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1、考點(diǎn)清單,考點(diǎn)一交流電 考向基礎(chǔ) 一、交變電流及正弦式交變電流的產(chǎn)生 1.交變電流 大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流。如圖甲、乙、丙、丁所示都屬于交變電流,其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦式交變電流,簡(jiǎn)稱(chēng)正弦式電流,如圖甲所示。,2.正弦式交變電流的產(chǎn)生 (1)產(chǎn)生方法:如圖所示,將一個(gè)平面線圈置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,并使它繞垂直于磁感線的軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈中就會(huì)產(chǎn)生正弦式交變電流。 (2)中性面與最大值面 a.中性面:與磁場(chǎng)方向垂直的平面叫中性面。線圈處于中性面位置時(shí),各邊都不切割磁感線(選填“切割”或“不切割”),線圈中沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(選填“有”或“沒(méi)有”),此位置磁通量最,大,磁通量的變

2、化率最小。 b.最大值面:與磁場(chǎng)方向平行的平面叫最大值面。線圈處于最大值面位置時(shí),切割方向垂直于磁場(chǎng)方向,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大。此位置磁通量最小,磁通量的變化率最大。 二、正弦式交變電流的圖像和三角函數(shù)的表達(dá) 1.正弦式交變電流:正弦式交變電流的電動(dòng)勢(shì)最大值Em=nBS,其 中n是線圈的匝數(shù),B是勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,S 是線圈面積,是線圈繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。若從線圈經(jīng)過(guò)中性 面即線框與磁場(chǎng)垂直開(kāi)始計(jì)時(shí),則電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值E=Em sin t,而 磁通量瞬時(shí)值=nBS cos t,即當(dāng)電動(dòng)勢(shì)按照正弦規(guī)律隨時(shí)間變 化時(shí),磁通量按照余弦規(guī)律隨時(shí)間變化。,2.正弦式交變電流的變化規(guī)律及對(duì)應(yīng)圖像,四、周期與頻率

3、,周期和頻率:交變電流完成一次周期性變化所用的時(shí)間叫周期;1 s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)叫頻率。它們和角速度間的關(guān)系為:= =2f。 考向突破 考向一交變電流及正弦式交變電流的產(chǎn)生 1.正弦式交變電流的產(chǎn)生 矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的軸O轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈的兩條邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),如圖所示,設(shè)線圈的匝數(shù)為n,轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為,ab邊的長(zhǎng)度為l1,ad邊的長(zhǎng)度為l2。 若從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí),經(jīng)時(shí)間t轉(zhuǎn)到如圖所示位置,線圈轉(zhuǎn)過(guò)t。,ab邊產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì) e1=nBl1l2 sin t cd邊產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì) e2=nBl1l2 sin t 據(jù)右手定則可知總電動(dòng)勢(shì)e=e1+e2=nBl1l2 sin t=nBS

4、 sin t。其中nBS為電動(dòng)勢(shì)的最大值。,2.相關(guān)結(jié)論 (1)一個(gè)周期內(nèi)電流的方向改變兩次。 (2)線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次,電流方向改變一次。 (3)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)時(shí),所產(chǎn)生的正弦式,交變電流與轉(zhuǎn)軸的位置無(wú)關(guān),與線圈的形狀無(wú)關(guān)。,例1圖1是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸OO轉(zhuǎn)動(dòng),由線圈引出的導(dǎo)線ae和df分別與兩個(gè)跟線圈一起繞OO轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圓環(huán)相連接,金屬圓環(huán)又分別與兩個(gè)固定的電刷保持滑動(dòng)接觸,這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路。圖2是線圈的主視圖,導(dǎo)線ab和cd分別用它

5、們的橫截面來(lái)表示。已知ab長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,bc長(zhǎng)度為L(zhǎng)2,線圈以恒定角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。(只考慮單匝線圈),(1)線圈平面處于中性面位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),試推導(dǎo)t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1的表達(dá)式; (2)線圈平面處于與中性面成0夾角位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),如圖3所示,試寫(xiě)出t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e2的表達(dá)式; (3)若線圈電阻為r,求線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。(其他電阻均不計(jì)),解析(1)矩形線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,只有ab和cd切割磁感線,設(shè)ab和cd的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為v,則 v= 在t時(shí)刻,導(dǎo)線ab和cd因切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均為 E1=BL1vy 由圖可知vy=v sin t 則整個(gè)

