第17章 交变电流-知识点总结_中学教育-高考.pdf

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1、知识点大全 一 第二章:交变电流 一、知识网络 二、重、难点知识归纳 1交变电流产生(一)、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。如图 17-1所示（b）、（c）、（e）所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流。如图（b）产生:线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动而产生的 描 述 瞬时值:I=I msin t 峰值:I m=nsB/R 有效值:2/mI I 周期和频率的关系:T=1/f 图像：正弦曲线 电感对交变电流的作用：通直流、阻交流，通低频、阻高频 应用 交变电流 电容对交变电流的作用：通交流、阻直流，通高频、阻低频 变压器 变流比：

2、电能的输送 原理：电磁感应 变压比：U1/U2=n1/n2 只有一个副线圈：I1/I2=n2/n1 有多个副线圈：I1n1=I2n2=I3n3=功率损失：线 损R）UP（P2 电压损失：线 损RUPU 远距离输电方式：高压输电 iotiotiotiotiot图 1 5 1ad()(b()c()d()e图 17-1 知识点大全 所示。而（a）、(d)为直流其中（a）为恒定电流。（二）、正弦交流的产生及变化规律。(1)、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。(2)、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。这一

3、位置穿过线圈的磁通量最大，但切割边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。(3)、规律：从中性面开始计时，则 e=NBS sin t。用 m表示峰值 NBS 则 e=msin t 在纯电阻电路中,电流 I=R Remsin t=Imsin t，电压 u=Umsin t。2、表征交变电流大小物理量(1)瞬时值：对应某一时刻的交流的值 用小写字母 x 表示，e i u(2)峰值：即最大的瞬时值。大写字母表示，Um m m m=nsB m=m/R 注意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为 m=NBS，即仅由匝数 N，线圈面积 S，

4、磁感强度 B 和角速度 四个量决定。与轴的具体位置，线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的。(3)有效值：a、意义：描述交流电做功或热效应的物理量 b、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。c、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是=2m I=2mI U=2mU。注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有=2m，U=2 2m mIIU的关系，非正弦（或余弦）交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值。即I=Im。e、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；交流电流表和交流电压表的读数

5、是有效值。对于交流电若没有特殊说明的均指有效值。f、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。(4)峰值、有效值、平均值在应用上的区别。峰值是交流变化中的某一瞬时值，对纯电阻电路来说，没有什么应用意义。若对含电容电路，在判断电容器是否会被击穿时，则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值。流描述应用瞬时值峰值有效值周期和频率的关系图像正弦曲线电感对交变电流的作用通直流阻交流通低频阻高频电容对交变电流的作用通交流阻直流通高频阻低频变压器原理电磁感应变压比只有一个副线圈变流比有多个副线圈电能 向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流简称交流如图所示所示电流都属于交流其中按正弦规律变化的交流叫

6、正弦交流如图图图知识点大全所示而为直流其中为恒定电流二正弦交流的产生及变化规律产生当线圈在匀强磁场中绕 位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面这一位置穿过线圈的磁通量最大但切割边都未切割磁感线或者说这时线圈的磁通量变化率为零线圈中无感应电动势规律从中性面开始计时则用表示峰值则在纯电阻电路中电流电压表征交变电流大知识点大全 ot()b图15 2oa()tmm 交流的有效值是按热效应来定义的，对于一个确定的交流来说，其有效值是一定的。而平均值是由公式tn 确定的，其值大小由某段时间磁通量的变化量来决定，在不同的时间段里是不相同的。如对正弦交流，其正半周或负半周的平均电动势大小 为nBsTBs n 222

7、，而一周期内的平均电动势却为零。在计算交流通过电阻产生的热功率时，只能用有效值，而不能用平均值。在计算通过导体的电量时，只能用平均值，而不能用有效值。在实际应用中，交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值，交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是有效值，解题中，若题示不加特别说明，提到的电流、电压、电动势时，都是指有效值。(5)、表征交变电流变化快慢的物理量 a、周期 T：电流完成一次周期性变化所用的时间。单位：s.b、频率 f：一秒内完成周期性变化的次数。单位：Z.c、角频率：就是线圈在匀强磁场中转动的角速度。单位：rad/s.d、角速度、频率、周期，的关系=2f=T 2(6)、

