【物理】2019届一轮复习人教版 交变电流 学案

【物理】2019届一轮复习人教版 交变电流 学案

交变电流 ‎【考点定位】‎ 正弦交流电的有效值、极值、瞬时值的表达式以及它们之间的关系，非正弦交流电的有效值的计算仍会是本考点的着力点，备考中扎实掌握这些基础知识。以互感为原理的变压器是考察的常见形式，原副线圈的电压电流电功率关系，特别是接入二极管和传感器的情况下，整个电路的动态变化是一个热点。‎ 考点一、交流电的产生及描述 ‎1．正弦交流电：在匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的转轴匀速转动，线框中产生的交流电即按照正弦规律变化即正弦交流电。正弦交流电的电动势最大值，其中是线框的匝数，是匀强磁场的磁感应强度，是线框面积，是线框绕转轴转动的角速度。若从线框经过中性面即线框与磁场垂直开始计时，则电动势瞬时值，而磁通量瞬时值则为，即当电动势按照正弦规律随时间变化时，磁通量按照余弦规律随时间变化。‎ ‎2．正弦交流电的四值：正弦交流电的最大值即，，瞬时值（从中性面开始计时），。平均值常用来计算通过电路的电荷量，，即，那么通过电路的电荷量。有效值是根据热效应来定义的，如果交流电在一段时间内产生的热量与电压为电流为的直流电产生的热量相等，那么该交流电的有效电压就是有效电流就是。对正弦交流电而言，有效电压，有效电流,电路中所有电表的示数都是有效值，电功率电热的计算都是有效值，而电容器的击穿电压等则是指的最大值。‎ 考点二、变压器和远距离输电 ‎1．理想变压器：变压器有原副线圈和铁芯组成，其原理是原副线圈互感，要求原线圈必须输入交流电，这样才能产生电磁感应在副线圈感应出交流电，原副线圈磁通量变化率相同，所以有，，即原副线圈电压表等于匝数比。根据能量 守恒有即，所以原副线圈电流和匝数成反比即。若有多个副线圈则，，电流关系则变为 ‎2．变压器动态分析：，，‎ ‎3．远距离输电简化电路如下 远距离输电主要经过升压变压器和降压变压器，电路分析的顺序从输入端开始：，，，电功率分析从用户端开始：，电流的分析同样从用户端开始：，，。远距离输电时主要问题在于输电线电阻导致的电压损失，即输电线电阻。损失的电功率，要减少输电线上损失的电功率，就要减少输电线上面的电流，根据输电功率一定，采用增大输电电压来减小输电电流从而减少输电线的能量损失。‎ ‎【例题演练】‎ ‎1．如图所示，面积为，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴匀速转动，转动的角速度为，匀强磁场的磁感应强度为。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻，电表均为理想交流电表，当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，下列说法正确的是（ ）‎ A．线圈中感应电动势的表达式为 B．P上移时，电流表示数减小 C．时刻，电压表示数为 D．当原副线圈匝数比为时，电阻上消耗的功率为 ‎【答案】D ‎2．在如图所示的电路中，理想变压器的匝数比为2：l，四个标有“6V，6W”的完全相同的灯泡L1、L2、L3、L4，按如图的方式接入电路，其中L1恰能正常发光。忽略灯泡电阻随电压的变化。电路中的电表均为理想交流电表，则下列选项中正确的是（ ）‎ A．L2、L3、L4均正常发光 B．电流表示数为0.5A C．m、n两点间所加的电压为14V D．整个电路消耗的总功率为18 W ‎【答案】C ‎3．（多选）如图所示，（a）是远距离输电线路的示意图．（b）是用户得到的电压随时间变化的图象·已知降压变压器的匝数比为10：1．不考虑降压变压器与用户间导线的电阻．则（ ）‎ A．发电机输出交流电的频率是50Hz B．升压变压器的输出电压为2200 V C．辅电绕的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定 D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小 ‎【答案】AD ‎4．【2017·天津卷】（多选）在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2 Ω，则（ ）‎ A．t=0时，线圈平面平行于磁感线 B．t=1 s时，线圈中的电流改变方向 C．t=1.5 s时，线圈中的感应电动势最大 D．一个周期内，线圈产生的热量为 ‎【答案】AD ‎5．【2017·北京卷】如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R=55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）‎ A．原线圈的输入功率为220W B．电流表的读数为1 A C．电压表的读数为110V D．副线圈输出交流电的周期为50 s ‎【答案】B ‎6．【2017·江苏卷】（多选）某音响电路的简化电路图如图所示，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则（ ）‎ A．电感L1的作用是通高频 B．电容C2的作用是通高频 C．扬声器甲用于输出高频成分 D．扬声器乙用于输出高频成分 ‎【答案】BD ‎7．如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其它条件不变，则（ ）‎ A．小灯泡变亮 B．小灯泡变暗 C．原、副线圈两段电压的比值不变 D．通过原、副线圈电流的比值不变 ‎【答案】B ‎8．（多选）如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（ ）‎ A．原、副线圈匝数比为9:1 B．原、副线圈匝数比为1:9‎ C．此时a和b的电功率之比为9:1 D．此时a和b的电功率之比为1:9‎ ‎【答案】AD ‎9．如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）‎ A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大 B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大 C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大 D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大、A2示数变大 ‎【答案】B ‎10．一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3Ω 、1Ω 和4Ω ，为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，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．2 B．3 C．4 D．5‎ ‎【答案】B ‎11．一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈．在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中（ ）‎ A．U2>U1，U2降低 B．U2>U1，U2升高 C．U2

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