第1節(jié)交變電流的產(chǎn)生及描述要點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生和描述1.正弦式交變電流的產(chǎn)生⑴線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。(2)兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn)：①線圈平面與中性面重合時(shí)，S±B,最大，~t=0,e=0,i=0,電流方向?qū)l(fā)生改變。②線圈平面與中性面垂直時(shí)，S〃B,=0,―最最大，e最大，i最大，電流方向不改變。(3)電流方向的改變：線圈通過(guò)中性面時(shí)，電流方向發(fā)生改變，一個(gè)周期內(nèi)線圈兩次通過(guò)中性面，因此電流的方向改變兩次。(4)交變電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=BS，與轉(zhuǎn)軸位置無(wú)關(guān)，與線圈形狀無(wú)關(guān)。2.正弦式交變電流的變化規(guī)律(■■■■■■■■■■■■)-規(guī)律物理量rj函數(shù)表達(dá)式圖像一磁通量=cost=BScostm電動(dòng)勢(shì)e=Emsint=BSsint、口口電壓'u-Usint=?JsintmR+rf電流、i一Isint=?msintmR+r.一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形單匝線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化情況如圖10-1-1所示。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則結(jié)合圖中所給信息可判定()A.B.C.A.B.C.11時(shí)刻穿過(guò)線框的磁通量為BL212時(shí)刻穿過(guò)線框的磁通量為零13時(shí)刻穿過(guò)線框的磁通量變化率為零D.線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為EmBL2.(2016y)如圖10-1-3甲所示為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)的示意圖，單匝線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。若從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為1.0,外接燈泡的電阻為.0o求：（1）寫(xiě)出流經(jīng)燈泡的瞬時(shí)電流的表達(dá)式；（2）轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線圈的最大磁通量；（3）線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，外力所做的功。要點(diǎn)二有效值的理解與計(jì)算.公式法利用￡=%、。=總、I=需計(jì)算，只適用于正（余）弦式交變電流。.利用有效值的定義計(jì)算（非正弦式電流）計(jì)算時(shí)“相同時(shí)間”至少取一個(gè)周期或?yàn)橹芷诘恼麛?shù)倍。.利用能量關(guān)系當(dāng)有電能和其他形式的能轉(zhuǎn)化時(shí)，可利用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律來(lái)求有效值。1、電阻R1、R2與交流電源按照?qǐng)D10-1-4甲所示方式連接，R1=10,R2=20。合上開(kāi)關(guān)S后，通過(guò)電阻R2的正弦式交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖乙所示。則（）A.通過(guò)R1的電流有效值是1.2AR1兩端的電壓有效值是6VC.通過(guò)R2的電流有效值是1.2<2AD.R2兩端的電壓最大值是6\'2V2、家用電子調(diào)光燈的調(diào)光功能是用電子線路將輸入的正弦交流電壓的波形截去一部分來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由截去部分的多少來(lái)調(diào)節(jié)電壓，從而實(shí)現(xiàn)燈光的可調(diào)，比過(guò)去用變壓器調(diào)壓方便且體積小。某電子調(diào)光燈經(jīng)調(diào)整后電壓波形如圖10-1-7所示，求燈泡兩端的電壓的有效值。3、如圖10-1-8所示，表示一交流電的電流隨時(shí)間而變化的圖像，此交流電的有效值是（）A.5\'2AB.3.5^2A3.5AD.5A4如圖4所示為一交變電流的電壓隨時(shí)間變化的圖象，正半軸是正弦曲線的一個(gè)部分，則此交變電流的電壓的有效值是A.\134VB.5V

