專題一交變電流的產生及圖象

交變電流產生的相關問題，要注意交流電的三要素，最大值，頻率(或周期)，初始位置．其中最大值是關鍵，應找到在磁場中轉動的有效面積，直接由表達式確定．

【例1】如圖5－1所示，abcd為一個閉合矩形金屬線框，已知ab長L1＝10cm，bc長L2＝20cm，內阻R＝0.1Ω.圖中虛線O1O2

為磁場右邊界(磁場左邊界很遠)，它與線圈的ab邊平行，等分bc邊，即線圈有一半位于勻強磁場之中，而另一半位于磁場之外．磁感線方向垂直于線框平面向里，磁感應強度B＝0.1T．線框以ab邊為軸以角速度ω＝100πrad/s勻速轉動，t＝0時刻位置如圖所示，在圖右邊的坐標系上定性畫出轉動過程中線圈內感應電流隨時間變化的圖象(只要求畫出一個周期)．圖5－1圖5－2專題二交流電四值的對比及應用

1．最大值(Em，Im) 矩形線圈繞垂直于磁感線的軸在勻強磁場中勻速轉動時，線圈中產生正弦交流電，當線圈平面與磁感線平行時，線圈中感應電動勢最大，最大值為Em＝NBSω，其中N表示線圈匝數，S表示線圈面積．最大值Em

與線圈轉動時轉軸的位置無關．

2．有效值(E，I) 對同樣的電阻，在相同時間內跟交流電熱效應相等的直流電的值為交流電的有效值．一般交流電壓表、電流表測出的數值是有效值．交流電器銘牌上標明的電流、電壓值也是有效值．計算電功、電熱時應使用有效值．正弦式交流電的有效值大小

3．瞬時值(e，i) (1)當線圈平面與中性面重合時，線圈中感應電動勢為零．若從此位置開始計時，則瞬時值表達式為：

(2)當線圈平面與中性面垂直時，線圈中感應電動勢最大．若從此位置開始計時，則瞬時值表達式應為：

【例2】矩形金屬線圈共

10匝，繞垂直磁場方向的轉軸在勻強磁場中勻速轉動，線圈中產生的交流電動勢e隨時間t變)化的情況如圖5－3所示．下列說法中正確的是( 圖5－3A．此交流電的頻率為0.2HzB．此交流電動勢的有效值為1VC．t＝0.1s時，線圈平面與磁場方向平行D．線圈在轉動過程中的最大磁通量為