8、疑难辨析 交流电的电动势瞬时值和穿过线圈面积的磁通量的变化率成正 比。当线圈在匀强磁场中匀速转动时，线圈磁通量也是按正弦（或余弦）规律变化的，若从中性面开始计时，t=0 时，磁通量最大，应为余弦函数，此刻变化率为零（切线斜率为零），t=4T时，磁通量为零，此刻变化率最大（切线斜率最大），因此从中性面 开始计时，感应电动势的瞬时表达式是正弦函数，如上图 17-2所示分别是=mcos t 和 e=msin t。3、变压器（1）变压器的构造：原线圈、副线圈、铁心（2）变压器的工作原理 在原、副线圈上由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象，互感现象是变压器工作的基础。（3）理想变压器：磁通量

9、全部集中在铁心内，变压器没有能量损失，输入功率等于输出功率。（4）理想变压器电压跟匝数的关系：U1/U2=n1/n2 说明：对理想变压器各线圈上电压与匝数成正比的关系，不仅适用于原、副圈只有一个的情况，而且适用于多个副线圈的情况。即有332211nUnUnU=。这是因为理想变压器的磁通量全图 17-2 流描述应用瞬时值峰值有效值周期和频率的关系图像正弦曲线电感对交变电流的作用通直流阻交流通低频阻高频电容对交变电流的作用通交流阻直流通高频阻低频变压器原理电磁感应变压比只有一个副线圈变流比有多个副线圈电能 向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流简称交流如图所示所示电流都属于交流其中按正弦规律变化

10、的交流叫正弦交流如图图图知识点大全所示而为直流其中为恒定电流二正弦交流的产生及变化规律产生当线圈在匀强磁场中绕 位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面这一位置穿过线圈的磁通量最大但切割边都未切割磁感线或者说这时线圈的磁通量变化率为零线圈中无感应电动势规律从中性面开始计时则用表示峰值则在纯电阻电路中电流电压表征交变电流大知识点大全 部集中在铁心内。因此穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的，每匝线圈产生相同的电动势，因此每组线圈的电动势与匝数成正比。在线圈内阻不计的情况下，每组线圈两端的电压即等于电动势，故每组电压都与匝数成正比。（5）理想变压器电流跟匝数的关系 I1/I2=n2/n1（适用于只有一个副

11、线圈的变压器）说明：原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的情况，一旦有多个副线圈时，反比关系即不适用了，可根据输入功率与输出功率相等的关系推导出：U1I1=U2I2+U3I3+U4I4+再根据 U2=12nnU1 U3=13nnU1 U4=14nn U4可得出：n1I1=n2I2+n3I3+n4I4+（6）注意事项（1）当变压器原副线圈匝数比(21nn)确定以后,其输出电压 U2是由输入电压 U1决定的(即U2=12nnU1)但若副线圈上没有负载,副线圈电流为零输出功率为零,则输入 功率为零,原线圈电流也为零,只有副线圈接入一定负载,有了一定的电流,即有了一定的输出功率，原线

12、圈上才有了相应的电流（I1=12nnI2），同时有了相等的输入功率，（P入=P出）所以说：变压器上的电压是由原线圈决定的，而电流和功率是由副线圈上的负载来决定的。4、电能的输送(1)输送电能的过程:输送电能的过程如下所示：发电站升压变压器高压输电线降压变压器用电单位。(2).高压输电的道理 思路：输电导线（电阻）发热损失电能减小损失。输电要用导线，导线当然有电阻，如果导线很短，电阻很小可忽略，而远距离输电时，导线很长，电阻大不能忽略。电流通过很长的导线要发出大量的热，所以，输电时，必须设法减小导线发热损失。由焦耳定律 Q=I2Rt，减小发热 Q 有以下三种方法：一是减小输电时间 t，二是减小输

13、电线电阻 R，三是减小输电电流 I。第一种方法等于停电，没有实际价值。第二种方法从材料、长度、粗细三方面来说都有实际困难。适用的超导材料还没有研究出来。排除了前面两种方法，就只能考虑第三种方法了。从焦耳定律公式 Q=I2Rt 可以看出，第三种办法是很有效的：电流减小一半，损失的电能就降为原来的四分之一。所以说要减小电能的损失，必须减小输电电流。但从另一方面讲，输电就是要输送电能，输送的功率必须足够大，才有实际意义。根据公式 P=UI，要使输电电流 I 减小，而输送功率 P 不变（足够大），就必须提高输电电压 U。所以说通过高压输电可以保证在输送功率不变，减小输电电流来减小输送电的电能损失。(3

