交變電流一.交流電:大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流,叫做交變電流。其中按正弦規(guī)律變化的交流叫正弦交流電。如圖所示(b)、（c)、（ｅ)所示電流都屬于交流電,其中圖(b）是正弦交流電。而(a)、(ｄ）為直流,其中（a)為恒定電流。本章研究對(duì)象都是交流電。二.正弦交流電的變化規(guī)律正弦交流電的產(chǎn)生:矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。

俯視圖俯視圖電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生:aｂｂｃｃdda四條邊都會(huì)切割磁感線產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)abｃd邊在任意時(shí)刻運(yùn)動(dòng)方向相同,電流方向相反,電動(dòng)勢(shì)會(huì)抵消;bｃｄａ邊在任意時(shí)刻運(yùn)動(dòng)方向相反,電流方向相反,電動(dòng)勢(shì)會(huì)疊加

③任意時(shí)刻t，線圈從中性面轉(zhuǎn)過(guò)角度θ=ω·ｔ

三．正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí))函數(shù)圖象磁通量Φ=Φｍｃoｓωｔ=BＳｃｏｓωｔ電動(dòng)勢(shì)ｅ=Ｅmｓinωt=nBSωsinωt電壓ｕ＝Uｍｓinωt=eq＼f(RＥm,R＋r）sinωｔ電流i=Ｉmｓinωt＝ｅq＼ｆ(Eｍ,R+ｒ)ｓｉnωtωt是從該位置經(jīng)ｔ時(shí)間線框轉(zhuǎn)過(guò)的角度也是線速度Ｖ與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的夾角,同時(shí)還是線框面與中性面的夾角當(dāng)從平行B位置開(kāi)始計(jì)時(shí):則:Ｅ=εmcosωｔ，Ｉ=Iｍcｏsωt此時(shí)Ｖ、B間夾角為(π/2一ωt)．對(duì)于單匝矩形線圈來(lái)說(shuō)Em＝2Bｌv=ＢSω;對(duì)于n匝面積為S的線圈來(lái)說(shuō)Em＝nＢSω。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值僅由匝數(shù)N，線圈面積S,磁感強(qiáng)度B和角速度ω四個(gè)量決定。與軸的具體位置,線圈的形狀及線圈是否閉合無(wú)關(guān)。四．幾個(gè)物理量１．中性面：勻速旋轉(zhuǎn)的線圈，位于跟磁感線垂直的平面叫做中性面。(t＝0)(1)此位置過(guò)線框的磁通量最多．此位置不切割磁感線(2）此位置磁通量的變化率為零(斜率判斷)．無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。Ｅ=εmsｉnωt=０,Ｉ=Ｉmsinωt=０（３）此位置是電流方向發(fā)生變化的位置,具體相應(yīng)圖中的t２,t4時(shí)刻，因而交流電完畢一次全變化中線框兩次過(guò)中性面,電流的方向改變兩次，頻率為50Ｈｚ的交流電每秒方向改變1０0次．２．交變電流的最大值:(１)ω是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，其單位一定為弧度/秒,(2)最大值相應(yīng)的位置與中性面垂直,即線框面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B平行．（3)最大值相應(yīng)圖中的t１、t3時(shí)刻,每周中出現(xiàn)兩次．3.瞬時(shí)值E=εmｓiｎωt，I=Ｉmsinωｔ代入時(shí)間即可求出．但是寫瞬時(shí)值時(shí),不要忘掉寫單位,4.有效值:為了度量交流電做功情況人們引入有效值,它是根據(jù)電流的熱效應(yīng)而定的．就是分別用交流電,直流電通過(guò)相同阻值的電阻,在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相同,則直流電的值為交流電的有效值．