3V要點(diǎn)三交變電流“四值”的應(yīng)用對(duì)交變電流“四值”的比較和理解物理量物理意義適用情況及說(shuō)明瞬時(shí)值e=Emsintu=Umsinti=Imsint計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況峰值（最大值）Em=nBIm="r討論電容器的擊穿電壓有效值對(duì)正（余）弦交流E電有：E=/UIUpI飛（1）計(jì)算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量（如電功、電功率、電熱等）（2）電氣設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的一般是有效值（3）保險(xiǎn)絲的熔斷電流為有效值（4）電表的讀數(shù)為有效值平均值E=BL~一E=nt_EI=R+r計(jì)算通過(guò)電路截面的電荷量1（多選）（2014?天津高考）如圖10-1-11甲所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)圖像如圖乙中曲線?、b所示，則（）A.兩次t=0時(shí)刻線圈平面均與中性面重合B.曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2：3C.曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為25HzD.曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為10V2.（多選）（2016?滄州五校高三聯(lián)考）如圖10-1-12所示，一個(gè)單匝矩形導(dǎo)線圈在

勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸OO,勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)周期為4。線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為￡m，則（）A.線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值為B.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量的最大值為EmT02C.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中磁通量變化率的最大值為EmD.經(jīng)過(guò)2T0的時(shí)間，通過(guò)線圈電流的方向改變2次能力提升1.（2015?北京豐臺(tái)期末）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線圈繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖4甲所示，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖像如圖乙所示，則（）t=0.005s時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行t=0.010s時(shí)線圈的磁通量變化率最大C.線圈產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為100HzD.線圈產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為311V2.一正弦交變電流的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖5所示，由圖可知（）A.該交變電流的電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=100sin251（V）B.該交變電流的頻率為4HzC.該交變電流的電壓的有效值為100VD.若將該交變電壓加在阻值為R=100的電阻兩端，則電阻消耗的功率是50W3.先后用不同的交流電源給同一盞燈泡供電，第一次燈泡兩端的電壓隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化（如圖6甲所示）；第二次燈泡兩端的電壓變化規(guī)律如圖乙所示。若甲、乙圖中的U0、T所表示的電壓、周期值是相同的，則以下說(shuō)法正確的是（）A.第一次，燈泡兩端的電壓有效值是U02B.第二次，燈泡兩端的電壓有效值是苧2C.第一、第二次，燈泡的電功率之比是2：9D.第一、第二次，燈泡的電功率之比是1：54.（多選）（2013?山東高考）圖7甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場(chǎng)可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，O因?yàn)榻涣麟娏鞅怼＞€圈繞垂直于磁場(chǎng)的水平軸OO,沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí),產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。以下判斷正確的是（）A.電流表的示數(shù)為10AB.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50s0.01s時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行0.02s時(shí)電阻R中電流的方向自右向左（2013?n..）如圖10,實(shí)驗(yàn)室一臺(tái)手搖交流發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻r=1.0,外接R=9.0的電阻。閉合開(kāi)關(guān)S,當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e=10<2s10，（丫），則（）A.該交變電流的頻率為10HzB.該電動(dòng)勢(shì)的有效值為10%巧VC.