14、)变压器能把交流电的电压升高（或降低）流描述应用瞬时值峰值有效值周期和频率的关系图像正弦曲线电感对交变电流的作用通直流阻交流通低频阻高频电容对交变电流的作用通交流阻直流通高频阻低频变压器原理电磁感应变压比只有一个副线圈变流比有多个副线圈电能 向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流简称交流如图所示所示电流都属于交流其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流如图图图知识点大全所示而为直流其中为恒定电流二正弦交流的产生及变化规律产生当线圈在匀强磁场中绕 位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面这一位置穿过线圈的磁通量最大但切割边都未切割磁感线或者说这时线圈的磁通量变化率为零线圈中无感应电动势规律从中性面开始计时则

15、用表示峰值则在纯电阻电路中电流电压表征交变电流大知识点大全 to1 23424i As图153在发电站都要安装用来升压的变压器，实现高压输电。但是我们用户使用的是低压电，所以在用户附近又要安装降压的变压器。一是为了安全，二是用电器只能用低电压。三、典型例题 例 1、交流发电机在工作时产生的电压流表示式为sinmu U t，保持其他条件不变，使该线圈的转速和匝数同时增加一倍，则此时电压流的变化规律变为（）A2 sin 2mU t B4 sin 2mU t C2 sinmU t DsinmU t 解析：线圈的转速和匝数同时增加一倍，则 Um增加 4 倍，线圈的转速增加一倍，则 为原来的两倍。答案为

16、 B。点拨：此题是一个基础题，考查的是对电压流表示式为sinmu U t 的理解，最好亲自动手推导公式，才有利于公式的记忆。小试身手 1.1、关于线圈在匀强磁场中转动产生交变电流，以下说法正确的是（）A线圈每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变 B线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 C线圈每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次 D线圈每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次 1.2、如图 17-3 所示，矩形线圈 ACDE 放在磁感强度为 B 的匀强磁场中，线圈以相同的角速度，分别绕 MN、PQ、AC、AE 轴线匀速转动，线圈中产生的感应电

17、动势分别为 E1、E2、E3、E4，则下列关系中正确的是（）A E1=E2，E3=E4 B E1=E2=E3，E4=0 C E1=E2=E3=E4 D E2=E3，E1=E4 例 2、如图 17-4表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。解析：此题所给交流正负半周的最大值不相同，许多同学对交流电有效值的意义理解不深，只知道机械地套用正弦交流电的最大值是有效值的2倍的关系，直接得出有效值，而对此题由于正负半周最大值不同，就无从下手。应该注意到在一个周期内前半周期和后半周期的有效值是可求的，再根据有效值的定义，选择一个周期的时间，利用在相同时间内通过相同的电阻所产生的热量相同，从焦耳定律求得

18、。I2R T=I12R2T+I22R2T 即 I2=(2)2221+（24)221 M N 图 17-3 Q P A B C D E 图 17-4 流描述应用瞬时值峰值有效值周期和频率的关系图像正弦曲线电感对交变电流的作用通直流阻交流通低频阻高频电容对交变电流的作用通交流阻直流通高频阻低频变压器原理电磁感应变压比只有一个副线圈变流比有多个副线圈电能 向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流简称交流如图所示所示电流都属于交流其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流如图图图知识点大全所示而为直流其中为恒定电流二正弦交流的产生及变化规律产生当线圈在匀强磁场中绕 位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面这一位置穿过

19、线圈的磁通量最大但切割边都未切割磁感线或者说这时线圈的磁通量变化率为零线圈中无感应电动势规律从中性面开始计时则用表示峰值则在纯电阻电路中电流电压表征交变电流大知识点大全 图15 4ABBCDE F 解得 I=5A 点拨：此题是一个简单计算题，主要是考查对交变电流中最大值的有效值的关系的理解。小试身手 2.1、一 个 矩 形 线 圈 在 匀 强 磁 场 中 绕 垂 直 于 磁 感 线 的 轴 匀 速 转 动 时，产 生 的 感 应 电 动 势 为t e 100 sin 2 220（V），则如下说法中正确的是（）A此交流电的频率是 100Hz B t=0 时线圈平面恰与中性面重合 C如果发电机的功