(1）正弦交流的有效值與峰值之間的關(guān)系是ε=Ｉ=U＝。注意：非正弦(或余弦)交流無(wú)此關(guān)系,但可按有效值的定義進(jìn)行推導(dǎo)。（2）伏特表與安培表讀數(shù)為有效值.對(duì)于交流電若沒(méi)有特殊說(shuō)明的均指有效值。(３)用電器銘牌上標(biāo)明的額定電壓、額定電流值是指有效值.(4）保險(xiǎn)絲的熔斷電流指的是有效值例如生活中用的市電電壓為220Ｖ，其最大值為22０Ｖ＝311V（有時(shí)寫為３10Ｖ)，頻率為50ＨZ,所以其電壓即時(shí)值的表達(dá)式為u=３11sｉn3１4ｔＶ。峰值、有效值、平均值在應(yīng)用上的區(qū)別。峰值是交流變化中的某一瞬時(shí)值，對(duì)純電阻電路來(lái)說(shuō)，沒(méi)有什么應(yīng)用意義。若對(duì)含電容電路,在判斷電容器是否會(huì)被擊穿時(shí),則需考慮交流的峰值是否超過(guò)電容器的耐壓值。對(duì)正弦交流電，其正半周或負(fù)半周的平均電動(dòng)勢(shì)大小為,為峰值的2/π倍。而一周期內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)卻為零。在計(jì)算交流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱功率時(shí)，只能用有效值,而不能用平均值。在計(jì)算通過(guò)導(dǎo)體的電量時(shí),只能用平均值，而不能用有效值。５.周期與頻率:表征交變電流變化快慢的物理量,交流電完畢一次全變化的時(shí)間為周期;每秒鐘完畢全變化的次數(shù)叫交流電的頻率.單位1/秒為赫茲（Ｈｚ).角速度、頻率、周期的關(guān)系ω=2f=五.交流電的相關(guān)計(jì)算

(從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng))

（線圈平面跟磁感線平行時(shí)）

1在研究電容器的耐壓值時(shí)只能用峰值.２在研究交變電流做功、電功率及產(chǎn)生熱量時(shí)，只能用有效值．3在研究交變電流通過(guò)導(dǎo)體截面電量時(shí),只能用平均值．4在研究某一時(shí)刻線圈受到的電磁力矩時(shí)，只能用瞬時(shí)值.疑難辨析交流電的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值和穿過(guò)線圈面積的磁通量的變化率成正比。當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈磁通量也是按正弦（或余弦）規(guī)律變化的。若從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí),ｔ=０時(shí)，磁通量最大,φ應(yīng)為余弦函數(shù)，此刻變化率為零（切線斜率為零），t＝時(shí)，磁通量為零，此刻變化率最大(切線斜率最大），因此從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式是正弦函數(shù)，如圖所示分別是φ=φcosωt和e＝εsiｎωｔ。從圖象中我們可以看到,φ和ｅ其中一個(gè)取最大值的時(shí)候,另一個(gè)必然為0。一、關(guān)于交流電的變化規(guī)律【例１】如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0．５Ｔ，邊長(zhǎng)L=１0cm的正方形線圈abcd共１00匝，線圈電阻ｒ=1Ω,線圈繞垂直與磁感線的對(duì)稱軸OO/勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度為ω=2πrａd/s,外電路電阻R=4Ω,求：(１)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值.（2）由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉(zhuǎn)過(guò)600時(shí)的即時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).