《高中物理選修 第十章 交變電流》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理選修 第十章 交變電流（113頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、考考點點點點擊擊1.交變電流、交變電流的圖象交變電流、交變電流的圖象2.正弦交變電流的函數(shù)表達式、峰值和正弦交變電流的函數(shù)表達式、峰值和有效值有效值3.理想變壓器理想變壓器4.遠(yuǎn)距離輸電遠(yuǎn)距離輸電5.實驗十一：傳感器的簡單使用實驗十一：傳感器的簡單使用考考情情播播報報1.交變電流的產(chǎn)生及描述交變電流的產(chǎn)生及描述(e、U、i的瞬時值表達式、的瞬時值表達式、 峰值、有效值、周期、頻率峰值、有效值、周期、頻率)，特別是交流電的圖，特別是交流電的圖象象 和有效值的計算是考查的熱點和有效值的計算是考查的熱點2.變壓器的原理，與電磁感應(yīng)相結(jié)合的力、電綜合變壓器的原理，與電磁感應(yīng)相結(jié)合的力、電綜合 題，或與

2、本章知識有關(guān)的實際應(yīng)用是考查的重點題，或與本章知識有關(guān)的實際應(yīng)用是考查的重點 本章單獨命題以選擇題為主，綜合題以計算題為主本章單獨命題以選擇題為主，綜合題以計算題為主.交交變變電電流流傳傳感感器器交交變變電電流流傳傳感感器器1在復(fù)習(xí)本章內(nèi)容時，應(yīng)重點理解交流電的產(chǎn)生和描述，在復(fù)習(xí)本章內(nèi)容時，應(yīng)重點理解交流電的產(chǎn)生和描述， 掌握變壓器的變壓比和變流比，了解變壓器的電壓、電掌握變壓器的變壓比和變流比，了解變壓器的電壓、電 流、功率的決定因素流、功率的決定因素2對于變壓器的原理和使用，要從電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)特對于變壓器的原理和使用，要從電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)特 點入手，理解原、副線圈的匝數(shù)比與線圈電壓比

3、之間的關(guān)點入手，理解原、副線圈的匝數(shù)比與線圈電壓比之間的關(guān) 系，理解副線圈電流控制原線圈電流，理解原線圈輸入功系，理解副線圈電流控制原線圈電流，理解原線圈輸入功 率等于副線圈上輸出功率，還要熟悉遠(yuǎn)距離輸電的流程圖率等于副線圈上輸出功率，還要熟悉遠(yuǎn)距離輸電的流程圖3在對傳感器的復(fù)習(xí)中，首先是對電路的要求，探究敏感在對傳感器的復(fù)習(xí)中，首先是對電路的要求，探究敏感 元件在電路中的作用，然后進一步理解傳感器的工作原元件在電路中的作用，然后進一步理解傳感器的工作原 理，以拓寬思維，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，同時注意與生產(chǎn)、生理，以拓寬思維，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，同時注意與生產(chǎn)、生 活相聯(lián)系活相聯(lián)系. 一、交變電流的產(chǎn)生和變

4、化規(guī)律一、交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律1交變電流：交變電流：大小和大小和 都隨時間做都隨時間做 變化的電流變化的電流2正弦式交變電流正弦式交變電流(1)定義：按定義：按 變化的交變電流，簡稱正弦式電流變化的交變電流，簡稱正弦式電流(2)中性面：線圈平面垂直于磁場，此時穿過線圈的磁通量最大中性面：線圈平面垂直于磁場，此時穿過線圈的磁通量最大方向方向周期性周期性正正(余余)弦規(guī)律弦規(guī)律(3)正弦式電流的產(chǎn)生正弦式電流的產(chǎn)生 當(dāng)閉合線圈由中性面位置當(dāng)閉合線圈由中性面位置(圖圖10 11中中O1O2位置位置)開始在勻強開始在勻強 磁場中繞垂直于磁場方向的軸磁場中繞垂直于磁場方向的軸 轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生的感

5、應(yīng)電動勢隨時間轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間 勻速勻速按正弦規(guī)律變化按正弦規(guī)律變化圖圖10 11(4)正弦式電流的變化規(guī)律正弦式電流的變化規(guī)律(從中性面開始計時從中性面開始計時) 電動勢：電動勢：eEmsint. 電壓：電壓：uUmsint. 電流：電流：iImsint. 其中其中等于線圈轉(zhuǎn)動的角速度，等于線圈轉(zhuǎn)動的角速度，EmnBS.(5)正弦式電流的圖象正弦式電流的圖象(圖圖1012)圖圖1012二、描述交變電流的物理量二、描述交變電流的物理量1周期和頻率周期和頻率(1)周期周期(T)：交變電流完成一次周期性變化：交變電流完成一次周期性變化(線圈轉(zhuǎn)一周線圈轉(zhuǎn)一周)所需所需 的的 ，單

6、位是秒，單位是秒(s)，公式，公式T .(2)頻率頻率(f)：交變電流在：交變電流在1 s內(nèi)完成周期性變化的內(nèi)完成周期性變化的 ，單位，單位 是赫茲是赫茲(Hz)(3)周期和頻率的關(guān)系：周期和頻率的關(guān)系：T 或或f .時間時間次數(shù)次數(shù)2交變電流的四值交變電流的四值(1)峰值：峰值：Em .(2)瞬時值：交變電流在某一瞬時值：交變電流在某一 的值，是時間的函數(shù)的值，是時間的函數(shù)(3)有效值：讓交流與直流通過相同阻值的電阻，如果在交有效值：讓交流與直流通過相同阻值的電阻，如果在交 流的一個周期內(nèi)它們產(chǎn)生的流的一個周期內(nèi)它們產(chǎn)生的 相等，就把這一直流的相等，就把這一直流的 數(shù)值叫做這一交流的有效值數(shù)

