第17章交變電流-知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)、重、第二章:交變電流廠產(chǎn)生：線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的周期和頻率的關(guān)系：T=1/f 圖像：正弦曲線描述瞬時(shí)值:l= I mSin® t 峰值:l m= nsB 3 /R有效值：l I m/ . 2變壓器應(yīng) 用電感對(duì)交變電流的作用：通直流、阻交流，通低頻、阻高頻電容對(duì)交變電流的作用：通交流、阻直流，通高頻、阻低頻廣原理：電磁感應(yīng)變壓比：Ui/U 2= ni/n2只有一個(gè)副線圈：li/|2=n2/ni變流比:電能的輸送有多個(gè)副線圈：lini= l2n 2= 13n3=功率損失：P損電壓損失：U損難點(diǎn)知識(shí)歸納遠(yuǎn)距離輸電方式:)2r線P cR線U線高壓輸

2、電17-1b)1 .交變電流產(chǎn)生(一)、交變電流：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，簡(jiǎn)稱交流。如圖 所示(b)、( c)、(e)所示電流都屬于交流，其中按正弦規(guī)律變化的交流叫正弦交流。如圖(t(b)(c)圖 17-1 圖15 1(d)(e)(a)所示。而(a)、(d)為直流其中(a)為恒定電流。(二)、正弦交流的產(chǎn)生及變化規(guī)律。(1) 、產(chǎn)生：當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交流是隨時(shí) 間按正弦規(guī)律變化的。即正弦交流。(2) 、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。這一位置穿過(guò)線圈的磁 通量最大，但切割邊都未切割磁感線，或者說(shuō)這

3、時(shí)線圈的磁通量變化率為零，線圈中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。(3) 、規(guī)律：從中性面開始計(jì)時(shí)，則e=NBS 3 si n® t。用& m表示峰值NBS 3貝V e= £ msi n® t在e純電阻電路中，電流I= sin® t=I m?in® t，電壓u=U m?in 3 t。R R2、表征交變電流大小物理量(1)瞬時(shí)值：對(duì)應(yīng)某一時(shí)刻的交流的值用小寫字母x表示，e i u(2)峰值：即最大的瞬時(shí)值。大寫字母表示,UmI m£ m= nsB 3I m= £ m/ R注意：線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生感應(yīng)電

4、動(dòng)勢(shì)的峰值為&m=NBS 3,即僅由匝數(shù) N，線圈面積S,磁感強(qiáng)度B和角速度3四個(gè)量決定。與軸的具體位置, 線圈的形狀及線圈是否閉合都是無(wú)關(guān)的。有效值：a、意義：描述交流電做功或熱效應(yīng)的物理量b、定義：跟交流熱效應(yīng)相等的恒定電流的值叫做交流的有效值。ImU UmU=2m的關(guān)系，非正弦(或余弦)= mv' 2U2mm=77，UfI 72交流無(wú)此關(guān)系，但可按有效值的定義進(jìn)行推導(dǎo)，如對(duì)于正負(fù)半周最大值相等的方波電流,c、正弦交流的有效值與峰值之間的關(guān)系是£注意：正弦交流的有效值和峰值之間具有£其熱效應(yīng)和與其最大值相等的恒定電流是相同的，因而其有效值即等于其最大值。

5、即1 = 1 m。交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是有效值。e、交流用電器的額定電壓和額定電流指的是有效值;對(duì)于交流電若沒(méi)有特殊說(shuō)明的均指有效值。f、在求交流電的功、功率或電熱時(shí)必須用交流電的有效值。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。交流的有效值是按熱效應(yīng)來(lái)定義的，對(duì)于一個(gè)確定的交流來(lái)說(shuō)，其有效值是一定的。而平均值是由公式一 n 確定的，其值大小由某段時(shí)間磁通量的變化量來(lái)決定，在不同的時(shí)間段里是t不相同的。如對(duì)正弦交流，其正半周或負(fù)半周的平均電動(dòng)