20、率足够大，它可使“220V100W”的灯泡正常发光 D用交流电压表测量的读数为2 220V 2.2、一个电热器接在 10V 的直流电源上，在 ts 内产生的焦耳热为 Q，今将该电热器接在一交流电源上，它在 2ts 内产生的焦耳热为 Q，则这一交流电源的交流电压的最大值和有效值分别是（）A最大值是2 10V，有效值是 10V B最大值是 10V，有效值是2 5V C最大值是2 5V，有效值是 5V D最大值是 20V，有效值是2 10V 例 3、如图 17-5 所示，在匀强磁场中有一个“”形导线框可绕 AB轴转动，已知匀强磁场的磁感强度 B=2 5T，线框的 CD边长为 20cm、CE、DF长均

21、为 10cm，转速为 50r/s，若从图示位置开始计时（1）写出线框中感应电动势的瞬时值表达式。（2）若线框电阻 r=3,再将 AB两端接“6V，12W”灯泡，小灯泡能否正常发光？若不能，小灯泡实际功率多大？解析：（1）注意到图 17-5 示位置磁感线与线圈平面平行，瞬时值表达式应为余弦函数，先出最大值和角频率。=2 n=100 rad/s m=BS=2 5 0.2 0.1 100=102(V)所以电动势瞬时表达式应为 e=102cos100 t(V)。（2）小灯泡是纯电阻电路，其电阻为 R=312622额额pu 首先求出交流电动势有效值=2m=10（V）此后即可看成 恒定电流电路，如图 15

22、-5 所示，显然由于 R=r,2灯u=5v，小于额定电压，不能正常发光。其实际功率是 p=325352 2 RU=8.3(w)点拨：此题是一个综合计算题，考查的是电动势的最大值和有效值之间关系，应该多加强这方面的练习，以熟悉此计算公式。小试身手 3.1、某矩形线圈，切割磁感线的边长 ab=40cm，宽 ab=20cm，共 50 匝，磁感强度为 0.5T 的匀强磁场中以 300r/min，绕中心轴 OO匀速转动，如图 17-6 所O B O a b c d 图 17-5 流描述应用瞬时值峰值有效值周期和频率的关系图像正弦曲线电感对交变电流的作用通直流阻交流通低频阻高频电容对交变电流的作用通交流阻

23、直流通高频阻低频变压器原理电磁感应变压比只有一个副线圈变流比有多个副线圈电能 向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流简称交流如图所示所示电流都属于交流其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流如图图图知识点大全所示而为直流其中为恒定电流二正弦交流的产生及变化规律产生当线圈在匀强磁场中绕 位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面这一位置穿过线圈的磁通量最大但切割边都未切割磁感线或者说这时线圈的磁通量变化率为零线圈中无感应电动势规律从中性面开始计时则用表示峰值则在纯电阻电路中电流电压表征交变电流大知识点大全 A1 A2C图 16-1ABRR图 16-A5Uabcd1 AV 1V 2A216-图R6示问：（1）线

24、圈角速度、频率各多少？长边切割磁感线的线速度多大？（2）若 t=0 时线圈恰在中性面位置，写出感应电动势的瞬时表达式，求出当 t=0.025s 时感应电动势的瞬时值（3）感应电动势的有效值多少？从图示位置转动 900过程中的平均感应电动势值又是多少？（4）若线圈的电阻为 10，为了使线圈匀速转动，每秒要提供的机械能是多少？例 4、如图 17-7 所示,理想变压器铁芯上绕有 A、B、C 三个线圈，匝数比为 nA:nB:nC=4:2:1,在线圈 B 和 C 的两端各接一个相同的电阻R，当线圈 A与交流电源连通时，交流电流表 A2的示数为 I0，则交流电表 A1的读数为 _I0。解析：此题如果轻易用

