2023年交变电流总复习精品讲义.pdf

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1、-交变电流 第一课时：交变电流的产生 描述交变电流的物理量 一、知识要点:1.交变电流的产生：temsin,tIimsin【从中性面开始】中性面、线圈通过中性面时:转动一周线圈两次通过中性面，故一周里线圈中电流方向改变两次 2.交变电流的最大值与有效值，周期与频率：正弦交流电的最大值:NBSEm 与有效值的关系是:mEU21,mII21对于非正弦电流以上关系不成立。通常所说交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指有效值.用电器上所标电压、电流值也是指有效值。在计算交流电通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时，只能用有效值。3.电阻、电感和电容对交变电流的作用，感抗和容抗。感抗表

2、示电感对交变电流的阻碍作用，其特点是“通直流，阻交流”、“通低频,阻高频”。容抗表示电容对交变电流的阻碍作用，其特点是“通交流,隔直流”、“通高频,阻低频”。二、例题分析：.一个矩形线框的面积为 S，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为转/秒，则:【】A.线框交变电动势的最大值为 n BS B线框交变电动势的有效值为2S 从开始转动经过4 周期，线框中的平均感应电动势为nB.感应电动势瞬时值为=2 BSin2n t 2关于交流电的有效值和最大值，下列说法正确的是:【】A.任何形式的交变电流的有效值和最大值都有关系 U Um/2 B只有正弦式电流才有=m2

3、的关系 C照明电压 20V、动力电压 38，指的都是交变电流的有效值 D.交流电压表和电流表测量的都是交变电流的有效值 3电学元件的正确使用,对电路安全工作起着重要作用。某电解电容器上标有“5V,0”字样，下列说法中正确的是:【】此电容器在交流、直流电路5V 的电压时都能正常工作 此电容器只有在不超过 25V 的直流电压下才能正常工作 C当工作电压是直流 2V 时，电容才是 45F D若此电容器在交流电压下工作,交流电压的最大值不能超过 25V 4 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、低频混合的交流信号，要求只C1 C2-输出低频信号;右图中输入的是直流和低频交

4、流的混合信号,要求只输出低频交流信号。那么 C1、C2中哪个该用大电容?哪个该用小电容?5在电工和电子技术中使用的扼流圈有两种：低频扼流圈和高频扼流圈。它们的区别在于：A.低频扼流圈的自感系数较大 【】B高频扼流圈的自感系数较大 低频扼流圈的能有效地阻碍低频交变电流，但不能阻碍高频交变电流 D高频扼流圈的能有效地阻碍高频交变电流,但不能阻碍低频交变电流 6通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。求该交流电的有效值 I。交流发电机转子有 n 匝线圈，每匝线圈所围面积为,匀强磁场的磁感应强度为，匀速转动的角速度为，线圈内电阻为 r，外电路电阻为。当线圈由图中实线位置匀速转动 90到达虚线位置过程中,

5、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？8有一正弦交流电源，电压有效值 U=120V，频率为 f=z 向一霓虹灯供电,若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为0=62,试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长?为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？9 如图所示,匀强磁场的磁感强度B=0 1,矩形线圈的匝数=100匝,边长 ab=.2m,b 05m,转动角速度 100rd/s,转轴在正中间。试求:（）从图示位置开始计时,该线圈电动势的瞬时表达式;(2)当转轴移动至 ab 边(其它条件不变）,再求电动势的瞬时表达式;第二课时：变压器 一、知识要点：1.理想变压

6、器的构造、作用、原理及特征 构造:原理:其工作原理是利用了电磁感应现象.只能改变交变电压 2理想变压器规律:-由电磁感应定律有：tnE111,tnE222 理想条件：忽略原、副线圈内阻,有 U1=E1,U2E2 忽略铁心漏磁,穿过原、副线圈的磁通量都相等,又有1=2 忽略变压器自身的能量损失,有:P12 P=I1U、P2=I2U2 电压变化规律为2121nnUU 二、例题分析:1一台理想变压器变压比为 201，原线圈接入 20V 电压时，将副线圈拆去 18 匝,输出电压为8V，则变压器原圈匝数应为:【】A.495 匝 B1320 匝 2640 匝 .90 匝 2如图所示,理想变压器给负载供电。

7、变压器输入电压不变。如果负载电阻的滑动触片向上移动，则图中所有电表读数及输入功率变化情况正确的是：【】V1、V不变,A增大,减少，P 增大 BV1、V2不变，A1、A2增大，P 增大 C1、V2不变,A1、A2减小,减小 V1不变,V2增大，A1减小，2增大，P 减小 3在变电站里,经常要用交流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:【】如图,为一理想变压器，K 为单刀双掷开关,P 为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则【】A.保持 U及的位置不变，K 由 a 合到时，1将增大 B保持 U1及 P