外接電阻R所消耗的電功率為10WD.電路中理想交流電流表。的示數(shù)為1.0A第2節(jié)變壓器—電能的輸送要點(diǎn)一理想變壓器1.變壓器的工作原理頻率關(guān)系原、副線圈中電流的頻率相等制電壓原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定副線圈電壓U2約副線圈的輸出功率P中決定原線圈的輸入功功率出關(guān)率P入系電流副線圈電流12和匝數(shù)比決定原線圈電流111（2015?江蘇高考）一電器中的變壓器可視為理想變壓器，它將220V交變電流改變?yōu)?10V。已知變壓器原線圈匝數(shù)為800,則副線圈匝數(shù)為（）A.200B.400C1600D.32002.（多選）（2014?山東高考）如圖10-2-2,將額定電壓為60V的用電器，通過(guò)一理想變壓器接在正弦交變電源上。閉合開(kāi)關(guān)S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表（均為理想電表）的示數(shù)分別為220V和2.2A。以下判斷正確的是（）A.變壓器輸入功率為484WB.通過(guò)原線圈的電流的有效值為0.6AC.通過(guò)副線圈的電流的最大值為2.2AD.變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1:n2=11：33、如圖3甲所示，理想變壓器的原線圈匝數(shù)n1=350匝，副線圈匝數(shù)n2=70匝，電阻R=20,⑨是交流電壓表，原線圈加上如圖乙所示的交流電，則下列說(shuō)法正確的A.加在原線圈上交流電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u=20&s5tVB.原線圈電流的有效值為0.04AC.在t=0.01s時(shí)，電壓表的示數(shù)為0D.電阻R上消耗的電功率為0.8W（2015?全國(guó)卷I）一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3：1,在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220V的正弦交流電源上，如圖10-2-1所示。設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為。，原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k，則（A.U=66V,k=1B.U=22V,k=9

t/=66V,k=\t/=66V,k=\JU=22V,k=3J要點(diǎn)二理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析常見(jiàn)的理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題一般有兩種：匝數(shù)比不變的情況和負(fù)載電阻不變的情況。L匝數(shù)比不變的情況(如圖10-2-3所示)(i)u1(i)u1不變，根據(jù)u=n，22輸入電壓U1決定輸出電壓U2,可以得出不論負(fù)載電阻R如何變化，U2不變。(2)當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，/2變化，根據(jù)輸出電流12決定輸入電流11,可以判斷11的變化。(3)12變化引起P2變化，根據(jù)P1=P2,可以判斷P1的變化。2.負(fù)載電阻不變的情況(如圖10-2-4所示)、n..(1)U1不變，■發(fā)生變化，U2變化。2(2)R不變，U2變化，12發(fā)生變化。(3)根據(jù)P2=爺和P1=P2,可以判斷P2變化時(shí)，P1發(fā)生變化，U1不變時(shí)，11發(fā)生變化。1、如圖4所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4：1,原線圈兩端接入一正弦交流電源，副線圈電路中R為負(fù)載電阻，交流電壓表和交流電流表都是理想電表.下列結(jié)論正確的是()A.若電壓表讀數(shù)為6V,則輸入電壓的最大值為24V2VB.若輸入電壓不變，副線圈匝數(shù)增加到原來(lái)的2倍，則電流表的讀數(shù)減小到原來(lái)的一半C.若輸入電壓不變，負(fù)載電阻的阻值增加到原來(lái)的2倍，則輸入功率也增加到原來(lái)的2倍D.若保持負(fù)載電阻的阻值不變，輸入電壓增加到原來(lái)的2倍，則輸出功率增加到原來(lái)的4倍2、火警報(bào)警系統(tǒng)原理如圖7甲所示，M是一個(gè)小型理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)之比n1：n2=10：1,接線柱a、b接上一個(gè)正弦交變電源，電壓隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示，在變壓器右側(cè)部分，R2為用半導(dǎo)體熱敏材料(電阻率隨溫度升高而減小)制成的傳感器，R1為一定值電阻.下列說(shuō)法中正確的是（）A.電壓表示數(shù)為22VB.此交變電源的頻率為50HzC.當(dāng)傳感器&所在處出現(xiàn)火警時(shí)，電流表的示數(shù)減小D.當(dāng)傳感器&所在處出現(xiàn)火警時(shí)，電壓表的示數(shù)減小3、如圖8所示的電路中，有一自耦變壓器，左側(cè)并聯(lián)一只理想電壓表匕后接在穩(wěn)定的交流電源上；右側(cè)串聯(lián)燈泡L和滑動(dòng)變阻器亂區(qū)上并聯(lián)一只理想電壓表V2.