25、电流强度与匝数成反比的关系来解，即ABBAnnII得 出IA=0.5I0就错了。应该注意到变压器副线圈有多组，电流反比关系不成立，但电压与匝数成正比的关系还是成立的，应先根据这一关系求出 C 组线圈电压，再根据 R 相等的条件求出 C 组电流，由BCBCnnUU和RUI cc，得 IC=0.5I0.此后利用关系式 nA IA=nBnB+nCnC 即 4IA=2I0+1 0.5I0 得 IA=0.625I0 点拨：此题为一个简单计算题。考查的是对变压器工作规律的一个理解。小试身手 4.1、如图 17-8 所示,变压器输入 交变电压 U 一定,两个副线圈的匝数为 n2和 n3,当把一电阻先后接在

26、a,b 间和 c,d 间时,安培表的示数分别为 I 和 I，则 I：I为（）A.n22:n32 B.2n:3n C.n2:n3 D.n32:n22 4.2、有一个理想变压器,原线圈 1200 匝,副线圈 400 匝,现在副线圈上接一个变阻器 R,如图 17-9所示,则下列说法中正确的是()A.安培表 A1与 A2 的示数之比为 3:1 B.伏特表 V1与 V2的示数之比为 3:1 C.当变阻器滑动头向下移动时,原线圈的输入功率将增加 图 17-6 图 17-7 图 17-8 图 17-9 流描述应用瞬时值峰值有效值周期和频率的关系图像正弦曲线电感对交变电流的作用通直流阻交流通低频阻高频电容对交

27、变电流的作用通交流阻直流通高频阻低频变压器原理电磁感应变压比只有一个副线圈变流比有多个副线圈电能 向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流简称交流如图所示所示电流都属于交流其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流如图图图知识点大全所示而为直流其中为恒定电流二正弦交流的产生及变化规律产生当线圈在匀强磁场中绕 位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面这一位置穿过线圈的磁通量最大但切割边都未切割磁感线或者说这时线圈的磁通量变化率为零线圈中无感应电动势规律从中性面开始计时则用表示峰值则在纯电阻电路中电流电压表征交变电流大知识点大全 I2R1R2UU(甲)乙(R1R216-图 3I1D.原、副线圈的功率之比为 3:1

28、 例 5、将电阻 R1和 R2如下图 17-10甲所示接在变压器上，变压器原线圈接在电压恒为 U 的交流电源上，R1和 R2上的电功率之比为 2：1，若其它条件不变，只将 R1和 R2改成如图乙接法，R1和 R2上的功率之比为 1：8。若甲图中原线圈电流为 I1，乙图中原线圈电流为 I2，求：（1）两组副线圈的匝数之比；（2）I1和 I2之比。解析：（1）甲图中 R1和 R2串联，电流相同，功率与电阻成正比，所以有 R1=2R2（1）设三组线圈的匝数分别是 n1,n2,n3，两组副线圈上的电压分别是 U2和 U3，易得 U2=12nnU U3=13nnU 乙图中 R1和 R2上的功率之比为 1

29、:8 即 81212RUnn2213RUnn（2）联列（1）式和（2）式解得 32nn=21（2）设 甲 图 中 输 出 功 率 为 P1，则 P1=（Unn n13 2）2/（R1+R2）设乙图中输出 功率为 P2，则 P2=（Unn12）2/R1+（Unn13）2/R2 以 R1=2R2，n3=2n2代入，可得：3221 PP。由于输入功率等于输出功率，所以甲、乙两图中输入功率之比也为32，根据 P=IU，电压恒定，所以两图中电流之比 I1：I2=2：3 点拨：此题是一个综合计算题，考查的是变压器电压、电流与线圈匝数的关系，并且要理解变压器中输出功率与输入功率之间的关系。小试身手 5.1、

30、有一理想变压器在其原线圈上串一熔断电流为 I0=1A 的保险丝后接到 220V 交流电源上，副线圈接一可变电阻 R 作为负载，已知原、副线圈的匝数比 n1:n2=5:1,问了不使保险丝熔断，可变电阻的取值范围如何？5.2、一台理想变压器原、副线圈匝数比为 10：1，原线圈接 U=1002sin100 tV 的交变电压，副线圈两端用导线接规格为“6V，12W”的小灯，已知导线总电阻 r=0.5,试求：副线圈应接几盏小灯？这些小灯又如何连接才能使这些小灯都正常发光 例 6、发电厂输出的交流电压为 2.2 万伏,输送功率为 2.2 106瓦,现在用户处安装一降压变压器,用户的电压为 220 伏,发电