6、線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為,e1=2E1=BL1L2 sin t (2)當(dāng)線圈由圖3位置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),在t時(shí)刻整個(gè)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 e2=BL1L2 sin (t+0) (3)由閉合電路歐姆定律可知 I= E== 則線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周在R上產(chǎn)生的焦耳熱為 QR=I2RT 其中T= 于是QR=R()2,答案(1)見(jiàn)解析 (2)e2=BL1L2 sin (t+0) (3)R()2,考向二正弦式交變電流的圖像和三角函數(shù)的表達(dá) 例2(多選)如圖1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2中曲線a、b所示,則() A.兩次t=0時(shí)刻線圈平面均與中性面

7、重合,B.曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為23 C.曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為25 Hz D.曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為10 V,解析由題圖2知t=0時(shí)兩次轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)都等于零,故A正確。由圖2知兩次轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的周期之比TaTb=23,再由周期與轉(zhuǎn)速的關(guān)系n=得nanb=32,故B錯(cuò)誤。因Ta=410-2 s,故fa= =25 Hz,C正確。因Ema=15 V,而Em=NBS=,故Emb=Ema=10 V, Eb==5 V,D錯(cuò)誤。,答案AC,考向三最大值、瞬時(shí)值、有效值與平均值 1.對(duì)描述交變電流“四值”的比較和理解,2.幾種典型的電流及其有效值,例3如圖所示,單匝矩

8、形閉合導(dǎo)線框abcd一半處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框面積為S,電阻為R。線框繞與其中心線重合的豎直固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的右邊界。則線框中感應(yīng)電流的有效值為() A.B. C.D.,解析線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值:Em=BS, 設(shè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E,則:E==BS, 感應(yīng)電流的有效值I=, 聯(lián)立解得:I=, 故選A。,答案A,考點(diǎn)二變壓器、電能的輸送 考向基礎(chǔ) 一、電阻、感抗與容抗 1.電阻R:對(duì)直流電、交流電均有阻礙作用。 2.電感L:通直流、阻交流,通低頻、阻高頻。 3.電容C:隔直流、通交流,通高頻、阻低頻。 二、變壓器 1.構(gòu)造

9、和原理 (1)主要構(gòu)造:由原線圈、副線圈和閉合鐵芯組,成。 (2)工作原理:電磁感應(yīng)的互感現(xiàn)象。 2.理想變壓器的基本關(guān)系式 (1)功率關(guān)系:P1=P2。 (2)電壓關(guān)系:=,若n1n2,為升壓變壓器;若n1

10、.常見(jiàn)的變壓器 (1)自耦變壓器只有一個(gè)線圈,可升壓,也可降壓。,(2)互感器:分成電壓互感器和電流互感器,比較如下,考向突破 考向一電阻、感抗與容抗,注意電感、電容接到交流電源上時(shí),電能與磁場(chǎng)能或電場(chǎng)能往復(fù)轉(zhuǎn)化,所以不會(huì)消耗電能。而電流通過(guò)電阻時(shí),一定會(huì)產(chǎn)生焦耳熱,從而造成電能的損耗。,例4如圖所示,交流電流表A1、A2、A3分別與電阻R、電容器C和電感線圈L串聯(lián)后接在同一個(gè)正弦式交流電源上。交流電流表A4與電阻R串聯(lián)后接在理想變壓器副線圈兩端。如果保持供電電壓的最大值不變,而增大供電電壓的頻率,電流表示數(shù)不變的是() A.電流表A1和A2,B.電流表A1和A4 C.電流表A3和A2 D.