（３)由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)6００角時(shí)的過(guò)程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．(4)交流電電表的示數(shù).(5)轉(zhuǎn)動(dòng)一周外力做的功.(６)周期內(nèi)通過(guò)Ｒ的電量為多少?解析：ΔΦ＝BSsｉnωtω＝2π／T=θ/Δt（１）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，εｍ=ＮＢωＳ＝100×0．5×0.12×2πＶ=3.１4V（2）轉(zhuǎn)過(guò)60０時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：e=εｍcｏs600=3．1４×０．5V=1.5７Ｖ(3)通過(guò)６00角過(guò)程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):＝ＮΔΦ/Δt=2．6V(４)電壓表達(dá)數(shù)為外電路電壓的有效值：U=·R＝×＝1.78V(5)轉(zhuǎn)動(dòng)一周所做的功等于電流產(chǎn)生的熱量Ｗ＝Q=()2（Ｒ十r）·T=0.9９J(6)周期內(nèi)通過(guò)電阻R的電量Q=·Ｔ=T＝=0．08６6C【例2】交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)產(chǎn)生的電壓流表達(dá)式為,保持其他條件不變,使該線圈的轉(zhuǎn)速和匝數(shù)同時(shí)增長(zhǎng)一倍,則此時(shí)電壓流的變化規(guī)律變?yōu)?）A．??B． ?C．??Ｄ.二、表征交流電的物理量【例3】．交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子由Ｂ平行S的位置開(kāi)始勻速轉(zhuǎn)動(dòng),與它并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為1４．1V,那么當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)３０°時(shí)交流電壓的即時(shí)值為＿_(dá)____V。【例4】.右圖為一交流隨時(shí)間變化的圖像，求此交流的有效值。【答案】I＝Ａ【例５】．交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子有ｎ匝線圈,每匝線圈所圍面積為S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω,線圈內(nèi)電阻為ｒ，外電路電阻為R。當(dāng)線圈由圖中實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)90°到達(dá)虛線位置過(guò)程中，求:⑴通過(guò)R的電荷量ｑ為多少?⑵R上產(chǎn)生電熱ＱR為多少?⑶外力做的功W為多少?分析:⑴由電流的定義,計(jì)算電荷量應(yīng)當(dāng)用平均值：即，這里電流和電動(dòng)勢(shì)都必須要用平均值,不能用有效值、最大值或瞬時(shí)值。⑵求電熱應(yīng)當(dāng)用有效值,先求總電熱Q，再按照內(nèi)外電阻之比求Ｒ上產(chǎn)生的電熱QＲ。。這里的電流必須要用有效值，不能用平均值、最大值或瞬時(shí)值。⑶根據(jù)能量守恒，外力做功的過(guò)程是機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化的過(guò)程,電流通過(guò)電阻,又將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即放出電熱。因此W=Q。一定要學(xué)會(huì)用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律來(lái)分析功和能。感抗與容抗1.