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1、学案7章末总结网络构建区梳理知识体系构建内容纲要WHt( ”“性”宜累:篝Q交交电液一产生苑旬M-中次于*明*l三三ftftX事与中住合i*,*期(废法式LJ也&中性刑*H*).其中Eal但f三*u-HUSm交交电悔，覆在交支电值的!上Wttt.MIMHMtW三*三三%llE-丁与*.关IUT:/土“誓一一电,lkW,低B.a电%明蛀,司n他gV三tIJME=u.艇交压如/：FhIibtlh三jW*H*,三PrK三tl-h专题整合区归纳同类专题熟练解题技巧一、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的电动势最大值Em=nBS,在考虑电容器
2、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/=，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：当线圈平面处于中性面时开始计时，瞬时电动势的表达式为e=Ensint.瞬时值对应某时刻的电压、电流值.E4 .平均值：平均值需用W=，第和7=不进行计算，求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值.aq=Ir=r.【例11如图1所示，交流发电机的矩形线圈MCd中，nb=cd=50cm,bc
3、=ad=3Ocm,匝数=100匝，线圈电阻r=0.2C,外电阻R=4.8Q.线圈在磁感应强度8=0.05T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴00匀速转动，角速度=100rads.图1(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？解析设=1,bc=l2f则交流电动势的最大值Em=劭/2弋235.5V(2)根据闭合电路欧姆定律，电流的最大值m=含=47.1A在题图所示位置时，电流有最大值，则电流的瞬
4、时值表达式为i=mCOS/,代入数值得z=47.Icos100A(3)电流的有效值为I=Im2心33.3 A路端电压的有效值为U=IR七160Y即电压表的示数为160V,电流表的示数为33.3A.E(4)电动势的有效值为E=166.5V则发电机的功率为P=IEd5544W(5)平均电动势为 BS-O 22=r= 150 V通过线图截面的曲荷量-EBhl2q=14=肝沔=/不；=/不7=5C答案(1)235.5V(2)=47.1cos100rA(3)160V33.3A(4)5544W(5)150V0.15C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，对正弦式交流电
5、来说，我们可以从图象中获取如下信息：1 .交流电的周期(7)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=y.2 .交流电的最大值(Em、/m)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.m21(双选)如图2所示是某正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的()图2A.周期是0.0IS8 .最大值是311VC.有效值是220VD.表达式为“=220SinMV)解析由题图知：最大值Um=311 V,且为正弦交流电，有效值U=Um忑220V,周期T=0.02s,表达式为=31Is
6、inlOOk(V),故B、C选项正确.答案BC三、变压器电路的动态问题分析动态分析该类问题的思路可表示为:UL=色L=S,L-u-fel).1I.lhIi1决定”决定Z决定P=hUCAPl决定1【例3】(单选)用一理想变压器给负载供电，变压器输入端的电压不变，如图3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（）A.、的示数不变，因的示数增大，的示数减小，P入增大B.、的示数不变，、的示数增大，P入增大C.、的示数不变，的示数减小，P入减小D.的示数不变，网的示数增大，匐的示数减小，念的示数增大，P入减小解析电压表的示数由揄入电压决定：电压表的示
7、数由榆入电压S（大小等于电压表网的示数）和匝数比/2决定：电流表的示数由输出电压S（大小等于电压表的示数）和负载电阻Rii决定：电流表的示数即由变压器的匝数比必I和揄出电流A决定；P入随P比而变化，由PSii决定.因输入电压不变，所以电压表的示数不变.据公式U2=n2Un,可知上也不变，即电压表网的示数不变.又据2=SR员知，S闭合后H黄减小，故/2增大，电流表限的示数增大；输入电流4随输出电流/2的增大而增大，故电流表因的示数增大.国PK=U2h,故P出增大.P人随P出变化而变化，故P入也增大.故选B.答案B四、远距离输电线路的分析与计算解决远距离输电问题要注意以下两点：1 .首先画出输电示
8、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，利用输电电流=PU,输电线上根失电压U撮=R线，输电线损失功率P损=PR线=G）2R找及其相关知识解答.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40kW,输出电压400V,用变压比（原、副线圈匝数比）为1：5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压为220V,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
9、是多少？解析输电线路如图所示发 电 机(1)发电机榆出的电压为400V,经升压变压器后电压为U=；X400V=2X1O3V,由尸P 40 XlO3=UI得输电线上的电流=2x103A=20A,输电线上损失的功率AP=2=2025W=2IO3W.(2)输电线上的电压损失AU=R=20X5V=100V加在降压变压器原线图两端的电压Ul=U-AU=2X103v-100V=1.9IO3V,降压变压器副线图两端的电压(用户所需的电压)S=220V,故降压变压器的变压比猿=兴=1.9X103V_95220V=IT答案(l)2103W(2)95：11检测学习效果体验成功快乐自我检测区1.(变压器电路的动态分
10、析问题)(双选)如图4所示，是通过街头变压器降压给用户供电的示意图.输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动.输出电压通过输电线输送给用户，每条输电线总电阻用RO表示.当负载增加时，则()图4A.电压表的示数减小B.电流表的示数减小C.电流表&的示数减小D.电压表网、网的示数之差增大答案AD解析本题考查欧姆定律和变压器的原理，意在考查学生对欧姆定律和变压器原理的理解.榆入电压是市区电网的电压，不随负载的增加而变化，变压器原、副线图的匝数不变，由变压器的变压原理舁=F可得，电压表网的示数S保持不变，当负载增加时，意味着并U22联了更多的用电器，即负载的总阻值减小，而F铳,所以副
11、线圈中的电流增大，即电流表卷的示数增大，根据变压器的功率原理P出=P，、即U2,2=U力可知，由于输出功率增大，输入电流增大，B、C错误；由于输电导线与负载串联，随着负载阻值的减小电流增大，输也导线上的电压Uo=22Ro增大，所以负载两端的电压U*=S-Uo减小，即电压表的示数减小，A正确；电压表与电压表的示敷之差为输电线上的电压，即Uo变大，D正确.2.(交变电流“四值”的应用和计算)如图5所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,边长L=IOCm的正方形线圈HCd共100匝，线圈电阻=1,线圈绕垂直于磁感线的轴OOf匀速转动，角速度=2rads,外电路电阻R=4Q,求：图5(1)转动过程中感
12、应电动势的最大值；(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60。角时的瞬时感应电动势;(3)由图示位置转过60。角的过程中产生的平均感应电动势；(4)交流电压表的示数；(5)线圈转动一周外力所做的功：(6)从图示位置起:周期内通过R的电荷量为多少？答案()3.14V(2)1.57V(3)2.6V(4)1.78V(5)0.99J(6)0.0866C解析(1)感应电动势的最大值为(2)转过60。时的瞬时感应也动势为e=EnCoS60o=3.140.5V=1.57V.(3)转过60。角过程中产生的平均感应电动势为BSsin60Ei-670.50.10.1=100l26x2比2.6V.(4)电压表示数为外也路也压的有效值3.14E2U=G3-R=X4衿1.78VR-r4+1(5)线图转动一周外力所做的功等于电流产生的热量E1W=Q=(求)2.而7099J(6)辆期内通过电阻R的电荷量为他SSin60。T/R+r)6nBSsin600=R+r比0.0866C.