11、電流表A3和A4,解析電阻對(duì)交流電的阻礙作用與其頻率無(wú)關(guān),而感抗XL=2fL,容抗XC=,均會(huì)隨f變化相應(yīng)變化,因此f變大時(shí),A3示數(shù)減小,A2示數(shù)增大,A1、A4示數(shù)不變。,答案B,考向二變壓器,理想變壓器原、副線圈基本量的關(guān)系,例5如圖所示,用理想變壓器為一個(gè)“6 V、12 W”的小燈泡供電,變壓器原線圈中的輸入電壓為220 V。閉合開(kāi)關(guān)S,小燈泡恰好正常發(fā)光。則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是() A.變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1103 B.變壓器原線圈中的輸入電流為2 A C.變壓器原線圈中的輸入功率為12 W D.變壓器副線圈中的輸出功率為12 W,解析由題意知,U1=220 V,U2=6 V,

12、所以==,A對(duì);I2==2 A,所 以I1==0.055 A,B錯(cuò);由理想變壓器的特點(diǎn)知P1=P2=12 W,故C、D正 確。只有B項(xiàng)符合題意。,答案B,考向三電能的輸送 1.高壓輸電的幾個(gè)基本關(guān)系,(1)功率關(guān)系: P1=P2,P3=P4,P2=P損+P3。 (2)電壓、電流關(guān)系: ==,==,,U2=U+U3,I2=I3=I線。 (3)輸電電流:I線===。 (4)輸電線上損耗的功率(純電阻電路): P損=I線U=R線=R線。 當(dāng)輸送的電功率一定時(shí),輸電電壓增大到原來(lái)的n倍,輸電線上損耗的功率就減小到原來(lái)的。 (5)輸電效率:=100%。 2.關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的處理思路 (1)畫(huà)出輸電線

13、路圖,將已知量和未知量標(biāo)在圖中相應(yīng)位置。,(2)將輸電線路劃分為幾個(gè)獨(dú)立回路。 (3)根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式等確定各部分回路物理量之間的關(guān)系。 (4)根據(jù)升壓、降壓,原、副線圈的電壓、電流關(guān)系和功率關(guān)系列式求解。,例6某小型發(fā)電站的發(fā)電機(jī)輸出交流電壓為500 V,輸出電功率為50 kW,(1)如果用電阻為3 的輸電線向遠(yuǎn)處用戶送電,這時(shí)用戶獲得的電壓和電功率是多少?(2)如果要求輸電線上損失的電功率是輸送功率的0.6%,則發(fā)電站要安裝一個(gè)升壓變壓器,到達(dá)用戶前再用降壓變壓器變?yōu)?20 V供用戶使用,不考慮變壓器的能量損失,這兩個(gè)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比各是多少?,解析(1)用

14、500 V電壓送電時(shí)示意圖如圖所示 輸電線上的電流I0== A=100 A 用戶獲得電壓U1=U0-I0R=(500-1003) V=200 V 用戶獲得的電功率P1=I0U1=2104 W (2)改用高壓輸送時(shí),示意圖如圖所示,要求P損=0.6%P,即P損=501030.6% W=300 W 輸電電流I== A=10 A 發(fā)電站升壓后輸電電壓U1== V=5 000 V 升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比=== 輸電線上損失的電壓 U=IR=103 V=30 V 降壓變壓器的輸入電壓 U2=U1-U=5 000 V-30 V=4 970 V 降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比 ===,答案(1)200 V2

15、104 W(2)11049722,考點(diǎn)三傳感器與電磁振蕩、電磁波 考向基礎(chǔ) 一、傳感器 1.傳感器 把非電學(xué)物理量轉(zhuǎn)換成易于傳送、處理的物理量(通常是電壓、電流等電學(xué)量),或轉(zhuǎn)換為電路的通斷的一類(lèi)元件。 2.常見(jiàn)傳感器:光敏電阻、熱敏電阻、霍爾元件、力傳感器。,二、電磁振蕩 電磁振蕩的周期和頻率 (1)概念 周期T:電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時(shí)間叫周期。 頻率f:一秒鐘內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)叫頻率。 (2)LC電路的周期和頻率 T=2, f= 。,說(shuō)明(1)LC電路的周期和頻率只取決于電容C和線圈的自感系數(shù)L,跟電容器的電荷量Q、板間電壓U和線路中的電流I無(wú)關(guān)。 (2)T、L、C、f的