電感對(duì)交變電流的阻礙作用電感對(duì)交變電流阻礙作用的大小用感抗（ＸL）來(lái)表達(dá)：XL＝２πfL此式表白線圈的自感系數(shù)越大,交變電流的頻率越高，電感對(duì)交變電流的作用就越大，感抗也就越大。自感系數(shù)很大的線圈有通直流、阻交流的作用,自感系數(shù)較小的線圈有通低頻、阻高頻的作用.２.電容器對(duì)交變電流的阻礙作用電容器對(duì)交變電流的阻礙作用的大小用容抗(XC)來(lái)表達(dá):.此式表白電容器的電容越大，交變電流的頻率越高，電容對(duì)電流的阻礙作用越小，容抗也就越小。由于電容大的電容器對(duì)頻率高的交流電流有很好的通過(guò)作用，因而可以做成高頻旁路電容器，通高頻、阻低頻;運(yùn)用電容器對(duì)直流的阻止作用，可以做成隔直電容器，通交流、阻直流。

1、粒子在電場(chǎng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)【例6】如圖所示,兩塊水平放置的平行金屬板板長(zhǎng)L=１．４ｍ,板距為d＝3０ｃm,兩板間有Ｂ=1.５Ｔ、垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在兩板上加如圖所示的脈動(dòng)電壓。在t=0時(shí),質(zhì)量為m=2×10-１５Kｇ、電量為q＝1×１０-10C的正離子,以速度v０=4×１0３ｍ/s從兩板中間水平射入,試問(wèn)：（１）粒子在板間作什么運(yùn)動(dòng)？畫出其軌跡。(２)粒子在場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少?【答案】(1)在第一個(gè)1０-4s內(nèi)離子作勻速直線運(yùn)動(dòng)。在第二個(gè)10-4ｓ內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)易知以后反復(fù)上述運(yùn)動(dòng)。(2)6.5×1０-４s2、電感和電容對(duì)交流電的作用【例7】一個(gè)燈泡通過(guò)一個(gè)粗導(dǎo)線的線圈與一交流電源相連接,一塊鐵插進(jìn)線圈之后,該燈將:(）A．變亮B.變暗C．對(duì)燈沒(méi)影響Ｄ.無(wú)法判斷【例8】如圖所示電路中,三只電燈的亮度相同,假如交流電的頻率增大,三盞電燈的亮度將如何改變?為什么?解析:當(dāng)交變電流的頻率增大時(shí),線圈對(duì)交變電流的阻礙作用增大,通過(guò)燈泡L１的電流將因此而減小，所以燈泡L1的亮度將變暗;而電容對(duì)交變電流的阻礙作用則隨交變電流頻率的增大而減小,即流過(guò)燈泡L2的電流增大,所以燈泡Ｌ2的亮度將變亮．由于電阻的大小與交變電流的頻率無(wú)關(guān),流過(guò)燈泡L3的電流不變，因此其亮度也不變。【例９】如圖,線圈的自感系數(shù)L和電容器的電容Ｃ都很小，此電路作用是：()A.阻直流通交流，輸出交流Ｂ．阻交流通直流，輸出直流Ｃ.阻低頻通高頻，輸出高頻電流Ｄ.阻高頻通低頻,輸出低頻和直流解析:線圈具有通直流和阻交流以及通低頻和阻高頻的作用,將線圈串聯(lián)在電路中，假如自自系數(shù)很小,那么它的重要功能就是通直流通低頻阻高頻。電容器具有通交流和阻直流以及通高頻和阻低頻的作用，將電容器并聯(lián)在L之后的電路中。將電流中的高頻成分通過(guò)C,而直流或低頻成份被阻止或阻礙,這樣輸出端就只有直流或低頻電流了,答案D【例１0】“二分頻”,音箱內(nèi)有兩個(gè)不同口徑的揚(yáng)聲器,它們的固有頻率分別處在高音、低音頻段,分別稱為高音揚(yáng)聲器和低音揚(yáng)聲器．音箱要將擴(kuò)音機(jī)送來(lái)的具有不同頻率的混合音頻電流按高、低頻段分離出來(lái),送往相應(yīng)的揚(yáng)聲器,以便使電流所攜帶的音頻信息按原比例還原成高、低頻的機(jī)械振動(dòng)．圖為音箱的電路圖,高、低頻混合電流由a、b端輸入，Ｌ1和L2是線圈,C1和C2是電容器，則()Ａ.甲揚(yáng)聲器是高音揚(yáng)聲器B.Ｃ2的作用是阻礙低頻電流通過(guò)乙揚(yáng)聲器C.L1的作用是阻礙低頻電流通過(guò)甲揚(yáng)聲器Ｄ.L2的作用是減弱乙揚(yáng)聲器的低頻電流解析:線圈作用是“通直流，阻交流;通低頻，阻高頻”.