物理高考专题十六：交流电专题

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1、交流电专题例1：给额定功率60W、额定电压220V的白炽灯加上如图所示的电压，恰使灯正常发光，则所加电压U0的大小约为（）A.220VB.310VC.350VD.440VU/VU0t/10-3s0822404860解：所加电压的周期为20×10-3s=8ms设电灯的电阻为R，加上图示的电压时的功率为PL，PLt2=(U02/R)t1+0(式中t1=8mst2=20ms)由题意PL=(U02/R)t1/t2=U额2/R=60WU02=U额2t2/t1=2202×20/8=1102×10∴U0≈350VC例2:如图是

2、一个理想变压器的电路图，若A、B两点接交流电压U时，五个相同的灯泡均正常发光，则原、副线圈的匝数比为：()AUA.51B.15C.41D.14Bn1n2解：设灯泡正常发光的电流为I，则原、副线圈的电流分别为I和4I，如图示。所以原、副线圈的匝数比为41C例3.如图所示，abcd是交流发电机的矩形线圈,ab=30cm,bc=10cm,共50匝,它在B=0.8T的匀强磁场中绕中心轴OO′顺时针方向匀速转动，转速为480r/min,线圈的总电阻为r=1Ω,外电阻为R=3Ω,试求:1.若线圈从图示位置开始计时,

3、沿abcd流动a的方向为正方向,画出交流电流的图象.d2.线圈从图示位置转过1/4转的过程中,B电阻R上产生的热量和通过导线截面c的电量bR3.电流表和电压表的读数V4.从图示位置转过180°过程中A的平均感应电动势解：从中性面开始计时有e=Emsinωt，其中Em=NBωS，ω=2πn=2π×480/60=16π，∴Em=NBωS=60.3V，Im=Em/（R+r）=15.1A注意到从开始转动时产生的感应电流沿dcbad方向，与规定方向相反，为负值。∴i=-Imsinωt=-15.1sin16πt（A）T=2π

4、/ω=1/8s图线如图示i/15.3/1601/t/-15.2.有效值为II/215.1/210.7Am转过900的过程中电阻R上产生的热量为Q=I2Rt=I2RT/4=10.7J感应电流的平均值为ENΔΦ/ΔtI(Rr)(Rr)qIΔtNΔΦ/(Rr)NBS/(Rr)0.3C转过900的过程中通过导线横截面的电量为3.电流表和电压表的读数I=10.7A4.求从图示位置转过180°过程中的平均感应电动势UIR10.7332V解：由法拉第电磁感应定律ΔΦBSBS2ENNN

5、BωSΔt12ππ2ω22E60.338.4Vmππ例4.如图所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的市电上，向额定电压为1.80×104V的霓虹灯供电，使它正常发光．为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA时，熔丝就熔断．（1）熔丝的熔断电流是多大?（2）当副线圈电路中电流为10mA时．变压器的输入功率是多大?熔断器霓虹灯解：(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U1、U2、I1、I2．根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有I1U1=I2U2．当I2=12

6、mA时，I1即为熔断电流．代人数据，得I1=0.98A(2)设副线圈中电流为I2′=10mA时，变压器的输入功率为P1根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有P1=I2′U2，代人数据，得P1=180W。练习1.如图所示，有一理想变压器，原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，原副线圈的电压分别为U1、U2、U3，电流分别为I1、I2、I3，两个副线圈负载电阻的阻值未知，下列结论中，正确的是：()(A)U1:U2＝n1:n2，U2:U3=n2:n3；n2(B)I1/I3=n3/n1，I1/I2=n2/

7、n1；(C)I1U1=I2U2＋I3U3；U1n1(D)n1I1=n2I2＋n3I3。n3练习2.如图所示,一理想变压器的原、副线圈分别由双线圈ab和cd(匝数都为n1)、ef和gh(匝数都为n2)组成.用I1和U1表示输入电流和电压,I2和U2表示输出电流和电压.在下列4种连接法中,符合关系U1/U2=n1/n2,I1/I2=n2/n1的有()(A)b与c相连,以a、d为输入端;f与g相连,以e、h为输出端ae(B)b与c相连,以a、d为输入端;cge与g相连,f与h相连作为输出端(C)a与c相连、b与d相连作

8、为输入端;bff与g相连,以e、h为输出端d(D)a与c相连、b与d相连作为输入端;he与g相连,f与h相连作为输出端练习3.在远距离输电中，当输送的电功率相同时，则关于输电导线上损失的功率下列说法正确的是（）(A)减小输电导线的电阻可以减小损失的功率，但此种方法很有限.(B)提高输送电压从而减小输送电流，可大大减小损失的功率(C)损失的功率与输送电压的二次方成反比(D)