7、值叫做這一交流的有效值(4)平均值：平均值： n .nBS時刻時刻熱量熱量1函數(shù)表達式函數(shù)表達式 eEmsint 只有從中性面計時才成立，如只有從中性面計時才成立，如 果開始位置和中性面成果開始位置和中性面成角，則角，則 eEmsin(t)2只有正只有正(余余)弦式電流才有弦式電流才有I 關(guān)系關(guān)系 矩形線框繞垂直于勻強磁場的矩形線框繞垂直于勻強磁場的軸軸O轉(zhuǎn)動時，線圈的兩對邊切割磁轉(zhuǎn)動時，線圈的兩對邊切割磁感線產(chǎn)生電動勢，如圖感線產(chǎn)生電動勢，如圖1013所示所示圖圖1013 設(shè)線圈的匝數(shù)為設(shè)線圈的匝數(shù)為n，轉(zhuǎn)動角速度為，轉(zhuǎn)動角速度為，兩對邊分別為，兩對邊分別為l1和和l2(其中其中ab邊為邊為

8、l1，ad邊為邊為l2) 若從中性面開始計時，經(jīng)時間若從中性面開始計時，經(jīng)時間t轉(zhuǎn)到如圖所示位置，則轉(zhuǎn)到如圖所示位置，則t時間線框轉(zhuǎn)過時間線框轉(zhuǎn)過t角角 ab邊產(chǎn)生的電動勢邊產(chǎn)生的電動勢e1nBl1 l2sint. cd邊產(chǎn)生的電動勢邊產(chǎn)生的電動勢e2nBl1 l2sint. 由右手定則可知：由右手定則可知：e1和和e2環(huán)繞方向相同環(huán)繞方向相同 故總電動勢故總電動勢ee1e2nBl1l2sintnBSsint. 其中其中nBS為電動勢的最大值為電動勢的最大值 在交變電流的產(chǎn)生過程中，要特別注意兩個特殊位置的不在交變電流的產(chǎn)生過程中，要特別注意兩個特殊位置的不同特點同特點(1)線圈平面與中性面重

9、合時，線圈平面與中性面重合時，SB，最大，最大，/t0， e0，i0，電流方向?qū)l(fā)生改變，電流方向?qū)l(fā)生改變(2)線圈平面與中性面垂直時，線圈平面與中性面垂直時，SB，0，/t最大，最大， e最大，最大，i最大，電流方向不改變最大，電流方向不改變1如圖如圖1014所示，矩所示，矩 形線圈形線圈abcd面積為面積為S， 在磁在磁 感應(yīng)強度為感應(yīng)強度為B的勻的勻 強磁場中繞強磁場中繞OO軸以軸以 角速度角速度從中性面位置從中性面位置 開始勻速轉(zhuǎn)動，時間為開始勻速轉(zhuǎn)動，時間為t時，線圈中的感應(yīng)電動勢的時，線圈中的感應(yīng)電動勢的 大小為大小為()圖圖1014A. BSsint B. BScostCBSs

10、int D2BScost解析：解析：由圖可知，線圈中的由圖可知，線圈中的ab邊和邊和cd邊不切割磁感線，不邊不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，而ad邊和邊和bc邊做切割磁感線的運動，產(chǎn)邊做切割磁感線的運動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢各為生的感應(yīng)電動勢各為eadB vsint和和ebcB vsint，線，線圈中總感應(yīng)電動勢圈中總感應(yīng)電動勢eeadebc2B vsint2B ( )sintBSsint.故故C正確正確答案：答案：C1正弦式電流的瞬時值、峰值、有效值和平均值正弦式電流的瞬時值、峰值、有效值和平均值物理量物理量物理意義物理意義重要關(guān)系重要關(guān)系適用情況及說明適用情況及說明瞬時值瞬時

11、值交變電流某一交變電流某一時刻的值時刻的值eEmsint iImsint計算線圈某時刻的電計算線圈某時刻的電流情況和感應(yīng)電動勢流情況和感應(yīng)電動勢情況，該式是從中性情況，該式是從中性面開始計時面開始計時峰值峰值最大的瞬時值最大的瞬時值EmNBS討論電容器的擊穿電討論電容器的擊穿電壓壓物理量物理量物理意義物理意義重要關(guān)系重要關(guān)系適用情況及說明適用情況及說明有效值有效值跟交變電跟交變電流熱效應(yīng)流熱效應(yīng)等效的恒等效的恒定電流值定電流值 E計算與熱效應(yīng)有關(guān)的物計算與熱效應(yīng)有關(guān)的物理量理量(如電功、電功率、電如電功、電功率、電熱等熱等) 銘牌上額定電壓或額定銘牌上額定電壓或額定電流值，交流電表的讀數(shù)電流值

12、，交流電表的讀數(shù)保險絲的熔斷電流保險絲的熔斷電流物理量物理量物理意義物理意義重要關(guān)系重要關(guān)系適用情況及說明適用情況及說明平均值平均值交變電流圖象中交變電流圖象中圖線和時間軸所圖線和時間軸所圍成的面積與時圍成的面積與時間的比值間的比值計算通過電路橫計算通過電路橫截面積的電荷量截面積的電荷量q t 2幾種典型的電流及其有效值幾種典型的電流及其有效值電流名稱電流名稱電流圖象電流圖象有效值有效值正弦式電流正弦式電流I Im正弦半波電流正弦半波電流I Im電流名稱電流名稱電流圖象電流圖象有效值有效值正弦單向脈正弦單向脈動電流動電流I矩形脈動電矩形脈動電流流I Im非對稱性交非對稱性交變電流變電流I (1

