第5章交变电流复习学案教案

 第五章   交变电流

一、知识梳理

1．交变电流的产生：线圈在匀强磁场中绕_______于磁场的轴匀速转动，产生按_______规律变化的电流。线圈转至中性面时，穿过线圈的磁通量______，而感应电动势________。

2．表征交变电流的物理量：周期T，频率f，关系_________；峰值：E_m、I_m、U_m；有效值：E、I、U

3．正弦交变电流的变化规律：

瞬时值表达：e=______________，i=______________，u=____________

峰值：E_m=__________；

正弦交变电流有效值与峰值的关系：E=__________，I=____________，U=_____________

4．电感电容对交变电流的影响：电感作用：________________________；电容作用：________________________

5．理想变压器：原理：______________；原副线圈输入输出功率的关系：__________；电压与匝数的关系：_________；电流与匝数的关系：只有一个副线圈时，___________；有多个副线圈时，________________

6．远距离输电：导线上的功率损失_________________；导线上的电压损失______________

二、专题讲练

专题一 交变电流的四值

交变电流的四值是指：瞬时值、峰值、有效值、平均值

1、瞬时值：反映不同时刻交变电流的大小和方向，正弦交流瞬时值表达式为：，。应当注意必须从中性面开始。

生活中用的市电电压为220V，其峰值为______V，频率为____H_Z，所以其电压瞬时值的表达式为u=__________V。

针对练习1、有一正弦交流电源，电压有效值U=120V，频率为f=50Hz向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U₀=60V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？

针对练习2、交流发电机的线圈从平行磁场的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1V，那么当线圈转过30°时交流电压的瞬时值为_________V。

 2．峰值：它是瞬时值的_____值，它反映的是交变电流大小的变化范围，当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，______（转轴垂直于磁感线）。电容器接在交流电路中，则交变电压的峰值不能超过电容器的耐压值。

针对练习3、 一只氖管的起辉电压为50V ，把它接在u = 50sin314tV的交变电源上，在一个交变电压的周期内，氖管的发光时间为（     ）

A．0.02s              B．0.01s             C．0.015s              D．0.005s

3、有效值：交变电流的有效值是根据电流的______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____相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。

正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是：_______，_________

对于非正弦交变电流的有效值以上关系不成立，应根据定义来求。通常所说交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指________。用电器上所标电压、电流值也是指______。在计算交变电流通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时，只能用_________。

·

针对练习5、如图所示，求线圈由图示位置转过60°角的过程中，通过线圈某一横截面的电量。

针对练习6、交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为R。当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：

⑴通过R的电荷量q为多少？

⑵R上产生电热Q_R为多少？

⑶外力做的功W为多少？

专题二  感抗和容抗（统称电抗）

1、感抗表示电感对交变电流的阻碍作用，其特点是“通直流，阻交流”、“通低频，阻高频”。

2、容抗表示电容对交变电流的阻碍作用，其特点是“通交流，隔直流”、“通高频，阻低频”。

针对练习7、 左右两个电路都是从左端输入信号，从右端输出信号。左图中输入的是高频、低频混合的交流信号，要求只输出低频信号；右图中输入的是直流和低频交流的混合信号，要求只输出低频交流信号。那么C₁、C₂中哪个该用大电容？哪个该用小电容？

A．双刀双掷开关S接上部时，灯泡亮度较大

B．双刀双掷开关S接下部时，灯泡亮度较大

C．双刀双掷开关S接下部，同时将电感线圈的L的铁芯抽出，

在抽出的过程中，灯泡亮度变大

D．双刀双掷开关S接下部，同时将电感线圈的L的铁芯抽出，

在抽出的过程中，灯泡亮度变小

专题三  理想变压器

1．理想变压器的电压变化规律为U₁/U₂＝________

2．输入输出功率关系：________

3．只有一个副线圈的理想变压器的电流变化规律I₁/I₂ ＝__________

4．变压器的        电压决定       电压；        电流决定      电流；       功率决定      功率

针对练习9、 理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为n₁=1760匝、n₂=288匝、n₃=800 0匝，电源电压为U₁=220V。n₂上连接的灯泡的实际功率为36W，测得初级线圈的电流为I₁=0.3A，求通过n₃的负载R的电流I₃。

针对练习10、在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。如下所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是   （    ）

针对练习11、

A.保持U₁及P的位置不变，K由a合到b时，I₁将增大

B.保持U₁及P的位置不变，K由b合到a时，R消耗的功率减小

C.保持U₁不变，K合在a处，使P上滑，I₁将增大

D.保持P的位置不变，K合在a处，若U₁增大，I₁将增大

专题四  远距离输电

远距离输电的示意图如图所示：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。一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为、n₁、n₁′, n₂、n₂′，相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示。

从图中应该看出功率之间的关系是：P₁=P₁′，P₂=P₂′，P₁′=P_r=P₂。

电压之间的关系是：。

电流之间的关系是：。

可见其中电流之间的关系最简单，中只要知道一个，另两个总和它相等。因此求输电线上的电流往往是这类问题的突破口。

输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。分析和计算时都必须用，而不能用。

针对练习13、在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个坑口电站，输送的电功率为P=500kW，当使用U=5kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800度。求：⑴这时的输电效率η和输电线的总电阻r。⑵若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？

针对练习14、发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：

（1）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比.

（2）画出此输电线路的示意图.

（3）用户得到的电功率是多少？

针对练习15、学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1Ω，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为