1100πWb

答案：D專題題三三理想想變變壓壓器器的的動動態態分分析析理想想變變壓壓器器的的動動態態問問題題的的分分析析，，要要注注意意以以下下四四點點．．1．．緊緊緊緊把把握握三三個個““決決定定””：：輸輸入入電電壓壓決決定定輸輸出出電電壓壓，，輸輸出出功率率決決定定輸輸入入功功率率，，輸輸出出電電流流決決定定輸輸入入電電流流．．2．．理理清清四四個個關關系系：：變變壓壓比比，，變變流流比比，，輸輸出出功功率率等等于于輸輸入入功功率，，不不變變頻頻．．3．．準準確確分分析析兩兩個個回回路路：：原原線線圈圈回回路路，，副副線線圈圈回回路路．．4．．將將歐歐姆姆定定律律與與其其他他電電學學規規律律緊緊密密結結合合．．【例例3】如圖圖5－4所所示示為為一一理理想想變變壓壓器器，，原原線線圈圈的的輸輸入入電電壓U1＝3300V，，副副線線圈圈的的輸輸出出電電壓壓U2＝220V，，繞繞過過鐵鐵心心的的單單匝導導線線的的電電壓壓表表的的示示數數為為U0＝2V，，則則：：圖5－－4(1)原原、、副副線線圈圈的的匝匝數數各各是是多多少少？？(2)當當S斷斷開開時時，，A2的示數I2＝5A，那么么A1的示數是是多少？？(3)當當S閉閉合時時，A2的示數將將如何變變化？A1的示數如如何變化？專題四高壓輸電電線路的的綜合分分析高壓電路路的認識識中，要要深刻領領會輸電電電壓不不是導線線上的線線電壓，但但輸電電電流就是是輸電線線上的線線電流，，分析問問題中要要緊扣能量守恒恒，注意意電學規規律的應應用，畫畫出電路路示意圖圖．【例4】一座小型型水電站站，水以以3m/s的速速度流入入水輪機機，而以1m/s的的速度流流出．流流出水位位比流入入水位低低1.6m，水的的流量Q＝1m3/s如如果水流流能量的的75%供給發電電機，20%用用于水溫溫升高．求：：(1)水水溫升高高多少；；圖5－51．(雙選，，2011年廣東東卷)圖5－6(a)左左側的的調壓壓裝置置可視視為理想想變壓壓器，，負載載電路路中R＝55ΩΩ，A、V為為理想想電流流表和和電壓表．．若原原線圈圈接入入如圖圖5－6(b)所所示的的正弦弦交變變電壓壓，電電壓表表)的示數數為110V，，下列列表述述正確確的是是(圖5－6A．電電流表表的示示數為為2AB．原原、副副線圈圈匝數數比為為1∶2C．電電壓表表的示示數為為電壓壓的有有效值值D．原原線圈圈中交交變電電壓的的頻率率為100Hz答案：：AC2．(2011年新課線圈的匝數比為1∶2；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220V，額定功率為22W；原線圈電路中接有電壓表和電流表．現閉合開關，燈泡正常發光．若用U和I分別表示此時電壓表表和電電流表表的讀讀數，，則()圖5－7答案：：A3．(2010年重慶慶卷)輸入電電壓為為220V，，輸出出電壓壓為36V的的變壓器器副線線圓燒燒壞，，為獲獲知此此變壓壓器原原、副副線圈圈匝數數，某某同學學拆下燒燒壞的的副線線圈，，用絕絕緣導導線在在鐵芯芯上新新繞了了5匝匝線圈圈，如如題5－8圖圖所示示，然然后將將原線線圈接接到220V交交流流電源源上，，測得得新繞線圈圈的端端電壓壓為1V，，按理理想變變壓器器分析析，該該變壓壓器燒燒壞前前的原、、副線線圈匝匝數分分別為為()圖5－8A．1100、360C．2200、180B．1100、180D．220、360答案：B4．(雙選，2010年廣東卷)圖5－9是某種種正弦式交交變電壓)BC的波形圖，，由圖可確確定該電壓壓的(圖5－9A．周期是是0.01sC．有效值值是220VB．最大值值是311VD．表達式式為U＝220sin100πt(V)5．(雙選，2010年全國卷Ⅱ)圖5－10中為為一理想變變壓器，其原線圈與與一電壓有有效值不變的交交流電源相相連：P為滑動頭．．現令P從均勻密繞繞的副線圈圈最底端開開始，沿副副線圈勻速速上滑，直至白熾燈燈L兩兩端的電壓壓等于其額額定電壓為為止．用I1表示流過原線圈的電電流，I2表示流過燈燈泡的電流流，U2表示燈泡兩兩端的電壓，，N2表示示燈燈泡泡消消耗耗的的電電功功率率(這這里里的的電電流流、、電電壓壓均均指指有有效效值值：：電功功率率指指平平均均值值)．．下下列列4個個圖圖中中，，能能夠夠正正確確反反映映相相應應物物理理量量的的變化化趨趨勢勢的的是是()圖5－－10均勻勻增增大大(k為單單位位時時間間增增加加的的匝匝數數)，C正確確．．燈燈泡泡兩兩端端的的電電壓壓由零零增增大大時時其其電電阻阻增增大大，，描描繪繪的的伏伏安安特特曲曲線線為為B.燈泡泡的的功功率率先先增大大的的快快(電阻阻小小)后增增大大的的慢慢(電阻阻大大)，D錯錯誤誤．．原原線線圈圈功功率率等等于燈燈泡泡功功率率是是增增大大的的，，所所以以原原線線圈圈電電流流一定定增增大大，，A錯誤誤．．答案案：：BC6．．(雙選選，，2010年天天津津卷卷)為探探究究理理想想變變壓壓器器原原、、副副線線圈圈電電壓、、電電流流的的關關系系，，將將原原線線圈圈接接到到電電壓壓有有效效值值不不變變的的正正弦弦交交流流電電源上上，，副副線線圈圈連連接接相相同同的的燈燈泡泡L1、L2，電電路路中中分分別別接接了了理理想想交交流電電壓壓表表V1、V2和理理想想交交流流電電流流表表A1，A2，導導線線電電阻阻不不計計，，)如圖圖5－－11所所示示．．當當開開關關S閉閉合合后后(圖5－－11A．．A1示數變大，A1與A2示數的比值不不變B．A1示數變大，A1與A2示數的比值變變大C．V2示數變小，V1與V2示數的比值變變大D．V2示數不變，V1與V2示數的比值不不變答案：AD7．(2011年江蘇卷)圖5－12甲為一理想變變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出出的一個接頭