13、)電磁感應(yīng)中，感應(yīng)電動勢的最大值電磁感應(yīng)中，感應(yīng)電動勢的最大值EmnBS，僅與，僅與n、 B、S、有關(guān)系，與線框的形狀無關(guān)有關(guān)系，與線框的形狀無關(guān)(2)計算有效值時，要注意根據(jù)計算有效值時，要注意根據(jù)“相同時間內(nèi)，相同電阻產(chǎn)相同時間內(nèi)，相同電阻產(chǎn) 生的熱量相同生的熱量相同”來計算來計算(3)用電器銘牌上所標(biāo)出的電壓、電流值均表示有效值用電器銘牌上所標(biāo)出的電壓、電流值均表示有效值 2(2010青島模擬青島模擬)已知某電已知某電 阻元件在正常工作時，通阻元件在正常工作時，通 過它的電流按如圖過它的電流按如圖101 5所示的規(guī)律變化今所示的規(guī)律變化今 與這個電阻元件串聯(lián)一個與這個電阻元件串聯(lián)一個 多

14、用電表多用電表(已調(diào)至交流電流檔已調(diào)至交流電流檔)，則多用電表的讀數(shù)，則多用電表的讀數(shù) 為為 ()A4 A B4 AC5 A D 5 A解析：解析：多用電表的讀數(shù)為有效值，由多用電表的讀數(shù)為有效值，由I2RT( )2R (3 )2R ，得，得I5 AC項正確項正確答案：答案：C 如圖如圖1016(a)所示，一矩形線圈所示，一矩形線圈abcd放置在勻放置在勻強磁場中，并繞過強磁場中，并繞過ab、cd中點的軸中點的軸OO以角速度以角速度逆時針勻逆時針勻速轉(zhuǎn)動若以線圈平面與磁場夾角速轉(zhuǎn)動若以線圈平面與磁場夾角45時為計時起點，時為計時起點，如圖如圖(b)所示，并規(guī)定當(dāng)電流自所示，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向

15、流向b時電流方向為正則時電流方向為正則圖圖(c)所示的四幅圖中正確的是所示的四幅圖中正確的是 ()圖圖 1016思路點撥思路點撥解答本題應(yīng)注意以下三方面：解答本題應(yīng)注意以下三方面：(1)t0時刻感應(yīng)電流方向；時刻感應(yīng)電流方向；(2)利用利用t0時刻的速度確定感應(yīng)電動勢大?。粫r刻的速度確定感應(yīng)電動勢大??；(3)判定判定t0時刻后短時間內(nèi)電流的變化趨勢時刻后短時間內(nèi)電流的變化趨勢課堂筆記課堂筆記由楞次定律知，由楞次定律知，t0時電流方向為負(fù)，線圈時電流方向為負(fù)，線圈平面與中性面的夾角為平面與中性面的夾角為 ，線圈再轉(zhuǎn)過，線圈再轉(zhuǎn)過 到到達中性面，所以，線圈中感應(yīng)電流為達中性面，所以，線圈中感應(yīng)電流

16、為iImsin(t )，因而只有因而只有D項正確項正確答案答案D 確定交變電流的圖象問題時可以先寫出瞬時值表達式，確定交變電流的圖象問題時可以先寫出瞬時值表達式，然后再結(jié)合數(shù)學(xué)關(guān)系分析然后再結(jié)合數(shù)學(xué)關(guān)系分析. (2009福建高考福建高考)一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖間變化的正弦規(guī)律圖象如圖1017甲所示已知發(fā)電機線甲所示已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為圈內(nèi)阻為5.0 ，現(xiàn)外接一只電阻為，現(xiàn)外接一只電阻為95.0 的燈泡，如圖乙所的燈泡，如圖乙所示，則示，則 ()圖圖1017A電壓表電壓表 的示數(shù)為的示數(shù)為220 VB電路中的電流方向每秒鐘改變電路中的

17、電流方向每秒鐘改變50次次C燈泡實際消耗的功率為燈泡實際消耗的功率為484 WD發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2 J思路點撥思路點撥根據(jù)圖象確定電壓的有效值及電流方向改變的根據(jù)圖象確定電壓的有效值及電流方向改變的頻率，要考慮到閉合電路中路端電壓和電動勢的關(guān)系利頻率，要考慮到閉合電路中路端電壓和電動勢的關(guān)系利用有效值計算功率或焦耳熱用有效值計算功率或焦耳熱課堂筆記課堂筆記電動勢的有效值為電動勢的有效值為E V220 V，所，所以電流的有效值以電流的有效值I A2.2 A，所以電壓，所以電壓表的示數(shù)為表的示數(shù)為UIR2.295.0 V209 V，選項，選

18、項A錯；交變電錯；交變電流的頻率為流的頻率為f 50 Hz，每個周期內(nèi)電流方向改變，每個周期內(nèi)電流方向改變2次，次，故每秒鐘內(nèi)電流方向改變故每秒鐘內(nèi)電流方向改變100次，選項次，選項B錯；燈泡實際消耗錯；燈泡實際消耗的功率為的功率為P燈燈I2R2.2295.0 W459.8 W，故選項，故選項C錯；錯；發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為QI2rt2.225.01 J24.2 J，選項，選項D對對答案答案D 在處理交變電流問題時，電壓、電流、功和功率均指在處理交變電流問題時，電壓、電流、功和功率均指的是有效值，若要計算通過線圈導(dǎo)線某橫截面積的電荷量，的是有效值，