6、勢(shì)大小 n 2Bs 2nBs為t,而一周期內(nèi)的平均電動(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。在實(shí)際應(yīng)用中，交流電器銘牌上標(biāo)明的額定電壓或額定電流都是指有效值，交流電流表和交流電壓表指示的電流、電壓也是有效值，解題中，若題示不加特別說(shuō)明，提到的電流、電壓、 電動(dòng)勢(shì)時(shí)，都是指有效值。(5)、表征交變電流變化快慢的物理量a、周期T：電流完成一次周期性變化所用的時(shí)間。單位： s .b、 頻率f:一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。單位：Hz.c、 角頻率3：就是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。單位：rad/s.d、 角速度

7、、頻率、周期，的關(guān)系3=2 f= 2°m(6)、疑難辨析0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，若從中性面開始計(jì)時(shí)，t=0時(shí)，磁通量最大，0應(yīng)為余弦函數(shù)，此刻變化率為零(切線斜率為零)：t=T時(shí)，磁通量為零，此刻變化率最大(切線斜率最大)，因此從中性面圖5 2開始4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)，如上圖17-2所示分別是$ = 0 mcos3 t和e= e nsin3、變壓器(1 )變壓器的構(gòu)造：原線圈、副線圈、鐵心(2) .變壓器的工作原理在原、副線圈上由于有交變電流而發(fā)生的互相感

8、應(yīng)現(xiàn)象，叫做互感現(xiàn)象，互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)。(3) .理想變壓器：磁通量全部集中在鐵心內(nèi)，變壓器沒(méi)有能量損失，輸入功率等于輸出功率。(4) .理想變壓器電壓跟匝數(shù)的關(guān)系：U 1/U2= n 1/n 2說(shuō)明：對(duì)理想變壓器各線圈上電壓與匝數(shù)成正比的關(guān)系，不僅適用于原、副圈只有一個(gè)的情況，而且適用于多個(gè)副線圈的情況。即有匕丄 歸=.。這是因?yàn)槔硐胱儔浩鞯拇磐咳玭1 門2門3部集中在鐵心內(nèi)。因此穿過(guò)每匝線圈的磁通量的變化率是相同的，每匝線圈產(chǎn)生相同的電動(dòng)勢(shì)， 因此每組線圈的電動(dòng)勢(shì)與匝數(shù)成正比。在線圈內(nèi)阻不計(jì)的情況下，每組線圈兩端的電壓即等于電 動(dòng)勢(shì)，故每組電壓都與匝數(shù)成正比。(5 )理想變壓器

9、電流跟匝數(shù)的關(guān)系I i/l 2= n 2/n i(適用于只有一個(gè)副線圈的變壓器)說(shuō)明：原副線圈電流和匝數(shù)成反比的關(guān)系只適用于原副線圈各有一個(gè)的情況，一旦有多個(gè)副Ul 1= U212+線圈時(shí)，反比關(guān)系即不適用了，可根據(jù)輸入功率與輸出功率相等的關(guān)系推導(dǎo)出:U313+U414+再根據(jù) U2=n2Ui U 3=匹11 4=匹 U4可得出：門！nrnr(6).注意事項(xiàng)(1)當(dāng)變壓器原副線圈匝數(shù)比n2一U2= - U1 )但若副線圈上沒(méi)有負(fù)載 ni流也為零，只有副線圈接入一定負(fù)載nil i=rhl 2+ n 313+ n 414+(1 )確定以后，其輸出電壓 U2是由輸入電壓Ui決定的(即,副線圈電流為零

10、輸出功率為零，則輸入功率為零，原線圈電，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(11=竺12),同時(shí)有了相等的輸入功率，(P入=P出)所以說(shuō)：變壓器上的電壓是由原線ni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。4、電能的輸送(1) 輸送電能的過(guò)程：輸送電能的過(guò)程如下所示：發(fā)電站t升壓變壓器t高壓輸電線t降壓變壓器t用電單位。(2) .高壓輸電的道理思路：輸電T導(dǎo)線(電阻)T發(fā)熱T損失電能T減小損失。輸電要用導(dǎo)線，導(dǎo)線當(dāng)然有電阻，如果導(dǎo)線很短，電阻很小可忽略，而遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，導(dǎo)線很長(zhǎng)，電阻大不能忽略。電流通過(guò)很長(zhǎng)的導(dǎo)線要發(fā)出大量的熱，所以，輸電時(shí)，必須設(shè)法減小導(dǎo)線

