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《物理学案专题7-交变电流的产生和描述变压器电能的输送》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、物理学案专题7-一交变电流的产生和描述变压器电能的输送B一、“双基”针对性精讲释疑，解题步骤归纳总结1.交流电大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流。其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流，正弦式电流产生于在匀强电场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里，线圈每转动一周，感应电流的方向改变两次。（矩形线圈在匀强磁场屮匀速转动，仅是产生交变电流的--种方式，但不是惟一方式。例如导体在匀强磁场中垂总磁场方向，按正弦规律运动切割磁感线也产纶正弦交流电。）例、下列电流波形图中，表示交变电流的是（）2.正弦交流电的变化规律线框在匀强磁场中匀速转动产生
2、」E弦交流电.3・变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈小感应出电压（或电流）。4.理想变压器的构造、作用、原理及特征u人::二、叫、4+<叫竹(早%■一—-O构造两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁芯上构成变压器.作用在输送电能的过程中改变电压原理其工作原理是利用了电磁感应现象特征正因为是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交变电压5.理想变压器的理想化条件及其规律.电动势在理想变压器的原线圈两端加交变电压U
3、后，山于电磁感应的原因，原、副线圈中都
4、将产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律有：E严级A①1,E2=n.△①2每单匝的11Ar22tUx感应电动势相等：则I=U2勺电功率忽略变压器自身的能量损失，有P
5、=P2而P】=hU]P2=I2U2电流US”—A叫二.常规题型图10—1—16例1.一个矩形线圈绕与匀强磁场垂直的00’轴逆时针转动，线圈的两条引线分别与A、B两半圆铜环相连，两个铜环通过滑动电刷连入电路，电路中仅有一个电肌R・如图10—1—16所示，在线圈转动过程中，通过R的电流A.人小和方向都不断变化B.大小不断变化，方向为A-R-BC.大小和方向都不变D.大小不断变化，方向为B->
6、R->A解析线圈中产生交流电，由于电刷交替与两铜环接触，流过R的电流方向不变.根据右手定则可知，通过R的电流方向是BfR—A.答案D即时练习:O图10-1-171.如图10-1-17所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场屮，线圈轴线OO'与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动，t=0时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿abcda为疋方向，则线圈内感应电流随时间变化的图彖是图10-1-18中的C.D.图10-1-18解析由楞次定律可知前半个周期感应电流沿adcba方向，后半个周期沿abcda的方向，因线圈绕垂直磁场的轴匀速转动，所以产生正弦
7、式交变电流，A正确.答案A2.内阻不计的交流发电机产生的电动势E=10sin50rtt(V),所接负载的电阻R=10Q,现把发电机的转速提高一倍，则A.负载两端电压的冇效值将变为28.2VB.交流电的频率将变为50HzC.负载消耗的功率将变为20WD.负载消耗的功率将变为40W解析原来的电动势最大值为10V,有效值为7.07V,当发电机的转速提高一倍时，角速度增加一倍,频率也增加一倍，电动势最大值和有效值均增加一倍，表达式可以写为E=20sin1007it(V),由此可以看出提高转速后频率变为50Hz,电动势有效值为14.14V,负载消耗的功率将变为20W
8、.故B、C正确.答案BC2.(2011天津).在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图彖如图2所示，则A./=0.005s吋线柿泊勺磁通量变化率为零B.r=0.01s时线框平面与屮性面重合C.线框产生的交变电动势有效值为311VD.线框产牛的交变电动势的频率为100Hz解析：交变电流知识的考查。由图2可知，该交变电动势瞬时值的表达式为e=311sinl00^ro当尸0.005s时，瞬时值e=311V,此时磁通量变化率最大，A错；同理当QO.Ols时，e=0V,此时线框处于中性面位置，磁通量最大，磁通量的变化
9、率为零，B正确；对于正弦交变电流其有效值为爲“心,题给电动势的有效值为220V,C错；交变电流的频率为户1/C曲2尸50Hz,D错。答案：B3.一气体放电管，当其两电极间的电压超过5OOV5V时，就放电而发光.在它发光的情况下逐渐降低电压，要降到500迈V时才熄灭.放电管两电极不分正负.现有一正弦交流电源，输出电压峰值为1000V,频率为50H乙若川它给上述放电管供电，贝I」在一小时内放电管实际发光的时间为A.10分钟B.25分钟解析u=UmSin27ift=1OOOsinlOOM,在电压正半周，电压从500^3V升高到最大再降到500^2V,这一过程中放
10、电管发光，在电压负半周，电压从-500疗V变到-1000V再变到