19、若要計算通過線圈導(dǎo)線某橫截面積的電荷量，要用平均值要用平均值. (12分分)如圖如圖1018所示，所示，交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子有交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子有n匝線圈，每匝匝線圈，每匝線圈所圍面積為線圈所圍面積為S，勻強磁場的磁，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為感應(yīng)強度為B，線圈勻速轉(zhuǎn)動的角，線圈勻速轉(zhuǎn)動的角速度為速度為，線圈的電阻為，線圈的電阻為r，外電路，外電路電阻為電阻為R.當(dāng)線圈由圖中實線位置勻當(dāng)線圈由圖中實線位置勻速轉(zhuǎn)動速轉(zhuǎn)動90到達虛線位置過程中，試問：到達虛線位置過程中，試問：圖圖1018(1)通過通過R的電荷量的電荷量q為多少？為多少？(2)R上產(chǎn)生的電熱上產(chǎn)生的電熱QR為多少？為多少？(3)外力做的功外力做

20、的功W為多少？為多少？思路點撥思路點撥(1)計算通過截面的電荷量計算通過截面的電荷量q應(yīng)該用電流的平應(yīng)該用電流的平均值均值(2)求電熱應(yīng)該用有效值，可以先求電路的總電熱求電熱應(yīng)該用有效值，可以先求電路的總電熱Q，然，然后再按照內(nèi)外電阻之比求后再按照內(nèi)外電阻之比求R上產(chǎn)生的電熱上產(chǎn)生的電熱QR.(3)根據(jù)能量守恒定律，外力做功的過程是機械能向電能根據(jù)能量守恒定律，外力做功的過程是機械能向電能轉(zhuǎn)化的過程，電流通過電阻而發(fā)熱，又將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)轉(zhuǎn)化的過程，電流通過電阻而發(fā)熱，又將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即產(chǎn)生電熱能，即產(chǎn)生電熱解題樣板解題樣板(1)由由 可得可得q t， ，(2分分)則則q .(2分分)(2)

21、QI2(Rr)t ，(2分分)QR Q .(2分分)(3)WQ .(4分分)答案答案(1) (2) (3) 本題中求電荷量時易錯用交變電流的峰值或有效值求本題中求電荷量時易錯用交變電流的峰值或有效值求解平均值是交變電流圖象中的波形和橫軸解平均值是交變電流圖象中的波形和橫軸(時間軸時間軸)所圍面所圍面積與時間的比值，其數(shù)值可根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求得，積與時間的比值，其數(shù)值可根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求得，而不是兩個時刻瞬時值的算術(shù)平均值在交變電流的一個周而不是兩個時刻瞬時值的算術(shù)平均值在交變電流的一個周期中，時間取值范圍不同，往往平均值就不同求通過電路期中，時間取值范圍不同，往往平均值就不同求通過

22、電路的電荷量用電流的平均值的電荷量用電流的平均值1圖圖1019中不表示交變電流的是中不表示交變電流的是 ()圖圖1019解析：解析：交變電流指的是大小和方向隨時間均做周期性變化交變電流指的是大小和方向隨時間均做周期性變化的電流，由此可知，的電流，由此可知，A不是交變電流不是交變電流答案：答案：A2如圖如圖10110所示，單匝矩形所示，單匝矩形 線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動， 其轉(zhuǎn)動軸線其轉(zhuǎn)動軸線OO與磁感線垂直與磁感線垂直 已知勻強磁場的磁感應(yīng)強度已知勻強磁場的磁感應(yīng)強度B 1 T，線圈所圍面積，線圈所圍面積S0.1 m2， 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速12 r/min.若從中性面開始計若從

23、中性面開始計 時，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式應(yīng)為時，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式應(yīng)為 ()圖圖10110Ae12sin120t(V)Be24sin120t(V)Ce0.04sin0.4t(V)De0.4cos2t(V)解析：解析：矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值為最大值為EmBSBS2n10.10.4(V)0.04(V)角速度：角速度：2n2 rad/s0.4 rad/s故其瞬時值表達式為故其瞬時值表達式為e0.04sin0.4t(V)，C項正確項正確答案：答案：C3如圖如圖10111所示的電路中，已知交流電源

24、電壓所示的電路中，已知交流電源電壓u 200sin100t V，電阻，電阻 R100 .則電流表和電壓表的示則電流表和電壓表的示 數(shù)分別為數(shù)分別為 ()圖圖10111A1.41 A,200 VB1.41 A,141 VC2 A,200 V D2 A,141 V解析：解析：電流表和電壓表的示數(shù)顯示的是有效值，電流表和電壓表的示數(shù)顯示的是有效值，U 100 V141 V，I 1.41 A，故選項，故選項B正確正確答案：答案：B4(2010徐州模擬徐州模擬)某交變電流的某交變電流的 ut圖象如圖圖象如圖10112所示，所示， 將它加在一個阻值為將它加在一個阻值為110 的的 電阻器兩端下列說法中正電