11、發(fā)熱損失。由焦耳定律 Q=l2Rt，減小發(fā)熱Q有以下三種方法：一是減小輸電時(shí)間t，二是減小輸電線電阻R，三是減小輸電電流I。第一種方法等于停電，沒(méi)有實(shí)際價(jià)值。第二種方法從材料、長(zhǎng)度、粗細(xì)三方面來(lái)說(shuō)都有實(shí)際困難。適用的超導(dǎo)材料還沒(méi)有研究出來(lái)。排除了前面兩種方法，就只能考慮第三種方法了。從焦耳定律公式Q=l2Rt可以看出，第三種辦法是很有效的：電流減小一半，損失的電能就降為原來(lái)的四分之一。所以說(shuō)要減小電能的損失，必須減小輸電電流。但從另一方面講，輸電就是要輸送電能，輸送的功率必須足夠大，才有實(shí)際意義。根據(jù)公式P=Ul，要使輸電電流I減小，而輸送功率 P不變(足夠大)，就必須提高輸電電壓 U。所以說(shuō)

12、通過(guò)高壓輸電可以保證在輸送功率不變，減小輸電電流來(lái)減小輸送電的電能損失。(3) 變壓器能把交流電的電壓升高(或降低)在發(fā)電站都要安裝用來(lái)升壓的變壓器，實(shí)現(xiàn)高壓輸電。但是我們用戶使用的是低壓電，所以在 用戶附近又要安裝降壓的變壓器。一是為了安全，二是用電器只能用低電壓。二、典型例題例1交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)產(chǎn)生的電壓流表示式為u umsin t，保持其他條件不變，使該線圈的轉(zhuǎn)速和匝數(shù)同時(shí)增加一倍，則此時(shí)電壓流的變化規(guī)律變?yōu)椋ǎ〢. 2U msi n2 t B . 4U msi n2 t C. 2U m s in tD . U m si nt解析：線圈的轉(zhuǎn)速和匝數(shù)同時(shí)增加一倍，則Um增加4倍，線圈的轉(zhuǎn)

13、速增加一倍，則3為原來(lái)的兩倍。答案為B。點(diǎn)撥：此題是一個(gè)基礎(chǔ)題，考查的是對(duì)電壓流表示式為 u umsin t的理解，最好親自動(dòng)手推導(dǎo)公 式，才有利于公式的記憶。小試身手1.1 關(guān)于線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交變電流，以下說(shuō)法正確的是（）A 線圈每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向不變B 線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向就改變一次圖 17-3C .線圈每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向都要改變一次D 線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向都要改變一次1.2、如圖17-3所示，矩形線圈 ACDE放在磁感強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈以相同的角速度，分 別繞MN、PQ、AC

14、、AE軸線勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為E1、E2、E3、E4,則下列關(guān)系中正確的是（）A . E1=E2, E3=E4 B . E1=E2=E3, E4=0C . E1=E2=E3=E4D . E2=E3, E1=E4例2、如圖17-4表示一交流隨時(shí)間變化的圖像，求此交流的有效值。解析：此題所給交流正負(fù)半周的最大值不相同，許多同學(xué)對(duì)交流電有效值的意義理解不深，只 知道機(jī)械地套用正弦交流電的最大值是有效值的.2倍的關(guān)系，直接得出有效值，而對(duì)此題由于正負(fù)半周最大值不同，就無(wú)從下手。應(yīng)該注意到在一個(gè)周期內(nèi)前半周期和后半周期的有效值是可求的，再根據(jù)有效值的定義，選擇一個(gè)周期的時(shí)間,利用在相同

15、時(shí)間內(nèi)通過(guò)相同的電阻所產(chǎn)生的熱量相同,從焦耳定律求得。2 2I R T=l1 R 即 i2=（ J + l22R T24 2+（ ）22 、2圖 17-4圖153解得I= 5 A點(diǎn)撥：此題是一個(gè)簡(jiǎn)單計(jì)算題，主要是考查對(duì)交變電流中最大值的有效值的關(guān)系的理解。小試身手2.1、一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e 220j2sinIOOt （v），則如下說(shuō)法中正確的是（）A .此交流電的頻率是 100HzB . t=0時(shí)線圈平面恰與中性面重合C .如果發(fā)電機(jī)的功率足夠大，它可使“220V100W ”的燈泡正常發(fā)光D .用交流電壓表測(cè)量的讀數(shù)為22 2 V2.2、