31、厂到变压器间的输电导线总电阻为 22 欧,求:(1)输电导线上损失的电功率;(2)变压器原副线圈匝数之比。解析：（1）应先求出输送电流，由 图 17-10 流描述应用瞬时值峰值有效值周期和频率的关系图像正弦曲线电感对交变电流的作用通直流阻交流通低频阻高频电容对交变电流的作用通交流阻直流通高频阻低频变压器原理电磁感应变压比只有一个副线圈变流比有多个副线圈电能 向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流简称交流如图所示所示电流都属于交流其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流如图图图知识点大全所示而为直流其中为恒定电流二正弦交流的产生及变化规律产生当线圈在匀强磁场中绕 位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面这一

32、位置穿过线圈的磁通量最大但切割边都未切割磁感线或者说这时线圈的磁通量变化率为零线圈中无感应电动势规律从中性面开始计时则用表示峰值则在纯电阻电路中电流电压表征交变电流大知识点大全 I线=P总/U总=2.2 106 2.2 104=100(A)则损失功率为 P损=I线2R线=1002 22=2.2 105(w)(2)变压器原线圈电压 U1为 U1=U总-U线=U总-I线R线=2.2 104-100 22=19800(V)所以原副线圈匝数比2121UUnn=19800/220=90.点拨：此题是一个综合计算题，考查的是电能在输送的过程中能量的损失，以及变压器的原副线圈的应用。小试身手 6.1、远距离

33、输电，当输电电阻和输送功率不变时，则（）A输电线上损失的功率跟输送电线上的电流的平方成正比 B输电线上损失的电压跟输送电线上的电流成正比 C输送的电压越高，输电线路上损失的电压越大 D输电线上损失的功率跟输送电压的平方成正比 6.2、用 1 万伏高压输送 100 千瓦的电功率，在输电线上损失 2%的电功率，则输电线的电阻是_欧姆，如果把输送电压降低一半，则输电线上损失功率将占输送功率的 _%。6.3、如图 16-10 所示，理想变压器和三个定值电阻 R1、R2和 R3接在交流电源上，R1=R3，若 R1、R2和 R3上的电功率相等，则 R1：R2=_,变压器原、副线圈的匝数比为 _。四、章节练

34、习 一.填空题:1、如图 17-11甲所示，一个矩形线圈在匀强磁场中以角速度 逆时针转 动，当线圈平面转过图中位置时开始计时，且以电流自 a端流出为正，则在图乙中能表示这一交 流 电 的 图 象 的是。图乙 图甲 2、在电子技术中，从前一级装置输出的既有直流成分（工作电流），又有交流成分（信号电流）。如图 17-11 流描述应用瞬时值峰值有效值周期和频率的关系图像正弦曲线电感对交变电流的作用通直流阻交流通低频阻高频电容对交变电流的作用通交流阻直流通高频阻低频变压器原理电磁感应变压比只有一个副线圈变流比有多个副线圈电能 向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流简称交流如图所示所示电流都属于交流其

35、中按正弦规律变化的交流叫正弦交流如图图图知识点大全所示而为直流其中为恒定电流二正弦交流的产生及变化规律产生当线圈在匀强磁场中绕 位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面这一位置穿过线圈的磁通量最大但切割边都未切割磁感线或者说这时线圈的磁通量变化率为零线圈中无感应电动势规律从中性面开始计时则用表示峰值则在纯电阻电路中电流电压表征交变电流大知识点大全 果我们希望输送到后一级装置的只有直流成分，电容器应该和后一级装置；如果我们希望输送到后一级装置的只有交流成分，电容器应该和后一级装置 _（两空均填“串联”或“并联”）。3、用 U1和 U2两种电压分别通过相同长度和材料的导线输电，若输送的电功率相等,在输电线

36、上损失的电功率也相同，则在两种情况下输电线截面积之比 S1：S2为 _ 4、一个接在直流电源上的电热器所消耗的电功率为 P1，若把它接到电压最大值与直流电压相等的交流电源上，该电热器所消耗的电功率为 P2，则 Pl P2为 _ 5、图 17-12 中理想变压器原、副线圈匝数之比 nl n2=4 l，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻 R 相连成闭合回路当直导线 AB 在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，电流表 Al的读数是 12mA，那么电流表 A2的读数是 _ 6、如右图 17-13所示，有一理想变压器，原线圈接在电压一定的正弦 交 流电源上，副线圈电路中接入三个电阻 R1、R