25、阻器兩端下列說法中正 確的是確的是 ()圖圖10112A電壓的有效值為電壓的有效值為220 VB電流的周期為電流的周期為0.01 sC如果在該電阻器兩端并聯(lián)一個交變電壓表，該電壓表如果在該電阻器兩端并聯(lián)一個交變電壓表，該電壓表 的示數(shù)為的示數(shù)為220 VD如果在該電路中串聯(lián)一個交流電表，該電流表的示數(shù)如果在該電路中串聯(lián)一個交流電表，該電流表的示數(shù) 為為2 A解析：解析：由圖象可知，電壓的最大值為由圖象可知，電壓的最大值為220 V，周期為，周期為0.02 s，故，故A、B錯若將該交變電流加在錯若將該交變電流加在110 電阻上，電壓表電阻上，電壓表測得示數(shù)為測得示數(shù)為220 V，電流表測電流時，

26、電流表測電流時I A2 A，C正確，正確，D錯錯答案：答案：C5圖圖10113是高頻焊接的原理示意圖將待焊接的圓是高頻焊接的原理示意圖將待焊接的圓 形金屬工件放在導(dǎo)線做成的線圈內(nèi)線圈中通以高頻的形金屬工件放在導(dǎo)線做成的線圈內(nèi)線圈中通以高頻的 交變電流已知待焊接的圓形金屬工件半徑交變電流已知待焊接的圓形金屬工件半徑r10 cm.焊焊 接時，線圈通電后產(chǎn)生垂直于工件所在平面的變化磁接時，線圈通電后產(chǎn)生垂直于工件所在平面的變化磁 場磁場的磁感應(yīng)強度的變化率為場磁場的磁感應(yīng)強度的變化率為 sint(T/s)焊焊 接處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的接處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的99倍工件非倍工件

27、非 焊接部分每單位長度上的電阻焊接部分每單位長度上的電阻R0103(m1)， 焊縫非常狹窄求焊接過程中焊接處產(chǎn)生的熱功率焊縫非常狹窄求焊接過程中焊接處產(chǎn)生的熱功率(取取 210，不計溫度變化對電阻的影響，不計溫度變化對電阻的影響)1000 2圖圖10113解析：解析：對金屬工件，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律對金屬工件，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律Sr2代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得e100電動勢的有效值電動勢的有效值E100 V 工件非焊接部分的電阻工件非焊接部分的電阻RR02r2103 對金屬工件，根據(jù)歐姆定律對金屬工件，根據(jù)歐姆定律焊接處產(chǎn)生的熱功率焊接處產(chǎn)生的熱功率PI299R代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得P4.951

28、04 W.答案：答案：4.95104 W一、變壓器原理一、變壓器原理1構(gòu)造和原理構(gòu)造和原理(如圖如圖1021所示所示)(1)主要構(gòu)造：由主要構(gòu)造：由 、 和和 組成組成(2)工作原理：電磁感應(yīng)的工作原理：電磁感應(yīng)的 現(xiàn)象現(xiàn)象原線圈原線圈副線圈副線圈閉合鐵芯閉合鐵芯互感互感圖圖10212.理想變壓器理想變壓器 不考慮銅損（線圈電阻產(chǎn)生的焦耳熱）、鐵損（渦流產(chǎn)生不考慮銅損（線圈電阻產(chǎn)生的焦耳熱）、鐵損（渦流產(chǎn)生 的焦耳熱）和漏磁的變壓器，其輸入功率與輸出功率相等的焦耳熱）和漏磁的變壓器，其輸入功率與輸出功率相等. 理想變壓器是一個理想化模型理想變壓器是一個理想化模型.3理想變壓器的基本關(guān)系式理想變

29、壓器的基本關(guān)系式基本關(guān)基本關(guān)系系“一對一一對一”變壓器變壓器“一對二一對二”變壓器變壓器電壓電壓功率功率P1P2P1P2P3電流電流 (n1I1n2I2)n1I1n2I2n3I3 1“一對一一對一”變壓器指回字形鐵芯中有一個原線圈和一變壓器指回字形鐵芯中有一個原線圈和一 個副線圈；個副線圈；“一對二一對二”變壓器指回字形鐵芯中有一個原變壓器指回字形鐵芯中有一個原 線圈和兩個副線圈線圈和兩個副線圈2副線圈的電壓比原線圈的電壓低，這樣的變壓器叫做降副線圈的電壓比原線圈的電壓低，這樣的變壓器叫做降 壓變壓器，反之則叫升壓變壓器壓變壓器，反之則叫升壓變壓器4互感器互感器(1)電壓互感器：用來把高電壓變

30、成低電壓，如圖電壓互感器：用來把高電壓變成低電壓，如圖102 2 (a)所示所示(2)電流互感器：用來把大電流變成小電流，如圖電流互感器：用來把大電流變成小電流，如圖1022 (b)所示所示圖圖102 2二、電能的輸送二、電能的輸送1輸電線路的構(gòu)成輸電線路的構(gòu)成 主要有發(fā)電機、升壓變壓器、輸電導(dǎo)線、降壓變壓器、用電主要有發(fā)電機、升壓變壓器、輸電導(dǎo)線、降壓變壓器、用電 器，如圖器，如圖1023所示所示圖圖1023由于電機本身的輸出電壓不可能很高，所以采用高壓由于電機本身的輸出電壓不可能很高，所以采用高壓輸電時，在發(fā)電站內(nèi)需用升壓變壓器升壓后再由輸電輸電時，在發(fā)電站內(nèi)需用升壓變壓器升壓后再由輸電線