16、 一個(gè)電熱器接在10V的直流電源上，在ts內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為 Q,今將該電熱器接在一交流電源 上，它在2ts內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為 Q,則這一交流電源的交流電壓的最大值和有效值分別是（）A .最大值是10'2V，有效值是10VB .最大值是10V，有效值是 5- 2 VC .最大值是5 2 V，有效值是5VD .最大值是20V，有效值是10-2V例3、如圖17-5所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)“”形導(dǎo)線框可繞AB軸轉(zhuǎn)動(dòng)，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)5度B=T,線框的CD邊長(zhǎng)為20cm CE DF長(zhǎng)均為10cm，轉(zhuǎn)速為50r/s，若從圖示位置開始計(jì)時(shí)（1）寫出線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式。（2）若線框電阻r

17、=3,再將AB兩端接“6V, 12W”燈泡，小燈泡能否正常發(fā)光？若不能，小燈泡實(shí)際功率多大？解析：（1）注意到圖17-5示位置磁感線與線圈平面平行，瞬時(shí)值表達(dá)式應(yīng)為余弦函數(shù)，先出最大 值和角頻率。CDB=3二EF圖17-5JiAB圖1543 =2 n n=100 n rad/s5、2匚£ m=BS 3 =X 0.2 X 0.1 X 100 n =10 ”2 （V）所以電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表達(dá)式應(yīng)為e=10 2 cos100 n t（V）。u 額 26?12（2）小燈泡是純電阻電路，其電阻為R=6首先求出交流電動(dòng)勢(shì)有效值&= m=10 （V）此后即可看成恒定電流電路，如圖15-5所示，顯

18、然由于 R=r, u燈U 2于額定電壓，不能正常發(fā)光。其實(shí)際功率是p=RP額=5v，小§225=8.3（w）33點(diǎn)撥：此題是一個(gè)綜合計(jì)算題，考查的是電動(dòng)勢(shì)的最大值和有效值之間關(guān)系，應(yīng)該多加強(qiáng)這方面的 練習(xí)，以熟悉此計(jì)算公式。小試身手匝,磁感17-6 所3.1、某矩形線圈，切割磁感線的邊長(zhǎng)ab=40cm，寬ab= 20cm，共50強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以300r/min，繞中心軸00'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖dXBX示.問(wèn):(1) 線圈角速度、頻率各多少？長(zhǎng)邊切割磁感線的線速度多大？(2) 若t=0時(shí)線圈恰在中性面位置，寫出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式, 的瞬時(shí)值.求出當(dāng)t= 0.025s

19、時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)圖 17-6(3)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值多少？從圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)90。過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)值又是多少？ (4)若線圈的電阻為10Q，為了使線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每秒要提供的機(jī)械能是多少？例4、如圖17-7所示,理想變壓器鐵芯上繞有A、B、C三個(gè)線圈，匝數(shù)比為nA：nB：n(=4:2:1,在線圈B和C的兩端各接一個(gè)相同的電阻 R,當(dāng)線圈A與交流電源連通時(shí)，交流電流表A的示數(shù)為Io,則交流A1A2圖 16-1電表 A1的讀數(shù)為 Io。圖17-7解析：此題如果輕易用電流強(qiáng)度與匝數(shù)成反比的關(guān)系來(lái)解，即“理得1 b n aIa=O.5Io就錯(cuò)了。應(yīng)該注意到變壓器副線圈有多組，電流反比關(guān)系不成立，但電壓與匝

20、數(shù)成正比的關(guān)系還是成立的，應(yīng)先根據(jù)這一關(guān)系求出C組線圈電壓，再根據(jù)R相等的條件求出 C組電流，由UbnI IC和lc，得I c=0.5I o.此后利用關(guān)系式r>BRa |a=bb +cc即4Ia=2Io+1 X O.5lo 得 Ia=O.625Io點(diǎn)撥：此題為一個(gè)簡(jiǎn)單計(jì)算題?？疾榈氖菍?duì)變壓器工作規(guī)律的一個(gè)理解。小試身手4.1、如圖17-8所示,變壓器輸入 交變電壓U 定,兩個(gè)副線圈的匝數(shù)為2和3,當(dāng)把一電阻先后接在a,b間 U和c,d間時(shí)，安培表的示數(shù)分別為I和I ,則I ： I為( )bcd圖行5A . 2? ： / B .2 ： 32 2C 2 : 3 D 3 : 24.2、有一個(gè)理