16、單位分別是秒(s)、亨利(H)、法拉(F)、赫茲(Hz)。 三、電磁場(chǎng)和電磁波 1.電磁場(chǎng)和電磁波的產(chǎn)生 (1)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的要點(diǎn) a.變化的磁場(chǎng)(電場(chǎng))能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生電場(chǎng)(磁場(chǎng)); b.均勻變化的磁場(chǎng)(電場(chǎng))能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)(磁場(chǎng)); c.振蕩磁場(chǎng)(電場(chǎng))能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)(磁場(chǎng))。 (2)電磁場(chǎng)和電磁波:變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)相互聯(lián)系在一起,形成一,個(gè)不可分割的統(tǒng)一體,即電磁場(chǎng)。電磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)地向周?chē)鷤鞑ゾ托纬闪穗姶挪ā?2.電磁波的發(fā)射 有效發(fā)射電磁波的條件:(1)高頻;(2)開(kāi)放電路。 3.電磁波的傳播 電磁波以橫波形式傳播,其傳播不需要介質(zhì),傳播

17、方式有天波、地波和空間波。傳播速度和頻率、波長(zhǎng)的關(guān)系為v=f。 4.電磁波的接收 天線接收到所有的電磁波,經(jīng)調(diào)諧選擇出所需要的電磁波,再經(jīng)檢波提取出攜帶的信號(hào),放大后再還原成聲音或圖像。,5.電磁波的應(yīng)用 電視和雷達(dá)等。 6.電磁波譜 (1)概念:無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、倫琴射線(X射線)、射線等合起來(lái),構(gòu)成了范圍廣闊的電磁波譜。 (2)電磁波譜的特性與應(yīng)用,A.天黑時(shí),Y處于高電勢(shì) B.天黑時(shí),Y處于低電勢(shì) C.當(dāng)R1調(diào)大時(shí),天更暗時(shí),燈(發(fā)光二極管)點(diǎn)亮 D.當(dāng)R1調(diào)大時(shí),天較亮?xí)r,燈(發(fā)光二極管)就能點(diǎn)亮,解析天黑時(shí),RG阻值增大到一定值,斯密特觸發(fā)器輸入端A的電壓上升到某個(gè)值

18、,輸出端Y突然由高電勢(shì)跳到低電勢(shì);R1調(diào)大時(shí),A端電壓降低,只有天更暗時(shí),RG電阻更大時(shí),路燈才點(diǎn)亮,故B、C正確。,答案BC,考向二電磁振蕩 LC電路中振蕩過(guò)程及i-t圖、q-t圖,考向三電磁場(chǎng)和電磁波 1.感應(yīng)電場(chǎng)與靜電場(chǎng) 變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的電場(chǎng),稱(chēng)為感應(yīng)電場(chǎng),也叫渦旋場(chǎng),跟前面學(xué)過(guò)的靜電場(chǎng)一樣,處于電場(chǎng)中的電荷受力的作用,且F=qE。,但它們也有顯著的區(qū)別,最明顯的莫過(guò)于以下幾點(diǎn): (1)靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線是非閉合曲線,而感應(yīng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合曲線; (2)靜電場(chǎng)中有電勢(shì)的概念,而感應(yīng)電場(chǎng)中無(wú)電勢(shì)的概念; (3)在同一靜電場(chǎng)中,電荷運(yùn)動(dòng)一周(曲線閉合),電場(chǎng)力做功一定為零,而在感應(yīng)電場(chǎng)中,電荷