31、輸出，到用電區(qū)再用降壓變壓器降到所需的電壓線輸出，到用電區(qū)再用降壓變壓器降到所需的電壓2輸送電能的基本要求輸送電能的基本要求(1)可靠：保證供電線路正常工作可靠：保證供電線路正常工作(2)保質(zhì)：保證供電質(zhì)量保質(zhì)：保證供電質(zhì)量電壓和頻率要穩(wěn)定電壓和頻率要穩(wěn)定(3)經(jīng)濟：線路建設(shè)和運行的費用低經(jīng)濟：線路建設(shè)和運行的費用低能耗少、電價低能耗少、電價低3損失電能的分析損失電能的分析 任何輸電線都有電阻，因此當(dāng)電能通過輸電線送向遠(yuǎn)方，任何輸電線都有電阻，因此當(dāng)電能通過輸電線送向遠(yuǎn)方， 電流流過輸電線時，因輸電線有電阻而發(fā)熱，從而損失電流流過輸電線時，因輸電線有電阻而發(fā)熱，從而損失 電能電能 設(shè)輸電電流為

32、設(shè)輸電電流為I，輸電線電阻為，輸電線電阻為R，則輸電線上的功率損，則輸電線上的功率損 失失P損損I2R.基基本本關(guān)關(guān)系系功率關(guān)系功率關(guān)系P入入P出出電壓關(guān)系電壓關(guān)系U1/U2n1/n2，與負(fù)載、副線圈的多少，與負(fù)載、副線圈的多少無關(guān)無關(guān)電流關(guān)系電流關(guān)系只有一個副線圈時：只有一個副線圈時：I1/I2n2/n1有多個副線圈時：由有多個副線圈時：由P入入P出出得得I1U1I2U2I3U3InUn或或I1n1I2n2I3n3Innn因果關(guān)系因果關(guān)系(n1和和n2不不變時變時)由由U2 U1可知可知U1決定決定U2，即原線圈兩，即原線圈兩端電壓決定副線圈兩端的電壓端電壓決定副線圈兩端的電壓由由I1 I2

33、可知可知I2決定決定I1，即副線圈中的電，即副線圈中的電流決定原線圈中的電流流決定原線圈中的電流由由P入入P出出可知輸出功率決定輸入功率，功可知輸出功率決定輸入功率，功率按需分配率按需分配1變壓器應(yīng)用的是交變電流，不用恒定直流變壓器應(yīng)用的是交變電流，不用恒定直流2變壓器不改變交變電流的頻率，不改變功率，只改變交變壓器不改變交變電流的頻率，不改變功率，只改變交 變電流的電壓和電流變電流的電壓和電流1對于理想變壓器，下列說法中正確的是對于理想變壓器，下列說法中正確的是 () A原線圈的輸入功率隨副線圈輸出功率增大而增大原線圈的輸入功率隨副線圈輸出功率增大而增大 B原線圈的輸入電流隨副線圈輸出電流的

34、減小而增大原線圈的輸入電流隨副線圈輸出電流的減小而增大 C原線圈的電流不隨副線圈的輸出電流變化而變化原線圈的電流不隨副線圈的輸出電流變化而變化 D當(dāng)副線圈電流為零時，原線圈電流為零當(dāng)副線圈電流為零時，原線圈電流為零解析：解析：對于理想變壓器，輸出功率決定輸入功率，故對于理想變壓器，輸出功率決定輸入功率，故A正確；正確；輸出電流決定輸入電流，故輸出電流決定輸入電流，故B、C錯；原線圈電壓并不會因錯；原線圈電壓并不會因為為I2為為0，它就為，它就為0，I2為為0表示副線圈斷路，表示副線圈斷路，U1仍存在，故仍存在，故D錯誤錯誤答案：答案：A 由輸電線上的功率損失由輸電線上的功率損失PI2R線可知，

35、有兩種途徑來減線可知，有兩種途徑來減小輸電損失：小輸電損失：1減小輸電線的電阻減小輸電線的電阻R，據(jù)，據(jù)R ，可得以下幾種，可得以下幾種 方法：方法：(1)減小輸電線長度減小輸電線長度l.但由于輸電距離一定，所以在實際中不但由于輸電距離一定，所以在實際中不 可能用減小可能用減小l來減小來減小R.(2)減小電阻率減小電阻率.目前一般用電阻率較小的銅或鋁作導(dǎo)線目前一般用電阻率較小的銅或鋁作導(dǎo)線 材料材料(3)增大導(dǎo)線的橫截面積增大導(dǎo)線的橫截面積S.但導(dǎo)線橫截面積的增加是有一定限但導(dǎo)線橫截面積的增加是有一定限 度的，過粗會多耗費金屬材料，增加成本，同時給輸電線度的，過粗會多耗費金屬材料，增加成本，同

36、時給輸電線 的架設(shè)帶來很大的困難的架設(shè)帶來很大的困難2減小輸電電流減小輸電電流I，據(jù)，據(jù)I (1)減小輸送功率減小輸送功率P.但在實際中不能以用戶少用或不用電來達但在實際中不能以用戶少用或不用電來達 到減少損耗的目的到減少損耗的目的(2)提高輸電電壓提高輸電電壓U.在輸送功率在輸送功率P一定，輸電線電阻一定，輸電線電阻R一定的條一定的條 件下，輸電電壓提高到原來的件下，輸電電壓提高到原來的n倍，據(jù)倍，據(jù)P損損( )2R知，知， 輸電線上的功率損耗將降為原來的輸電線上的功率損耗將降為原來的 根據(jù)以上分析知，采用高壓輸電是減小輸電線上功率損耗根據(jù)以上分析知，采用高壓輸電是減小輸電線上功率損耗 最有

