1、本章优化总结 第五章 交变电流交 变 电 流 交 变 电 流 循网忆知速填速校提示：将以下备选答案前的字母填入左侧正确的位置 AP 入P 出FI1I2n2n1BU1n1U2n2U3n3 G频率C频率HEmsin tD电容INBSE自感系数 交变电流四值的计算及应用1最大值：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动所产生的交流电，最大值 EmnBS.在考虑电容器的耐压值时应根据交流电的最大值2有效值：正弦式交流电的有效值 EEm2、IIm2，非正弦式交流电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
2、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：当线圈平面处于中性面时开始计时，电动势的瞬时值表达式为 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 En t 和 I ER 进行计算，求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值，q I tn R.如图所示，N50 匝的矩形线圈 abcd，ab 边长 l120 cm，ad 边长 l225 cm，放在磁感应强度 B0.4 T 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 OO轴以 n3 000 r/min 的转速匀速转动，线圈电阻 r1，外电路电阻 R9，t0 时线圈平面与磁感
3、线平行，ab 边正转出纸外、cd 边转入纸里求：(1)t0 时感应电流的方向；(2)感应电动势的瞬时值表达式；(3)线圈转一圈外力做的功；(4)从图示位置转过 90的过程中流过电阻 R 的电荷量解析(1)根据右手定则，线圈感应电流方向为 adcba.(2)线圈的角速度 2n100 rad/s 图示位置的感应电动势最大，其大小为 EmNBl1l2 代入数据得 Em314 V 感应电动势的瞬时值表达式 eEmcos t314cos 100t V.(3)电动势的有效值 EEm2 线圈匀速转动的周期 T2 0.02 s 线圈匀速转动一圈，外力做功大小等于电功的大小，即 WI2(Rr)T E2RrT 代
4、入数据得 W98.6 J.(4)从 t0 起转过 90过程中，t 内流过 R 的电荷量 qN（Rr）t tNB SRr NBl1l2Rr 代入数据得 q0.1 C.答案(1)感应电流方向沿 adcba(2)e314cos 100t V(3)98.6 J(4)0.1 C瞬时值、有效值的应用(1)研究交变电流某一时刻的电流、电压或某一时刻线圈受到的安培力时，只能用瞬时值(2)不仅热量的计算用有效值，与热效应有关的计算，如保险丝的熔断电流都必须用有效值1(2016宁波高二检测)交流发电机的原理如图甲所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕 OO轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所
5、示，已知线圈的电阻为 R2，求：(1)通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？(2)矩形线圈转动的周期是多少？(3)线圈电阻上产生的电热功率是多少？(4)保持线圈匀速转动，1 min 内外力对线圈做的功是多少？解析：(1)由题图乙可知通过线圈导线的任意一个横截面的电流的最大值 Im2.0 A.(2)矩形线圈转动的周期 T4103 s.(3)由有效值 IIm2知，线圈电阻上产生的电热功率为 PI2RI2m2 R4 W.(4)由能量守恒定律可知，外力对线圈做的功先转化成电能再转化成电热，1 min 内外力对线圈做的功 WPt240 J.答案：(1)2.0 A(2)4103 s(3)4 W(
6、4)240 J 理想变压器的两个关系1基本关系(1)P 入P 出(2)U1U2n1n2，有多个副线圈时，仍然成立(3)I1I2n2n1，电流与匝数成反比，只对一个副线圈的变压器适用有多个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确定电流关系(4)原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同2制约关系(1)电压制约：副线圈电压 U2 由原线圈电压 U1 和匝数比决定(2)功率制约：原线圈的输入功率 P1 由副线圈的输出功率 P2决定(3)电流制约：原线圈电流 I1 由副线圈电流 I2 和匝数比决定如图所示，理想变压器原线圈输入交变电流 iImsin t，副线圈接有一电流表和负载，电
7、流表的示数为 0.1 A在t14T(T 为交变电流的周期)时，原线圈中的电流瞬时值为0.03 A，由此可知该变压器的原、副线圈的匝数比为()A103 B310 2C10 23 D310解析 电流表示数为 0.1 A，即副线圈中电流有效值 I20.1 A将 t14T，i0.03 A 代入 iImsin t 可得 Im0.03 A，所以原线圈中电流有效值 I1Im23100 2 A，所以n1n2I2I110 23，故选项 C 正确 答案 C解答变压器问题离不开理想变压器的三个关系，即功率关系、电压关系、电流关系仔细分析题目中的已知条件，找到突破口，再结合三个关系求解2(多选)为保证用户电压稳定在
8、220 V，变电所需适时进行调压，图甲为调压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()Au2190 2sin 50t VBu2190 2sin 100t VC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 BD.根据图乙可知交流电的最大值 Um190 2V 和周期 T0.02 s2T 100 rad/s，结合正弦交流电的瞬时值表达式 uUmsin t，B 正确，A 错误；根据变压器的变压比U1U2n1n2，U1、n2 不变，提高 U2 只能减小 n1，所以 P 应上移，D 正确，C 错误本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