電容的作用是“通交流、隔直流；通高頻、阻低頻”．高頻成分將通過(guò)Ｃ２到乙，故乙是高音揚(yáng)聲器.低頻成分通過(guò)石到甲.故甲是低音揚(yáng)聲器.L1的作用是阻礙高頻電流通過(guò)甲揚(yáng)聲器.?變壓器、電能輸送一、變壓器1.抱負(fù)變壓器的構(gòu)造、作用、原理及特性構(gòu)造：兩組線圈(原、副線圈)繞在同一個(gè)閉合鐵芯上構(gòu)成變壓器.作用:在輸送電能的過(guò)程中改變電壓.原理:電磁感應(yīng)現(xiàn)象.2.抱負(fù)變壓器的抱負(fù)化條件及其規(guī)律．抱負(fù)變壓器的基本關(guān)系式中,電壓和電流均為有效值。在抱負(fù)變壓器的原線圈兩端加交變電壓U1后,由于電磁感應(yīng)的因素,原、副線圈中都將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：,忽略原、副線圈內(nèi)阻,有U１＝E1，U２=E2此外，考慮到鐵芯的導(dǎo)磁作用并且忽略漏磁，即認(rèn)為在任意時(shí)刻穿過(guò)原、副線圈的磁感線條數(shù)都相等,于是又有由此便可得抱負(fù)變壓器的電壓變化規(guī)律為在此基礎(chǔ)上再忽略變壓器自身的能量損失（一般涉及線圈內(nèi)能量損失和鐵芯內(nèi)能量損失這兩部分，分別俗稱為“銅損”和“鐵損”)，有Ｐ1=P2而P１=I１U１P2=Ｉ2Ｕ2于是又得抱負(fù)變壓器的電流變化規(guī)律為由此可見(jiàn):（1）抱負(fù)變壓器的抱負(fù)化條件一般指的是:忽略原、副線圈內(nèi)阻上的分壓,忽略原、副線圈磁通量的差別，忽略變壓器自身的能量損耗(事實(shí)上還忽略了變壓器原、副線圈電路的功率因數(shù)的差別．)(２）抱負(fù)變壓器的規(guī)律實(shí)質(zhì)上就是法拉第電磁感應(yīng)定律和能的轉(zhuǎn)化與守恒定律在上述抱負(fù)條件下的新的表現(xiàn)形式．3、特殊變壓器模型4、規(guī)律小結(jié)(1)熟記兩個(gè)基本公式:①②P入=P出，即無(wú)論有幾個(gè)副線圈在工作，變壓器的輸入功率總等于所有輸出功率之和。（２）原副線圈中過(guò)每匝線圈通量的變化率相等.(3)原副線圈中電流變化規(guī)律同樣,電流的周期頻率同樣（4）需要特別引起注意的是:①只有當(dāng)變壓器只有一個(gè)副線圈工作時(shí)，才有:②變壓器的輸入功率由輸出功率決定，往往用到:,即在輸入電壓擬定以后,輸入功率和原線圈電壓與副線圈匝數(shù)的平方成正比,與原線圈匝數(shù)的平方成反比,與副線圈電路的電阻值成反比。式中的R表達(dá)負(fù)載電阻的阻值,而不是“負(fù)載”。“負(fù)載”表達(dá)副線圈所接的用電器的實(shí)際功率。事實(shí)上,R越大,負(fù)載越小；R越小，負(fù)載越大。（負(fù)載的大小指的是輸出功率的大小)。當(dāng)變壓器原副線圈匝數(shù)比擬定以后，其輸出電壓U２是由輸入電壓U１決定的(即Ｕ2＝U1）。若副線圈上沒(méi)有負(fù)載，副線圈電流為零輸出功率為零,則輸入功率為零，原線圈電流也為零。只有副線圈接入一定負(fù)載，有了一定的電流，即有了一定的輸出功率，原線圈上才有了相應(yīng)的電流,同時(shí)有了相等的輸入功率，（Ｐ入=Ｐ出）因此，變壓器上的電壓是由原線圈決定的，而電流和功率是由副線圈上的負(fù)載來(lái)決定的。（5)當(dāng)副線圈中有二個(gè)以上線圈同時(shí)工作時(shí),U1∶Ｕ2∶U３=n1∶n2∶n3，但電流不可=，此情況必須用原副線圈功率相等來(lái)求電流.(6）變壓器可以使輸出電壓升高或減少,但不也許使輸出功率變大.假若是抱負(fù)變壓器．輸出功率也不也許減少.(7）通常說(shuō)的增大輸出端負(fù)載,可理解為負(fù)載電阻減小；同理加大負(fù)載電阻可理解為減少輸出功率.【例11】如圖所示，通過(guò)降壓變壓器將２2０Ｖ交流電降為36V供兩燈使用,降為24V供儀器中的加熱電爐使用．假如變壓器為抱負(fù)變壓器.