21、想變壓器，原線圈12oo 匝,副線圈4oo 匝,現(xiàn)在副線圈上接一個(gè)變阻器R,如圖17-9所示,則下列說(shuō)法中正確的是()A .安培表A與A的示數(shù)之比為3:1B .伏特表V1與V2的示數(shù)之比為3:11 -1 A2 1:辛屮圖 17-9圖16-6C.當(dāng)變阻器滑動(dòng)頭向下移動(dòng)時(shí)，原線圈的輸入功率將增加D .原、副線圈的功率之比為3:1例5、將電阻Ri和R2如下圖17-10甲所示接在變壓器上， 變壓器原線圈接在電壓恒為 U的交流電源 上，Ri和R2上的電功率之比為 2： 1，若其它條件不變，只將 Ri和R2改成如圖乙接法，Ri和R2上 的功率之比為1 : 8。若甲圖中原線圈電流為 11，乙圖中原線圈電流為

22、 12,求：(1 )兩組副線圈的匝 數(shù)之比；(2)I1和I2之比。解析：(1)甲圖中R1和R2串聯(lián)，電流相同，功率與電阻成正比， 所以有R1=2R2(1)設(shè)三組線圈的匝數(shù)分別是n1 ,n2 ,n3,兩組副線圈上的電壓分別是U2和U3,易得n2n3R1R2U2= 2 u U3= 3 u ni22乙圖中R£和UR?上的功率之比為匕=1匕 2(2)設(shè)甲圖中輸出功率為P1 ,則聯(lián)列(1)式和(2)式解得8 RR2(空匹 U ) 2/ (R1+R2)設(shè)乙圖中輸出功率為P2,則P2= ( n2U ) 2/R1+ () 2/R2p n1 2n1以R1=2R2, n3=2n2代入，可得： 。由于輸入

23、功率等于輸出功率，所以甲、乙兩圖中輸入功2P23率之比也為一，根據(jù)P=IU，電壓恒定，所以兩圖中電流之比 丨1：丨2=2: 33點(diǎn)撥：此題是一個(gè)綜合計(jì)算題，考查的是變壓器電壓、電流與線圈匝數(shù)的關(guān)系，并且要理解變壓器 中輸出功率與輸入功率之間的關(guān)系。小試身手5.1、有一理想變壓器在其原線圈上串一熔斷電流為I0=1A的保險(xiǎn)絲后接到 220V交流電源上，畐U線圈接一可變電阻 R作為負(fù)載，已知原、畐U線圈的匝數(shù)比門価2=5:1,問(wèn)了不使保險(xiǎn)絲熔斷，可變電阻的取值范圍如何？5.2、一臺(tái)理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10： 1,原線圈接 U=100 .2 sin100 n tV的交變電壓，畐U線圈兩端用導(dǎo)線

24、接規(guī)格為“ 6V, 12W”的小燈，已知導(dǎo)線總電阻 r=0.5 Q試求：畐U線圈應(yīng)接幾盞小 燈？這些小燈又如何連接才能使這些小燈都正常發(fā)光例6、發(fā)電廠輸出的交流電壓為 2.2萬(wàn)伏,輸送功率為2.2 X 106瓦，現(xiàn)在用戶處安裝一降壓變壓器 ，用戶 的電壓為220伏,發(fā)電廠到變壓器間的輸電導(dǎo)線總電阻為22 歐,求:(1)輸電導(dǎo)線上損失的電功率；(2)變壓器原副線圈匝數(shù)之比。解析：(1)應(yīng)先求出輸送電流，由I 線=P 總/U 總=2.2 X 106 2.2X 104=100(A)則損失功率為P損=1線2R線=1002X 22=2.2X 105 (w)變壓器原線圈電壓 Ui為Ui=U 總-U 線=U