37、效、最經(jīng)濟的措施最有效、最經(jīng)濟的措施 輸電電壓也不是越高越好因為電壓越高對輸電線路、輸電電壓也不是越高越好因為電壓越高對輸電線路、變壓器的要求也就越高，所以實際輸送電能時要綜合考慮變壓器的要求也就越高，所以實際輸送電能時要綜合考慮各種因素各種因素2關(guān)于高壓輸電下列說法正確的是關(guān)于高壓輸電下列說法正確的是 () A從發(fā)電站到輸電線路需要升壓變壓器從發(fā)電站到輸電線路需要升壓變壓器 B從發(fā)電站到輸電線路需要降壓變壓器從發(fā)電站到輸電線路需要降壓變壓器 C高壓輸電是為了增大輸電電流高壓輸電是為了增大輸電電流 D高壓輸電是為了減小輸電電流高壓輸電是為了減小輸電電流解析：解析：高壓輸電輸送總功率一定，為了減

38、小輸電線路上功率高壓輸電輸送總功率一定，為了減小輸電線路上功率損失，需要減小輸電線上的電流，從發(fā)電站到輸電線路是用損失，需要減小輸電線上的電流，從發(fā)電站到輸電線路是用升壓變壓器升高電壓，故升壓變壓器升高電壓，故A、D正確正確答案：答案：AD 如圖如圖1024所示，一理想變壓器原線圈接入一交流所示，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中電源，副線圈電路中R1、R2、R3和和R4均為固定電阻，開關(guān)均為固定電阻，開關(guān)S是閉合的，是閉合的，V1和和V2為理想電壓表，讀數(shù)分別為為理想電壓表，讀數(shù)分別為U1和和U2；A1、A2和和A3為理想電流表，讀數(shù)分別為為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和和I

39、3.現(xiàn)斷開現(xiàn)斷開S，U1數(shù)數(shù)值不變，下列推斷中正確的是值不變，下列推斷中正確的是 ()AU2變小，變小，I3變小變小BU2不變，不變，I3變大變大CI1變小，變小，I2變小變小 DI1變大，變大，I2變大變大思路點撥思路點撥負(fù)線圈兩端電壓由原線圈兩端電壓和變壓比負(fù)線圈兩端電壓由原線圈兩端電壓和變壓比確定，原線圈中電流由變壓器輸出功率決定，其他表示數(shù)確定，原線圈中電流由變壓器輸出功率決定，其他表示數(shù)可結(jié)合電路動態(tài)分析確定可結(jié)合電路動態(tài)分析確定課堂筆記課堂筆記因為因為U1不變，由不變，由 可得可得U2不變，斷開不變，斷開S后副線圈所在電路電阻后副線圈所在電路電阻R變大，由變大，由I2 可知電流可知

40、電流I2減減小由小由U1I1U2I2得得I1 故故I1減小電阻減小電阻R3兩端電壓兩端電壓U3U2I2R1，故，故U3變大變大I3 變大，綜合以上可知變大，綜合以上可知B、C正正確，確，A、D錯誤錯誤答案答案BC 理想變壓器動態(tài)分析類似于電路中動態(tài)分析，不同處是理想變壓器動態(tài)分析類似于電路中動態(tài)分析，不同處是由原線圈電壓和變壓比確定副線圈的電壓由原線圈電壓和變壓比確定副線圈的電壓. (2009山東高考山東高考)某小型水電站的電能輸送示意圖如某小型水電站的電能輸送示意圖如圖圖1025所示，發(fā)電機的輸出電壓為所示，發(fā)電機的輸出電壓為200 V，輸電線總電阻，輸電線總電阻為為r，升壓變壓器原、副線圈

41、匝數(shù)分別為，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，降壓變壓器，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為原、副線圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器變壓器均為理想變壓器)要使要使額定電壓為額定電壓為220 V的用電器正常工作，則的用電器正常工作，則 ()C升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓D升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率 思路點撥思路點撥電能輸送時，因輸電線電阻電能輸送時，因輸電線電阻r的存在，輸電線的存在，輸電線上有功率損失，同時也有電壓損失上有功率損失，同時也有電壓損失課堂筆記課

42、堂筆記由于輸電線上的功率損耗，故升壓變壓器的輸由于輸電線上的功率損耗，故升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率，出功率大于降壓變壓器的輸入功率，P出出P損損P入入，故，故D正正確確. 因為因為U1200 VU4220 V，U2U3U2U線線，故，故 A正確正確答案答案AD 本題中本題中P出出P入入、U3U2的原因是輸電線有電阻，如果的原因是輸電線有電阻，如果輸電線為超導(dǎo)體，則有輸電線為超導(dǎo)體，則有P出出P入入、U3U2，但仍有：，但仍有：1理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10 1，以下說法，以下說法 中正確的是中正確的是 () A穿過原、副線圈每一匝的磁通量之比是

43、穿過原、副線圈每一匝的磁通量之比是10 1 B穿過原、副線圈每一匝的磁通量的變化率相等穿過原、副線圈每一匝的磁通量的變化率相等 C原、副線圈每一匝產(chǎn)生的電動勢之比為原、副線圈每一匝產(chǎn)生的電動勢之比為10 1 D正常工作時原、副線圈的輸入、輸出功率之比為正常工作時原、副線圈的輸入、輸出功率之比為1 1解析：解析：穿過原、副線圈每一匝的磁通量相等，且磁通量的穿過原、副線圈每一匝的磁通量相等，且磁通量的變化率也相等，故變化率也相等，故A錯，錯，B正確每一匝的電動勢值相等，正確每一匝的電動勢值相等，都等于都等于 ，故，故C錯理想變壓器的輸出功率等于輸入功錯理想變壓器的輸出功率等于輸入功率，故率，故D正