下列說(shuō)法中正確的是A.若方不動(dòng)，滑片?向下滑動(dòng)時(shí)，匕示數(shù)變大，丫2示數(shù)變小B.若方不動(dòng)，滑片?向下滑動(dòng)時(shí)，燈泡消耗的功率變小C.若尸不動(dòng)，滑片方向下移動(dòng)時(shí)，匕、V2的示數(shù)均變小D.若尸不動(dòng)，滑片方向下移動(dòng)時(shí)，燈泡消耗的功率變大4、圖9甲為理想變壓器的示意圖，其原、副線圈的匝數(shù)之比為4：1,電壓表和電流表均為理想電表.若發(fā)電機(jī)向原線圈輸入圖乙所示的正弦交流電，圖中々為NTC型熱敏電阻（阻值隨溫度升高而變小），勺為定值電阻.下列說(shuō)法中正確的是（）A.交流電壓〃的表達(dá)式為〃=36*s50ntVB.t=0.01s時(shí)，發(fā)電機(jī)線圈中穿過(guò)的磁通量最大CRt溫度升高時(shí)，變壓器的輸入功率變小D.Rt溫度升高時(shí)，電壓表的示數(shù)不變、電流表的示數(shù)變大5.（多選）（2015?1?）如圖10-2-7所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過(guò)滑動(dòng)觸頭Q來(lái)調(diào)節(jié)，在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R,P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭。在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，貝"）A.保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大B.保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小C.保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大D.保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小要點(diǎn)三遠(yuǎn)距離輸電遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的“三二一”

1.理清三個(gè)回路圖1.理清三個(gè)回路圖10-2-8在回路2中，U=U-\-U3,4=/線=4。2.抓住兩個(gè)聯(lián)系（1）理想的升壓變壓器聯(lián)系著回路1和回路2,由變壓器原理可得：線圈1（匝數(shù)為勺）和線圈2（匝數(shù)為勾中各個(gè)量間的關(guān)系是壽優(yōu)I1=n2，尸1=尸2。21（2）理想的降壓變壓器聯(lián)系著回路2和回路3,由變壓器原理可得：線圈3（匝數(shù)為n3）和線圈4（匝數(shù)為n4）中各個(gè)量間的關(guān)系是U=鼻，I3=n4，P3=P4。3.掌握一個(gè)守恒能量守恒關(guān)系式P1=P損+P4。（2014?浙江高考）如圖10-2-10所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡(jiǎn)化電路圖。發(fā)電廠的輸出電壓是U,用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是11,其末端間的電壓為U1。在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流為12。則（）A.用戶端的電壓為I1U112B.輸電線上的電壓降為UC.理想變壓器的輸入功率為112rD.輸電線路上損失的電功率為11U（2014?江蘇高考）遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖10-2-11所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2,輸電線上的電阻為R。變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是（）BI2=UD.BI2=UD.11U1=I2U2I2n2C11U1=I22R3、某村在距村莊較遠(yuǎn)的地方修建了一座小型水電站，發(fā)電機(jī)輸出功率為9kW,輸出電壓為500V,輸電線的總電阻為10允許線路損耗的功率為輸出功率的輸電線的總電阻為10允許線路損耗的功率為輸出功率的4%,求:（1）村民和村辦小企業(yè)需要220V電壓時(shí)，求所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各為多少；（不計(jì)變壓器的損耗）（2）若不用變壓器而由發(fā)電機(jī)直接輸送，村民和村辦小企業(yè)得到的電壓和功率各是多少要點(diǎn)四■■■■.（多選）在如圖2所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2：1,四個(gè)燈泡完全相同。其額定電壓為U,若已知燈泡L3和L,恰能正常工作，那么（）L和L2都能正常工作%和L2都不能正常工作C.交流電源電壓為2UD.交流電源電壓為4U.（多選X2016r???）如圖4所示，理想變壓器原線圈的hXH1~~■TT*匝數(shù)勺=1loo匝，副線圈的匝數(shù)4=iio匝，/、勺、嗎均為定j我甲11r值電阻，且r=r=r2,電流表、電壓表均為理想電表。原線圈.接〃=220%「siii（314￡）