电路分析、计算和电磁感应

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1、第1课时直流和交流电路的分析与计算专题七电路分析、计算和电磁感应一、直流电路的动态分析和计算1、闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化．依据是闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律，按局部→整体→局部依序讨论．2、定量计算则要掌握串联的分压、并联的分流及串并联电路的规律，正确运用闭合电路欧姆定律，区分外电压和电动势，明确各种功率．【例1】在如图712所示电路中，定值电阻R0=2，安培表和伏特表均为理想电表．闭合开关K，当滑动变阻器Rx滑片P从一端移向另一端时，发现电压表的电压变化范围为0

2、V到3V，安培表的变化范围为0.75A到1.0A.求：(1)电源的电动势和内阻；(2)移动变阻器滑片时，能得到的电源的最大输出功率．【解析】先明确滑片位于两个端点时的电路结构，再利用闭合电路的欧姆定律以及功率的计算方法进行分析计算．解：本题考查的是闭合电路欧姆定律、电功率，正确理解电源电动势、闭合电路欧姆定律、电源具有最大输出功率的条件，是解决本题的关键．【方法技巧小结】二、描述交变电流的物理量、变压器1．瞬时值：正弦交流瞬时值表达式为：e=Emsinwt，i=Imsinwt.应当注意必须从中性面开始．生活中用的市电电压为220V，其最大值为

3、220V=311V(有时写为310V)，频率为50Hz，所以其电压瞬时值的表达式为u=311sin（314t）V.2．最大值：当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，Em=nBSw(转轴垂直于磁感线)．电容器接在交流电路中，则交变电压的最大值不能超过电容器的耐压值．3．平均值：它是指交流电图象中图线与横轴所围成的面积值跟时间的比值．其量值可用法拉第电磁感应定律来求．它不同于瞬时值和有效值．4．有效值：交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流

4、的有效值．通常所说交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指有效值．用电器上所标电压、电流值也是指有效值．在计算交流电通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时，只能用有效值．有效值与最大值的关系：E=Em/(适用正弦或余弦式)．本内容要求能对正弦交流电的函数表达式、图象表示法有正确的理解，能利用函数关系式或图象求解涉及交流电的“四值”问题，特别要注意交流电“四值”适用的场合．【例2】如图715(甲)为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连，P为滑动头．现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯

5、L两端的电压等于其额定电压为止．用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压、功率均指有效值．）下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是()A．(1)(3)B．(2)(3)C．(1)(4)D．(2)(4)【解析】副线圈是均匀绕制的且滑动头是匀速上滑，也就是副线圈的匝数在均匀增大，根据变压器的电压关系(k为单位时间增加的副线圈匝数)，故(3)正确；灯泡两端的电压由零增大时其电阻也增大，描绘的伏安特性曲线为(2)，故(2)正确；灯泡的功率增大得越来越快，(4)错误

6、；原线圈功率等于灯泡消耗的电功率，由于灯泡消耗的功率增大，所以原线圈的电流一定增大，(1)错误，选B.一定要画出远距离输电的示意图来，包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻．并按照规范在图中标出相应的物理量符号．求解过程中注意相应的制约关系，同时对于动态变化过程的分析，可以借助于直流电路的动态分析方法，结合原、副线圈中电流、电压与功率的关系进行判断．三、远距离输电【例3】(2010·浙江卷)某水电站，用总电阻为2.5的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3×106kW.现用500kV电压输电，则下列说法正确的是()A．输电

7、线上输送的电流大小为2.0×105AB．输电线上由电阻造成的损失电压为15kVC．若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108kWD．输电线上损失的功率为，U为输电电压，r为输电线的电阻【解析】由P=IU得输电线上输送的电流I==A=6×103A由=Ir得输电线路上的电压损失=6×103×2.5V=15×103V若用5kV电压输电，输电线上损失的功率为=r=()2×2.5W=9×108kW比总功率还大，不可能．第2课时电磁感应现象和规律的应用一、电磁感应现象中图象问题基本方法：①看清横、纵坐标表示的物理量．②根据研究问题的函数关系，

8、理解图象的物理意义．③画出对应的物理图象(常常采用分段法，数学法来处理)．注意在图象中E、I、B等物理量的方向是通过正负值来反映，故确定大小变化的同时，还应确定方向