8、 的位置不变,由 b 合到 a 时,R消耗的功率减小 C保持 U1不变，K 合在 a 处，使上滑,I1将增大 D.保持 P 的位置不变,K 合在处，若 U1增大,I1将增大 5 如图所示,理想变压器的输入端接正弦交流电,副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡 L1和L2；输电线的等效电阻为 R，开始时,电键断开。当接通时,以下说法中正确的是：【】A.副线圈的两端 M、的输出电压减小 B.副线圈输电线等效电阻 R上的电压增大 C通过灯泡 L1的电流减小 D原线圈中的电流增大 6.如图所示，在绕制变压器时,某人误将两个线圈绕在图示变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一

9、半通过另一个线圈,A A A A 零线 火线 火线 零线 零线 火线 零线 火线 A B C D 1 1 2 2 当只有一个副线圈工作时，才有：12212211,nnIIIUIU 输入功率由输出功率决定，RnUnIUP/2112111-另一半通过中间的臂，已知线圈、2 的匝数比为 N1N2=1，在不接负载的情况下：【】当线圈 1 输入电压 220 V 时,线圈 2 输出电压为 10 B.当线圈 1 输入电压 220 时,线圈 2 输出电压为 55 C.当线圈 2 输入电压 110 V 时,线圈 1 输出电压为20 V 当线圈输入电压 110 V 时，线圈输出电压为 110 7如图(a）、（b)

10、所示,当图中 a、两端与 e、两端分别加上20 的交流电压时,测得、间与 g、间的电压均为110 V。若分别在 c、d 两端与 g、两端加上 110 的交流电压,则 a、b 与、f 间的电压为:【】A.220 V,20 V B220 V,110 V 11,10 V D220 V，8.在某交流电路中，有一正在工作的变压器,原、副线圈匝数分别为10，n=12，电源电压 U120 V，原线圈中串联一个 02 A 的保险丝,为保证保险丝不被烧毁,则:【】A负载功率不能超过4 W 副线圈电流最大值不能超过 C.副线圈电流有效值不能超过 1 A D副线圈电流有效值不能超过2 A 9.如图所示,理想变压器的

11、输出端接有一电动机，电动机线圈的电阻为 R，电动机带动一质量为的重物以速度 v 匀速上升。若变压器的输出功率为 P，则电流表的读数应等于多少?10理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为 n1=10 匝、n2=28匝、n=80匝，电源电压为 U1220V。2上连接的灯泡的实际功率为 36W,测得初级线圈的电流为 I=0.3,求通过 n3的负载 R的电流 I3。R P0 v m A n2 L n3 R 220V n1-第三课时:变压器及电能的输送 一、知识要点:高压输电的意义:.远距离输电的原理图:（1）功率之间的关系是：1=P1/,P2=2/，1/=P线P2（2）电压之间的关系是:2122

12、221111,UUUnnUUnnUUr(3）电流之间的关系是:2122221111,IIInnIInnIIr 二、例题分析:.用 U1U 和 U2=U 两种电压输送电能，若输送功率相同,在输电线上损失的功率也相同,导线长度和材料还相同，则在这两种情况下导线的横截面积之比 S1S2为：【】1 B.K K21 D.2 2.输电线电阻率为，横截面积为,总长度为输电线损耗的电功率为 p,用户得到的电功率为用。若输送的电功率为,输电电压为 U，则 P、P用的关系式正确的是:【】AlSUP2 B.SUlpP22 lSUPP2用 D.)1(2SUlPPP用 远距离输送一定功率的交流电,若输送电压升高为原来的

13、倍,关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是：【】A.输电线上的电功率损失是原来的/B.输电线上的电功率损失是原来的 1n2 C.输电线上的电压损失是原来的 1/n 输电线上的电压损失是原来的 n 倍 4.发电机输出功率为 100 kW，输出电压是0 V，用户需要的电压是，输电线电阻为0。若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的 4%，试求:(1）画出输电线路的示意图并求输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比。(2）用户得到的电功率是多少？三、巩固练习：发电厂发电机的输出电压为 U,发电厂至学校的输电导线总电阻为 R，通过导线的电流为 I，学校得到的电压为 U2，则输电线上损耗的功率可

14、表示为:【】ARU21 B.RUU221)(C.RI2 D)(21UUI 2.输电线的电阻为，输送的电功率为,输电电压为 U,则用户得到的功率为：【】AP B.rUPP22 C.rUP2 DrUP22 3一台交流发电机，输出功率为 40k，输出电压是00,输电线的总电阻是 0,输电线上-功率损失是_k,用户得到的功率是_kW。4学校有一台应急备用发电机,内阻为 r1，升压变压器匝数比为 1，降压变压器的匝数比为 41，输电线的总电阻为 R=4,全校2 个教室，每个教室用“2V,4W”的灯 6 盏,要求所有灯都正常发光，则: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?5.为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染而大力发展水电站。三峡水利工程中某一水电站发电机组设计为：水以1=3m/s 的速度流入水轮机后以 v2=1m/s 的速度流出,流出水位比流入的水位低 10m,水流量为 Q1m3/s,水轮机效率为5，发电机效率为 80，求:（1）发电机组的输出电功率是多少？（2)如果发电机输出电压为40,用户需电压 220V,输电线路中能量损失为 5,输电线电阻为 104/，那么所需升降变压器的原副线圈匝数比分别是多少？（取 10ms2）R