安徽省淮北市濉溪县高中物理 第五章 交变电流单元检测（无答案）新人教版选修3-2（通用） 7页

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：Em、Im、Um；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：Em=__________；‎ 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____HZ，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4、通过某电阻的周期性交变电流的图象如图所示。求该交变电流的有效值I。‎ ‎4、平均值：它是指交流电图象中图线与横轴所围成的面积值跟时间的比值。其量值可用法拉第电磁感应定律·来求，特殊地，当线圈从中性面转过90度的过程中，有。计算平均值切忌用算术平均法即求解。平均值不等于有效值。‎ 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QR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”。‎ C1‎ C2‎ 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？‎ 针对练习8、对于如图所示的电路，下列说法正确的是（ ）‎ 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 n‎2 L n3 R ‎220V n1‎ 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 （ ）‎ A A A A 零线 火线 火线 零线 零线 火线 零线 火线 A. B. C. D.‎ 针对练习11、如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接有相同的白炽灯，原、副线圈的匝数比为n1∶n2=2∶1，电源电压为U，求B灯两端的电压UB为多少?‎ 针对练习12、如图，为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则 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′=Pr=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？‎ ‎~‎ R 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4∶1，输电线的总电阻为R=4Ω，全校22个教室，每个教室用“220V，40W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则：⑴发电机的输出功率多大？⑵发电机的电动势多大？⑶输电线上损耗的电功率多大？‎