37、2、R3，各交流电表的内阻对电路的影响不计，当开关 S 闭合时，电 流 表 A1示 数 _ B 电 流 表 A2示 数_（填“变大、变小、不变”）7、两个电流随时间的变化关系如下图17-14 甲、乙所示，把它们通人相同的电阻中，则在 1s 内两电阻消耗的电功比 Wa：Wb等于 _ 8、将 u=1102sin100tV 的交变电压接到“220V，100W”的灯泡两端，设灯丝的电阻不随温度变化，流过灯泡电流的最大值 _；灯泡发挥的实际功率 _。9、一闭合线圈在匀强磁场中做匀角速转动，线圈转速为 240rad/min，当线圈平面转动至与磁场平行时，线圈的电动势为 2.0V。设线圈从垂直磁场瞬时开始计

38、时，该线圈电动势的瞬时表达式_；电动势在 1/48s 末的瞬时值为 _。二.选择题:10、矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直磁感线方向的轴匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法中正确的是（）A、穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大 B、穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大 图 17-12 图 17-13 图 17-14 流描述应用瞬时值峰值有效值周期和频率的关系图像正弦曲线电感对交变电流的作用通直流阻交流通低频阻高频电容对交变电流的作用通交流阻直流通高频阻低频变压器原理电磁感应变压比只有一个副线圈变流比有多个副线圈电能 向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流简称交流如图所示所示电

39、流都属于交流其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流如图图图知识点大全所示而为直流其中为恒定电流二正弦交流的产生及变化规律产生当线圈在匀强磁场中绕 位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面这一位置穿过线圈的磁通量最大但切割边都未切割磁感线或者说这时线圈的磁通量变化率为零线圈中无感应电动势规律从中性面开始计时则用表示峰值则在纯电阻电路中电流电压表征交变电流大知识点大全 C、穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零 D、穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零 11.一矩形线圈绕垂直磁场方向的轴在匀强磁场中转动，产生的交变电动势 e=202sin20 t V，由此可以判断（）A t=0 时，线圈平

40、面和磁场垂直 B t=0 时，线圈的磁通量为零 C t=0.05s 时，线圈切割磁感线的有效速度最小 D t=0.05s 时，e 第一次出现最大值 12.线圈在匀强磁场中匀角速转动，产生的交变电流如图 17-15所示，则（）A在 A 和 C 时刻线圈平面和磁场垂直 B在 B 和时刻线圈中的磁通量为零 C从 A 时刻到 B 时刻线圈转动的角度为 rad D若从 O 时刻到 D 时刻经历的时间为 0.02s，则该交变电流在 1.0s 的时间内方向会改变 100 次 13.一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 n 转/秒，则（）A线框

41、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2n BS C从开始转动经过 1/4 周期，线框中的平均感应电动势为 2nBS D感应电动势瞬时值为 e=2n BSsin2n t 14.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 U=Um/2的关系 C照明电压 220V、动力电压 380V，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 15.一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.

42、02s B 0.01s C 0.015s D 0.005s 16.对于如图 17-16所示的电路，下列说法正确的是（）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 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 17.对于如图 17-17所示的电路，下列说法正确的是（）图 17-15 图 17-16 流描述应用瞬时值峰值有效值周期和频率的关系图像正弦曲线电感对交变电流的作用通直流阻交流通低频阻高频电容对交变电流的作用通交流阻直流通高频阻低频变压器原理电磁感应变压比只有一个副线圈变

43、流比有多个副线圈电能 向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流简称交流如图所示所示电流都属于交流其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流如图图图知识点大全所示而为直流其中为恒定电流二正弦交流的产生及变化规律产生当线圈在匀强磁场中绕 位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面这一位置穿过线圈的磁通量最大但切割边都未切割磁感线或者说这时线圈的磁通量变化率为零线圈中无感应电动势规律从中性面开始计时则用表示峰值则在纯电阻电路中电流电压表征交变电流大知识点大全 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

44、 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 18.在图 17-18所示的电路中，如果交变电流的频率增大，1、2 和 3 灯的亮度变化情况是（）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 D 1 等变暗，2 灯变亮，3 灯亮度 不变 19.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 C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