25、 總-I 線R 線=2.2 X 104-100 X 22=19800（V） 所以原副線圈匝數(shù)比匹 5=19800/220=90.門2 U 2點(diǎn)撥：此題是一個(gè)綜合計(jì)算題，考查的是電能在輸送的過(guò)程中能量的損失，以及變壓器的原副線圈的應(yīng)用。小試身手6.1、遠(yuǎn)距離輸電，當(dāng)輸電電阻和輸送功率不變時(shí)，則（）A 輸電線上損失的功率跟輸送電線上的電流的平方成正比B 輸電線上損失的電壓跟輸送電線上的電流成正比C .輸送的電壓越高，輸電線路上損失的電壓越大D .輸電線上損失的功率跟輸送電壓的平方成正比6.2、用1萬(wàn)伏高壓輸送 100千瓦的電功率，在輸電線上損失2%的電功率，則輸電線的電阻是歐姆，如果把輸送電壓降低

26、一半，則輸電線上損失功率將占輸送功率的6.3、如圖16-10所示，理想變壓器和三個(gè)定值電阻R1、R2和R3接在交流電源上,R1=R3,若 R1、R2和R3上的電功率相等，則 R1： R2=四、章節(jié)練習(xí),變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為.填空題：1、如圖17-11甲所示，一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)過(guò)圖中位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，且以電流自a端流出為正,則在圖乙中能表示這一一交流電的圖象的是圖乙圖甲圖 17-112、在電子技術(shù)中，從前一級(jí)裝置輸出的既有直流成分（工作電流），又有交流成分（信號(hào)電流）。如若輸送的電功率相等，在輸電線上Si: S2 為4、一個(gè)接在直流電源上的電熱器所消耗

27、的電功率為Pi,若把它接到電壓最大值與直流電壓相等的交流電源上，該電熱器所消耗的電功率為P2，則Pl : P2為5、圖17-12中理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比ni : n2=4 : l，原線圈兩端連接光滑導(dǎo)軌，副線圈與電阻R相連成閉合回路.當(dāng)直導(dǎo)線 AB在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌勻速地向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表Ai的讀數(shù)是12mA，那么電流表 A的讀數(shù)是6、如右圖17-13所示，有一理想變壓器，原線圈接在電壓一定的正弦電源上，畐U線圈電路中接入三個(gè)電阻交流交流電表的內(nèi)阻對(duì)電路的影響不計(jì),電流表Ai示數(shù)（填“變大、變小、不變”7、兩個(gè)電流隨時(shí)間的變化關(guān)系如下圖17-14甲、乙所示，把它們通人相同的電

28、阻中，則在1S內(nèi)兩電阻消耗的電功比 WaWb等于Rl、R2、R3,各當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電流表A2示數(shù)圖 17-14hInI °0410.2；«i17-138、將u = 110 2 sin100 n tV的交變電壓接到“ 220V, 100W”的燈泡兩端，設(shè)燈絲的電阻不隨溫度變化，流過(guò)燈泡電流的最大值 ;燈泡發(fā)揮的實(shí)際功率 。9、 一閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻角速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈轉(zhuǎn)速為240rad/min，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)動(dòng)至與磁場(chǎng)平行時(shí)，線圈的電動(dòng)勢(shì)為2.0V。設(shè)線圈從垂直磁場(chǎng)瞬時(shí)開始計(jì)時(shí)，該線圈電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式;電動(dòng)勢(shì)在 1/48s末的瞬時(shí)值為 。二選擇題：10、矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中

29、繞著垂直磁感線方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈通過(guò)中性面時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是（）A、穿過(guò)線圈的磁通量最大，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B、穿過(guò)線圈的磁通量等于零，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大果我們希望輸送到后一級(jí)裝置的只有直流成分，電容器應(yīng)該和后一級(jí)裝置;如果我們希望輸送到后一級(jí)裝置的只有交流成分，電容器應(yīng)該和后一級(jí)裝置 （兩空均填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）。3、用Ui和U2兩種電壓分別通過(guò)相同長(zhǎng)度和材料的導(dǎo)線輸電,損失的電功率也相同，則在兩種情況下輸電線截面積之比C、穿過(guò)線圈的磁通量最大，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于零D、穿過(guò)線圈的磁通量等于零，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于零11. 一矩形線圈繞垂直磁場(chǎng)方向的軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)

