的最大值(Em、Im)图象上的峰值，知道了最大值，便可计算出交变电动势(交变电流)的有效值3任意时刻交流电的瞬时值图象上每个“点”表示某一时刻交流电的瞬时值例2 如图所示是某正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的
5、()A周期是0.01 sB最大值是311 VC有效值是220 VD表达式为u220sin(t)V解析：由题图知，最大值 Um311 V，且为正弦交流电，有效值 UUm2220 V，周期 T0.02 s，表达式为 u311sin(100t)V，故 B、C 选项正确答案：BC专题三 变压器电路的动态问题分析处理此类问题的关键是分清变量和不变量，弄清理想变压器中各物理量之间的联系和相互制约关系1负载电阻、原线圈电压不变，副线圈的电压、原、副线圈的电流、功率随匝数的变化而变化2匝数比、原线圈电压不变，原、副线圈的电流、功率随负载电阻的变化而变化3动态分析该类问题的思路可表示：例 3 用一理想变压器给负
6、载供电，变压器输入端的电压不变，如图所示开始时开关 S 是断开的，现将开关 S 闭合，则图中所有交流电表的示数以及输入功率的变化情况是()AV1、V2的示数不变，A1的示数增大，A2的示数减小，P入增大BV1、V2的示数不变，A1、A2的示数增大，P入增大CV1、V2的示数不变，A1、A2的示数减小，P入减小DV1的示数不变，V2的示数增大，A1的示数减小，A2的示数增大，P入减小解析：电压表 V1 的示数等于输入电压，电压表 V2的示数等于输出电压，由输入电压 U1 和匝数比n1n2决定；电流表 A2 的示数由输出电压 U2 和负载电阻 R 负决定；电流表 A1 的示数即I1 由变压器的匝数
7、比n2n1和输出电流 I2决定；P 入随 P 出而变化，由 P 出决定因输入电压不变，所以电压表V1 的示数不变据公式 U2n2U1n1，可知 U2 也不变，即电压表V2 的示数不变又据 I2U2R负知，S 闭合后 R 负减小，故 I2 增大，电流表 A2 的示数增大；输入电流 I1 随输出电流 I2 的增大而增大，故电流表 A1 的示数增大因 P 出U2I2，故 P 出增大P 入随 P 出变化而变化，故 P 入也增大故选 B.答案：B专题四 远距离输电线路的分析与计算解决远距离输电问题的注意点1首先画出输电示意图，包括发电机、升压变压器、输电线、降压变压器、负载等，在图中标出相应物理量符号，
8、利用输电电流 IPU，输电线上损失电压 U 损IR 线，输电线损失功率 P 损I2R 线PU2R 线及其相关知识解答2分别在“三个回路”以及“两个变压器”上找各物理量之间的关系，特别注意以升压变压器的副线圈、输电线、降压变压器的原线圈组成的回路，在此回路中利用电路知识分析电压关系和功率关系例 4 发电机输出功率为 40 kW，输出电压 400 V，用变压比(原、副线圈匝数比)为 15 的变压器升压后向远处供电，输电线的总电阻为 5，到达用户后再用变压器降为 220 V，求：(1)输电线上损失的电功率是多少？(2)降压变压器的变压比是多少？解析：输电线路如图所示(1)发电机输出的电压为 400
9、V，经升压变压器后电压为 U51400 V2103 V，由 PUI 得输电线上的电流 IPU401032103 A20 A，输电线上损失的功率 PI2R2025 W2103 W.(2)输电线上的电压损失 UIR205 V100 V，加在降压变压器原线圈两端的电压 U1UU2103V100 V1.9103 V，降压变压器副线圈两端的电压(用户所需的电压)U2220 V，故降压变压器的变压比n1n2U1U21.9103 V220 V9511.答案：(1)2103 W(2)9511理想变压器问题的分析思路纵观高考命题，对于变压器问题，多集中于对变压器的工作原理及 U、I、P、n 各量间基本关系的考查
10、，作为备考的重点，解题思路如下：思路 1 电压思路：理想变压器原副线圈的电压之比符合U1n1U2n2U3n3.思路2 功率思路：理想变压器输入功率和输出功率符合P入P出，即P1P2P3.思路3 电流思路：理想变压器原副线圈的电流符合n1I1n2I2n3I3.思路4 制约思路(1)电压制约：原线圈的电压决定副线圈的电压(2)负载决定：在电压一定的情况下，负载的功率、电流决定副线圈的功率和电流(3)电流和功率制约：副线圈的功率和电流制约原线圈的功率和电流思路 5 原理思路变压器原线圈中的磁通量发生变化，铁芯中t 相等，当遇到“”型变压器时有1t 2t 3t.1(2020台中校级期末)一电器中的变压
11、器可视为理想变压器，它将220 V交变电流改变为110 V已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为()A200 B400 C1 600 D3 200【答案】B【解析】理想变压器原、副线圈电压与匝数成正比，有220110800n2，所以 n2400，B 正确2(多选)(2020武威校级模拟)如图所示，理想变压器的原线圈连接一个理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头，在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则()A保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大B保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小C保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大D保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小【答案】BC【解析】保持Q位置不动时，负载电路电压保持不变，将P向上滑动时，连入电路的电阻变大，故负载消耗功率变小，原线圈输入功率变小，电流表示数变小，所以选项A错误、B正确；保持P位置不动，即负载电路电阻不变，将Q向上滑动时，由理想变压器电压、匝数关系可知，副线圈输出电压升高，负载电路消耗功率变大，故原线圈输入电流变大，所以选项C正确、D错误