求:(1)若n３＝96匝，n２的匝數(shù)；(２)先合上K１、K3,再合上K２時(shí),各電表讀數(shù)的變化；(3)若斷開(kāi)K３時(shí)A1讀數(shù)減少22０mA，此時(shí)加熱電爐的功率;(4）當(dāng)K1、Ｋ２、Ｋ3所有斷開(kāi)時(shí),Ａ２、V的讀數(shù)．【例1２】如圖所示，一抱負(fù)變壓器原線圈、副線圈匝數(shù)比為3:１,副線圈接三個(gè)相同的燈泡，均能正常發(fā)光，若在原線圈再串一相同的燈泡Ｌ,則（電源有效值不變）()第12題LＡ、燈L第12題LＢ、燈L比三燈都暗C、燈L將會(huì)被燒壞D、無(wú)法判斷其亮度情況【例1３】如圖17-８所示，變壓器輸入交變電壓Ｕ一定,兩個(gè)副線圈的匝數(shù)為n2和n3，當(dāng)把一電阻先后接在ａ,b間和c,d間時(shí),安培表的示數(shù)分別為I和I’，則I:I’為()Ａ．ｎ2２:n32B.:C.n２：ｎ3D.n32:n２2【例１4】如圖所示為一抱負(fù)變壓器,K為單刀雙擲開(kāi)關(guān),Ｐ為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，Ｉ1為原線圈中的電流強(qiáng)度,則（）A.保持U１及P的位置不變,K由ａ合到ｂ時(shí)，Ｉ1將增大Ｂ.保持P的位置及Ｕ1不變,Ｋ由b合到a時(shí),R消耗的功率減小C.保持U1不變，Ｋ合在a處,使P上滑,I１將增大Ｄ．保持Ｐ的位置不變,K合在ａ處,若U1增大,I1將增大二、電能輸送１．電路中電能損失Ｐ耗=I２R=,切不可用Ｕ２/R來(lái)算，當(dāng)用U２/Ｒ計(jì)算時(shí)，U表達(dá)的是降在導(dǎo)線上的電壓，不是指的輸電電壓。２．遠(yuǎn)距離輸電。輸電線上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的。分析和計(jì)算時(shí)都必須用,而不能用。特別重要的是規(guī)定會(huì)分析輸電線上的功率損失,由此得出結(jié)論:減少輸電線功率損失的途徑是提高輸電電壓或增大輸電導(dǎo)線的橫截面積,現(xiàn)實(shí)面前,選擇前者。【例１５】有一臺(tái)內(nèi)阻為ｌΩ的發(fā)電機(jī)，供應(yīng)一個(gè)學(xué)校照明用電，如圖所示.升壓變壓器匝數(shù)比為1∶4,降壓變壓器的匝數(shù)比為4∶1,輸電線的總電阻Ｒ=4Ω，全校共２2個(gè)班,每班有“2２0Ｖ,40W”燈6盞.若保證所有電燈正常發(fā)光，則:(l）發(fā)電機(jī)輸出功率多大?(２)發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)多大?(3）輸電線上損耗的電功率多大？(4)輸電效率是多少?(5)若使用燈數(shù)減半并正常發(fā)光發(fā)電機(jī)輸出功率是否減半.解析:題中未加特別說(shuō)明，變壓器即視為抱負(fù)變壓器，由于發(fā)電機(jī)至升壓變壓器及降壓變壓器至學(xué)校間距離較短,不必考慮該兩部分輸電導(dǎo)線上的功率損耗.發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)ε,一部分降在電源內(nèi)阻上．即Ilr，另一部分為發(fā)電機(jī)的路端電壓U1，升壓變壓器副線圈電壓U2的一部分降在輸電線上，即I2R，其余的就是降壓變壓器原線圈電壓Ｕ2，而Ｕ３應(yīng)為燈的額定電壓U額，具體計(jì)算由用戶向前遞推即可．（1)對(duì)降壓變壓器:Ｕ／2Ｉ２=U3Ｉ３=nP燈=22×６×４0W＝52８0ｗ而U/2=4U3=880V,所以I2=nＰ燈/Ｕ/２=５2８０／88０＝6A對(duì)升壓變壓器:UlIl=U2I２＝Ｉ2２R+U／２Ｉ2＝62×4+5280=5424W,所以P出=5４24W．（2)由于U2＝U／２+I2R=8８0+6×４＝９０４V,所以Ｕ1=?Ｕ2＝?×904=22６V又由于UlIｌ=U2I2,所以Il=U2I2/Ｕl(shuí)＝４Ｉ2=２4Ａ,所以ε=U1+Ｉ1r１＝２2６＋2４×1＝250Ｖ．⑶輸電線上損耗的電功率PR＝ＩR2R=144Ｗ（4）η＝P有用/P出×10０％=×１００%＝９７%(5）電燈減少一半時(shí)，n/P燈＝２640W,I/2=ｎ/P燈/U2＝2６40/880=３A.