30、，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)此可以判斷（）e = 20 2 sin20 n t V，由A . t = 0時(shí)，線圈平面和磁場(chǎng)垂直C. t = 0.05s時(shí)，線圈切割磁感線的有效速度最小B . t = 0時(shí)，線圈的磁通量為零D . t = 0.05s時(shí)，e第一次出現(xiàn)最大值12.線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻角速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電流如圖A .在A和C時(shí)刻線圈平面和磁場(chǎng)垂直B .在B和時(shí)刻線圈中的磁通量為零C .從A時(shí)刻到B時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為nradD .若從O時(shí)刻到D時(shí)刻經(jīng)歷的時(shí)間為 0.02s，則該交變電流在1.0s的時(shí)間內(nèi)方向會(huì)改變100次13.一個(gè)矩形線框的面積為S，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，從線圈平面與磁

31、場(chǎng)垂直的位置開始計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)速為n轉(zhuǎn)/秒，則（）A .線框交變電動(dòng)勢(shì)的最大值為n tBS B.線框交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為、2 n tBSC. 從開始轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過(guò)1/4周期，線框中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2nBSD. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為e = 2n nBSsin2n n14.關(guān)于交流電的有效值和最大值，下列說(shuō)法正確的是（A .任何形式的交變電流的有效值和最大值都有關(guān)系B .只有正弦式電流才有 U = Um/ 2的關(guān)系)U = Um/ '一 2C.照明電壓220V、動(dòng)力電壓380V，指的都是交變電流的有效值交流電壓表和電流表測(cè)量的都是交變電流的有效值15.一只氖管的起輝電壓為50V，把它接在u = 50s

32、in314tV的交變電源上，在一個(gè)交變電壓的周期內(nèi),氖管的發(fā)光時(shí)間為（0.02sB . 0.01s16.對(duì)于如圖17-16所示的電路，下列說(shuō)法正確的是（A .a、B .a、C .a、D .a、b端接穩(wěn)恒直流電，燈泡發(fā)亮b端接交變電流，燈泡發(fā)亮C . 0.015sD . 0.005sb端接交變電流，燈泡發(fā)亮，且將電容器電容增大時(shí),燈泡亮度增大b端接交變電流，燈泡發(fā)亮，且將電容器電容減小時(shí),燈泡亮度增大17. 對(duì)于如圖17-17所示的電路，下列說(shuō)法正確的是（A .雙刀雙擲開關(guān)S接上部時(shí)，燈泡亮度較大B .雙刀雙擲開關(guān)S接下部時(shí)，燈泡亮度較大C .雙刀雙擲開關(guān)S接下部，同時(shí)將電感線圈的燈泡亮度變大L

33、的鐵芯抽出，在抽出的過(guò)圖17-17 程中,D.雙刀雙擲開關(guān)S接下部，同時(shí)將電感線圈的L的鐵芯抽出，在抽出的過(guò)程中，燈泡亮度變小18. 在圖17-18所示的電路中，如果交變電流的頻率增大，1、2和3燈的亮度變化情況是（）A . 1、2兩燈均變亮，3燈變暗 B . 1燈變亮，2、3兩燈均變暗C . 1、2燈均變暗，3燈亮度不變 D . 1等變暗，2燈變亮，3燈亮度19.在電工和電子技術(shù)中使用的扼流圈有兩種：低頻扼流圈和高頻扼流它們的區(qū)別在于（）17-1不變?nèi)?。A 低頻扼流圈的自感系數(shù)較大B 高頻扼流圈的自感系數(shù)較大C 低頻扼流圈的能有效地阻礙低頻交變電流，但不能阻礙高頻交變電流D 高頻扼流圈的能有

34、效地阻礙高頻交變電流，但不能阻礙低頻交變電流20. 關(guān)于電容器通過(guò)交變電流的理解，正確的是（）A 有自由電荷通過(guò)電容器中的電介質(zhì)B .電容不斷的充、放電，與之相連的導(dǎo)線中必須有自由電荷移動(dòng)，這樣就形成了電流C 交變電壓相同時(shí)，電容越大，電流越大D 交變電壓相同時(shí)，頻率越高，電流越大圖 17-19亮度相21. 對(duì)于圖17-19所示的電路，下列說(shuō)法正確的是（）A . a、b兩端接穩(wěn)恒直流，燈泡將不發(fā)光B . a、b兩端接交變電流，燈泡將不發(fā)光C . a、b兩端由穩(wěn)恒的直流電壓換成有效值相同的交變電壓，燈泡 同D . a、b兩端由穩(wěn)恒的直流電壓換成有效值相同的交變電壓，燈泡亮度將會(huì)減弱三.計(jì)算題22