19、沿閉合線路運(yùn)動(dòng)一周,電場(chǎng)力做功不一定為零; (4)靜電場(chǎng)的“源”起于“電荷”,而感應(yīng)電場(chǎng)的“源”起于變化的磁場(chǎng)。 2.麥克斯韋電磁場(chǎng)理論產(chǎn)生過(guò)程的分析變化的磁場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生電場(chǎng)。 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ):法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象。如圖甲所示帶有小燈泡的導(dǎo)體環(huán),放在通有交流電的線圈附近,小燈泡會(huì)發(fā)光。這是由于穿過(guò)導(dǎo)體環(huán)的變化,磁場(chǎng),在環(huán)中產(chǎn)生了電場(chǎng)從而驅(qū)使電荷運(yùn)動(dòng),形成電流。 變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)(磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)) 麥克斯韋的推廣:沒(méi)有導(dǎo)體環(huán),變化的磁場(chǎng)在其周?chē)臻g同樣會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)(圖乙)。導(dǎo)體環(huán)的作用僅是用來(lái)顯示電場(chǎng)的存在而已。,例8(2014安徽理綜,20,6分)英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為,磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)感生

20、電場(chǎng)。如圖所示,一個(gè)半徑為r的絕緣細(xì)圓環(huán)水平放置,環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,環(huán)上套一帶電荷量為+q的小球。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增加,其變化率為k,若小球在環(huán)上運(yùn)動(dòng)一周,則感生電場(chǎng)對(duì)小球的作用力所做功的大小是() A.0B.r2qkC.2r2qkD.r2qk,解析變化的磁場(chǎng)使回路中產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)E==S=kr2,則感 生電場(chǎng)對(duì)小球的作用力所做的功W=qU=qE=qkr2,選項(xiàng)D正確。,答案D,3.電磁波與機(jī)械波的比較,例92016課標(biāo),34(1),5分(多選)關(guān)于電磁波,下列說(shuō)法正確的是。 A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無(wú)關(guān) B.周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā),形成電

21、磁波 C.電磁波在真空中自由傳播時(shí),其傳播方向與電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直 D.利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信,但電磁波不能通過(guò)電纜、光纜傳輸 E.電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,若波源的電磁振蕩停止,空間的電磁波隨即消失,解析電磁波在真空中的傳播速度為3108 m/s,與頻率無(wú)關(guān),選項(xiàng)A正確;由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知,選項(xiàng)B正確;變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互激發(fā),且相互垂直,形成的電磁波的傳播方向與電場(chǎng)和磁場(chǎng)均垂直,選項(xiàng)C正確;電磁波可以通過(guò)電纜、光纜傳輸,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;電磁振蕩停止后,電磁波可以在空間繼續(xù)傳播,直到能量消耗完為止,選項(xiàng)E錯(cuò)誤。,答案ABC,方法技巧,方法1交變電流的產(chǎn)生和電路的綜合分析

22、方法 部分電路和閉合電路的有關(guān)公式仍適用于正弦交流電路,應(yīng)用時(shí)仍要分清電源(如發(fā)電機(jī))和外電路、電動(dòng)勢(shì)和路端電壓等,而對(duì)交流電路特別要注意正確選用交變電流的“四值”。一般常從圖像或瞬時(shí)值表達(dá)式入手,得出交流電的最大值、有效值,然后再按照電路知識(shí)解決相關(guān)問(wèn)題。 例1一個(gè)電阻為r、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線圈abcd共N匝,線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸OO以如圖所示的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),外電路電阻為R。 (1)在圖中標(biāo)出此刻線圈中感應(yīng)電流的方向。,(2)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為多大? (3)線圈平面與磁感線夾角為60時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大? (4)設(shè)發(fā)電機(jī)由柴油機(jī)帶動(dòng),其他能量損失不

23、計(jì),線圈轉(zhuǎn)一周,柴油機(jī)做多少功? (5)從圖示位置開(kāi)始,線圈轉(zhuǎn)過(guò)60的過(guò)程中通過(guò)R的電荷量是多少?,解析(1)由楞次定律或右手定則可知電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?圖略)。 (2)Em=NBS=NBL2。 (3)線圈平面與B成60時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=Emcos 60=NBL2。 (4)電動(dòng)勢(shì)的有效值E=;電流的有效值I=;柴油機(jī)做的功等于產(chǎn) 生的電能,線圈轉(zhuǎn)一周,柴油機(jī)做的功W=EIT=T== 。 (5)I平均==,所以電荷量q=I平均t==。,答案見(jiàn)解析,方法2理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析方法,理想變壓器的幾個(gè)因果關(guān)系 當(dāng)理想變壓器的匝數(shù)比不變時(shí),如圖所示,各量相互關(guān)系如下: (1)輸入電壓U1決定輸出電