45、碍高频交变电流，但不能阻碍低频交变电流 20.关于电容器通过交变电流的理解，正确的是（）A有自由电荷通过电容器中的电介质 B电容不断的充、放电，与之相连的导线中必须有自由电荷移动，这样就形成了电流 C交变电压相同时，电容越大，电流越大 D交变电压相同时，频率越高，电流越大 21.对于图 17-19所示的电路，下列说法正确的是（）A a、b 两端接稳恒直流，灯泡将不发光 B a、b 两端接交变电流，灯泡将不发光 C a、b 两端由稳恒的直流电压换成有效值相同的交变电压，灯泡 亮 度 相同 D a、b 两端由稳恒的直流电压换成有效值相同的交变电压，灯泡亮度将会减弱 三 计算题 22、如图 17-2

46、0所示，匀强磁场的磁感强度 B=0.1T，矩形线圈的匝数 N=100 匝，边长ab=0.2m，bc=0.5m，转动角速度=100 rad/s，转轴在正中间。试求：（1）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；（3）当线圈作成半径为 r=/1.0的圆形，再求电动势的瞬时表达式。图 17-17 图 17-18 图 17-19 流描述应用瞬时值峰值有效值周期和频率的关系图像正弦曲线电感对交变电流的作用通直流阻交流通低频阻高频电容对交变电流的作用通交流阻直流通高频阻低频变压器原理电磁感应变压比只有一个副线圈变流比有多个副线圈电

47、能 向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流简称交流如图所示所示电流都属于交流其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流如图图图知识点大全所示而为直流其中为恒定电流二正弦交流的产生及变化规律产生当线圈在匀强磁场中绕 位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面这一位置穿过线圈的磁通量最大但切割边都未切割磁感线或者说这时线圈的磁通量变化率为零线圈中无感应电动势规律从中性面开始计时则用表示峰值则在纯电阻电路中电流电压表征交变电流大知识点大全 23、一台变压器有两个次级线圈，它的初级线圈接在 220V 的电源上，一个次级线圈的电压为 6V，输出电流为 2A，匝数为 24 匝；另一个次级线圈的电压为 250V，输出电流为

48、 200mA 求：(1)250V 线圈的匝数，初级线圈的匝数；(2)初级线圈的输入功率 24在真空中速度为=6.4 107m s 的电子束，连续地射入两平行极板之间，极板长 度为L=8.0 10-2m，间距 d=5.0 10-3m两极板不带电时，电子束将沿两极板之间的中线通过在两极板上加一个 50Hz 的交变电压 u=Umsin t，如果所加电压的最大值 Um超过某一值 U0时,将开始出现以下现象：电子束有时能通过两极板，有时间断，不能通过(1)求 U0的大小；(2)求 Um为何值才能使通过的时间跟间断的时间之比为 2：1 25.图 17-21是一个带有两个副线圈的理想变压器，今将原线圈接至稳

49、压交流电源上，副线圈 L1的匝数为 nl，副线圈 L2的匝数为 n2.当 L2两端断开、电阻 R 接到 L2两端时,电流表的读数为 I2；当 L1断开、电阻 R 接到 L2两端时，电流表的读数为 I2;当 Ll、L2都接上 R 时，电流表的读数为 I3，问I1：I2：I3=?26图 17-22所示是一个交流发电机的示意图线框 abcd 处于匀强磁场中，已知 ab=bc=10cm.B=1T，线圈匝数 n=100，线圈电阻 r=5，外电路负载 电 阻R=5，线圈以 600r min 的转速匀速转动，求：图 17-21 流描述应用瞬时值峰值有效值周期和频率的关系图像正弦曲线电感对交变电流的作用通直流

50、阻交流通低频阻高频电容对交变电流的作用通交流阻直流通高频阻低频变压器原理电磁感应变压比只有一个副线圈变流比有多个副线圈电能 向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流简称交流如图所示所示电流都属于交流其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流如图图图知识点大全所示而为直流其中为恒定电流二正弦交流的产生及变化规律产生当线圈在匀强磁场中绕 位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面这一位置穿过线圈的磁通量最大但切割边都未切割磁感线或者说这时线圈的磁通量变化率为零线圈中无感应电动势规律从中性面开始计时则用表示峰值则在纯电阻电路中电流电压表征交变电流大知识点大全(1)电流表和电压表的读数；(2)从如图示位置开始经过 1