35、、如圖17-20所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度 B = 0.1T，矩形線圈的匝數(shù) N = 100匝，邊長(zhǎng)ab = 0.2m ,bc= 0.5m，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度3 = 100 n rad/s，轉(zhuǎn)軸在正中間。試求：（1）從圖示位置開始計(jì)時(shí)，該線圈電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式；（2）當(dāng)轉(zhuǎn)軸移動(dòng)至ab邊（其它條件不變），再求電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式；（3） 當(dāng)線圈作成半徑為 r =0.1/的圓形，再求電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式。23、一臺(tái)變壓器有兩個(gè)次級(jí)線圈，它的初級(jí)線圈接在220V的電源上，一個(gè)次級(jí)線圈的電壓為6V ,輸出電流為2A，匝數(shù)為24匝；另一個(gè)次級(jí)線圈的電壓為250V，輸出電流為200mA 求:(1) 250V線圈的匝數(shù)，

36、初級(jí)線圈的匝數(shù)；(2) 初級(jí)線圈的輸入功率.24 .在真空中速度為u=6.4 X07m/ s的電子束，連續(xù)地射入兩平行極板之間，極板長(zhǎng)度為L(zhǎng)=8.0 X0-2m，間距d=5.0 M0-3m.兩極板不帶電時(shí)，電子束將沿兩極板之間的中線通過(guò).在兩極 板上加一個(gè)50Hz的交變電壓u=Umsin cot,如果所加電壓的最大值Um超過(guò)某一值U。時(shí)，將開始出現(xiàn)以下現(xiàn)象：電子束有時(shí)能通過(guò)兩極板，有時(shí)間斷，不能通過(guò).(1) 求U0的大小;(2) 求Um為何值才能使通過(guò)的時(shí)間跟間斷的時(shí)間之比為2： 1.25圖17-21是一個(gè)帶有兩個(gè)副線圈的理想變壓器，今將原線圈接至穩(wěn)壓交流電源上，副線圈Li的匝數(shù)為ni，副線圈

37、L2的匝數(shù)為n2.當(dāng) L2兩端斷開、電阻 R接到L2兩端時(shí)，電流表的讀數(shù)為12；當(dāng)L1斷開、電阻R接到L2兩端時(shí)，電流表的讀數(shù)為12；當(dāng)Li、L2都接上R時(shí)，電流表的讀數(shù)為13,問(wèn)圖abed處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，已知abI1： I2： I 3=?26. 圖17-22所示是一個(gè)交流發(fā)電機(jī)的示意圖.線框= bc=10cm.B=1T，線圈匝數(shù) n=100，線圈電阻r=5 Q,外電路負(fù)載電R=5 Q,線圈以600r/ min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求：(1)電流表和電壓表的讀數(shù)；從如圖示位置開始經(jīng)過(guò)1 / 60s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為多少？(3) 從如圖所示位置開始轉(zhuǎn)過(guò)30。角的過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)值為多少？圖 17-2227、水能是可再生能源，可持續(xù)地利用它來(lái)發(fā)電，為人類提供清潔”的能源若一水力發(fā)電站水庫(kù)的平均流量為Q (m3/s),落差為h (m),下落時(shí)水的流速為 v(m/s),發(fā)電機(jī)的效率為，則全年的發(fā)電量為多少度？(設(shè)流過(guò)發(fā)電機(jī)后水的速度為零)某小型水力發(fā)電站水流量為 Q=10m3/s,落差h=5m，發(fā)電機(jī)效率50%，輸出電壓為 400V，若要向一鄉(xiāng)鎮(zhèn)供電，輸電線的總電阻為R=8 Q,為使線路上損耗功率限制在發(fā)電機(jī)輸出功率的8%，需在發(fā)電機(jī)輸出端安裝升壓變壓器，若用戶所需電壓為 220V，則在用戶處需安裝降壓變壓器，忽略下落時(shí)水的速度求：(1)發(fā)電機(jī)