24、壓U2。這是因?yàn)檩敵鲭妷篣2=U1,當(dāng)U1不變 時(shí),不論負(fù)載電阻R變化與否,U2都不會(huì)改變。 (2)輸出電流I2決定輸入電流I1,在輸入電壓U1一定的情況下,輸出電壓U2也被確定。當(dāng)負(fù)載電阻R增大時(shí),I2減小,則I1相應(yīng)減小;當(dāng)負(fù)載電阻R減小,時(shí),I2增大,則I1相應(yīng)增大。因此在使用變壓器時(shí),不能使變壓器副線圈短路。 (3)輸出功率P2決定輸入功率P1,理想變壓器的輸入功率與輸出功率相等,即P1=P2。在輸入電壓U1一定的情況下,當(dāng)負(fù)載電阻R增大時(shí),I2減小,則變壓器輸出功率P2=I2U2減小,輸入功率P1也將相應(yīng)減小;當(dāng)負(fù)載電阻R減小時(shí),I2增大,變壓器的輸出功率P2=I2U2增大,則輸入功

25、率P1也將增大。 利用上述因果關(guān)系,可解決變壓器動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題。,注意變壓器只能改變交流電壓,若原線圈加直流電壓,則副線圈輸出電壓為零,并且由于線圈對(duì)直流電無(wú)感抗,而使電流很大(相當(dāng)于短路),易損壞直流電源。 對(duì)“日”字形鐵芯的變壓器 ,因?yàn)榇┻^(guò)原、副線圈的磁通量 的變化率不等。,解題導(dǎo)引,解析變壓器輸出電壓由輸入電壓和匝數(shù)比決定,S斷開(kāi)后輸入電壓和匝數(shù)比不變,所以電壓表的示數(shù)不變;但負(fù)載電阻變大,則輸出電流變小,電流表A2的示數(shù)變小,輸入電流變小,則電流表A1的示數(shù)變小;因R上電壓變小,則L1上電壓變大,亮度變亮。故只有C對(duì)。,答案C,方法3遠(yuǎn)距離輸電的分析方法 1.熟悉“交流發(fā)電機(jī)升壓變壓器

26、輸電線降壓變壓器用戶”這一過(guò)程,并畫(huà)出這一過(guò)程的示意圖,把需要的物理量都標(biāo)在圖中的相應(yīng)位置上。 2.利用逆算法解決電能的輸送問(wèn)題往往比較方便,方法是先從負(fù)載的功率算起,一直倒推到升壓變壓器的輸入端。,例3有一臺(tái)發(fā)電機(jī)通過(guò)升壓和降壓變壓器給用戶供電,已知發(fā)電機(jī)的輸出功率是20 kW,電壓為400 V,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1n2=15,兩變壓器之間輸電導(dǎo)線的總電阻R=1.0 ,降壓變壓器輸出電壓U4=220 V,求: (1)升壓變壓器的輸出電壓; (2)輸送電能的效率; (3)降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比n3n4; (4)如果不用變壓器,輸電導(dǎo)線的熱損耗是用變壓器時(shí)的幾倍。,A=10 A 輸電線損失的功率為:P損=R=1021 W=100 W 根據(jù)能量守恒得:P4=P3=P2-P損=19 900 W 輸電線路輸送電能的效率=100%=99.5% (3)輸電線上的電壓損失為:U=I2R=101 V=10 V 則降壓變壓器的輸入電壓為:U3=U2-U=1 990 V 降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為=== (4)如果不用變壓器,輸電導(dǎo)線的熱損耗:P損=()2R=()21 W=2 50 0 W,==25,答案(1)2 000 V(2)99.5%(3)19922(4)25,