所以P/出=ｎ/P燈十I／2２Ｒ=２640＋32×4=2676ｗ發(fā)電機(jī)的輸出功率減少一半還要多,因輸電線上的電流減少一半,輸電線上電功率的損失減少到本來(lái)的1／４。說(shuō)明:對(duì)變電過(guò)程較復(fù)雜的輸配電問(wèn)題，應(yīng)按照順序,分步推動(dòng)．或按“發(fā)電一一升壓——輸電線——降壓—一用電器”的順序,或從“用電器”倒推到“發(fā)電”一步一步進(jìn)行分析.注意升壓變壓器到線圈中的電流、輸電線上的電流、降壓變壓器原線圈中的電流三者相等.遠(yuǎn)距離輸電【例16】遠(yuǎn)距離輸送一定功率的交流電,若輸送電壓提高到ｎ倍,則（)A、輸電線上的電壓損失減少到本來(lái)的（ｎ-１)/ｎ倍Ｂ、輸電線上的電能損失不變C、輸電線上的電能損失減少到本來(lái)的（n２－1)/n2D、每根輸電線上的電壓損失減少到本來(lái)的１／n【例1７】發(fā)電機(jī)輸出功率為100ｋW,輸出電壓是2５０V，用戶需要的電壓是2２0V，輸電線電阻為１0Ω.若輸電線中因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的４%,試求：(1)在輸電線路中設(shè)立的升、降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比.（2)用戶得到的電功率是多少??２02３交變電流高考真題1．一具有抱負(fù)變壓器的電路如圖所示,圖中電阻和的阻值分別是和,ｅq\o＼aｃ(○,A）為抱負(fù)交流電流表，為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定。當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為;當(dāng)閉合時(shí),電流表的示數(shù)為。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為()A．２B．3C.４Ｄ．52.如圖,抱負(fù)變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡ａ和b。當(dāng)輸入電壓Ｕ為燈泡額定電壓的１0倍時(shí),兩燈泡均能正常發(fā)光。下列說(shuō)法對(duì)的的是A.原、副線圈砸數(shù)之比為９:1B.原、副線圈砸數(shù)之比為１：9C.此時(shí)ａ和b的電功率之比為９:1D.此時(shí)a和ｂ的電功率之比為1：93.如圖所示，抱負(fù)變壓器原線圈接在交流電源上,圖中各電表均為抱負(fù)電表。下列說(shuō)法對(duì)的的是(）A、當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，消耗的功率變大B、當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V示數(shù)變大C、當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭Ｐ向上滑動(dòng)時(shí),電流表達(dá)數(shù)變大D、若閉合開(kāi)關(guān)Ｓ，則電流表達(dá)數(shù)變大,示數(shù)變大4．接在家庭電路上的抱負(fù)降壓變壓器給小燈泡L供電，假如將原、副線圈減少相同匝數(shù)，其它條件不變，則()A.小燈泡變亮Ｂ.小燈泡變暗Ｃ.原、副線圈兩端電壓的比值不變?D.通過(guò)原、副線圈電流的比值不變5.圖（a)所示,抱負(fù)變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為4:1，RT為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻，Ｒ１為定值電阻,電壓表和電流表均為抱負(fù)交流電表。原線圈所接電壓u隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化，如圖（b）所示。下列說(shuō)法對(duì)的的是（）Ａ．變壓器輸入、輸出功率之比為4:1B．變壓器原、副線圈中的