44、確正確答案：答案：BD2如圖如圖1026所示為遠(yuǎn)距離高壓輸電的示意圖關(guān)于所示為遠(yuǎn)距離高壓輸電的示意圖關(guān)于 遠(yuǎn)距離輸電，下列表述正確的是遠(yuǎn)距離輸電，下列表述正確的是 ()圖圖1026A增加輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電增加輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電 能損失能損失B高壓輸電是通過減小輸電電流來減小電路的發(fā)熱損耗高壓輸電是通過減小輸電電流來減小電路的發(fā)熱損耗C在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中 的電能損失越小的電能損失越小D高壓輸電必須綜合考慮各種因素，不一定是電壓越高高壓輸電必須綜合考慮各種因素，不一定是電壓越高

45、 越好越好解析：解析：遠(yuǎn)距離輸電過程中的主要能量損耗是輸電導(dǎo)線的發(fā)熱遠(yuǎn)距離輸電過程中的主要能量損耗是輸電導(dǎo)線的發(fā)熱損耗，由損耗，由P損損I2R可以看出，在保證輸電功率的前提下有兩種可以看出，在保證輸電功率的前提下有兩種方式可減少輸電中的能量損失：一是減小輸電線的電阻，由方式可減少輸電中的能量損失：一是減小輸電線的電阻，由R 知，知，A正確二是減小輸電電流，正確二是減小輸電電流，B正確若輸電電壓正確若輸電電壓一定，由一定，由PUI知輸送的電功率越大，輸電電流越大，則輸電知輸送的電功率越大，輸電電流越大，則輸電中能量損耗中能量損耗P損損I2R越大，越大，C錯誤電壓越高，對輸電線路絕錯誤電壓越高，對

46、輸電線路絕緣性能的要求越高，變壓器的要求相應(yīng)提高，線路修建費用緣性能的要求越高，變壓器的要求相應(yīng)提高，線路修建費用會多很多，會多很多，D正確正確答案：答案：ABD3遠(yuǎn)距離輸電時，如果輸送的電功率一定，輸電電壓升高遠(yuǎn)距離輸電時，如果輸送的電功率一定，輸電電壓升高 到原來到原來n倍，則輸電線路上的功率損失將是原來的倍，則輸電線路上的功率損失將是原來的()解析：解析：由電功率公式由電功率公式PUI知，當(dāng)輸電電壓升高到原來的知，當(dāng)輸電電壓升高到原來的n倍時，倍時，P一定，電流變?yōu)樵瓉淼囊欢?，電流變?yōu)樵瓉淼?；由；由P損損I2R，R一定，一定，輸電線路上的功率損失為原來的輸電線路上的功率損失為原來的 ，

47、選項，選項C正確正確答案：答案：C4(2008天津高考天津高考)一理想變壓器的原線圈上接有正弦交變電一理想變壓器的原線圈上接有正弦交變電 壓，其最大值保持不變，副線圈接有可調(diào)電阻壓，其最大值保持不變，副線圈接有可調(diào)電阻R.設(shè)原線圈設(shè)原線圈 的電流為的電流為I1，輸入功率為，輸入功率為P1，副線圈的電流為，副線圈的電流為I2，輸出功率，輸出功率 為為P2.當(dāng)當(dāng)R增大時增大時 () AI1減小，減小，P1增大增大 BI1減小，減小，P1減小減小 CI2增大，增大，P2減小減小 DI2增大，增大，P2增大增大解析：解析：設(shè)副線圈兩端的電壓為設(shè)副線圈兩端的電壓為U2，由，由 知，由于知，由于U1不變，

48、故不變，故U2應(yīng)不變，再根據(jù)應(yīng)不變，再根據(jù)I2 知，當(dāng)知，當(dāng)R增大時，增大時，I2應(yīng)減應(yīng)減小，根據(jù)小，根據(jù)I1 推得推得I1也減?。挥梢矞p??；由P2 知知P2減小，減小，根據(jù)能量守恒根據(jù)能量守恒P1P2，故，故P1減?。恢挥羞x項減?。恢挥羞x項B是正確的是正確的答案：答案：B5如圖如圖1027所示，理想變壓器的兩線圈匝數(shù)之比所示，理想變壓器的兩線圈匝數(shù)之比n1 n2 2 1，電源電動勢，電源電動勢E1.5 V () A閉合電鍵閉合電鍵S后，后，UAB1.5 V B閉合電鍵閉合電鍵S后，后，UAB3 V C斷開電鍵斷開電鍵S前，前，UAB0.75 V D斷開電鍵斷開電鍵S瞬間，瞬間，UAB0解析：解析：由于電源是直流電源，根據(jù)變壓器工作原理可知，閉由于電源是直流電源，根據(jù)變壓器工作原理可知，閉合電鍵合電鍵S后和斷開電鍵后和斷開電鍵S前，前，UAB0，選項，選項A、B、C均錯斷均錯斷開電鍵開電鍵S瞬間，由于電磁感應(yīng)，原線圈兩端產(chǎn)生自感電動勢，瞬間，由于電磁感應(yīng)，原線圈兩端產(chǎn)生自感電動勢，UAB0，D選項正確選項正確答案：答案：D