原创交变电流专题复习PPT学习教案

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1、会计学1原创交变电流专题复习原创交变电流专题复习第1页/共36页两个特殊位置：两个特殊位置：第一特殊位置：第一特殊位置：S SB中性面特点：中性面特点：2 2、导体边不切割磁感线、导体边不切割磁感线1 1、磁通量最大、磁通量最大= =maxmax所以，所以，E E感感=0=0，i i感感=0=0即：此时线圈中无电流！即：此时线圈中无电流！中性面中性面一、交流电的产生及变化规律一、交流电的产生及变化规律第2页/共36页特点：特点：2 2、导体边垂直切割磁感线、导体边垂直切割磁感线1 1、磁通量为最小，、磁通量为最小，=0=0第二特殊位置：第二特殊位置：SB线圈中有感应电流线圈中有感应电流一、交流

2、电的产生及变化规律一、交流电的产生及变化规律第3页/共36页一、交流电的产生及变化规律一、交流电的产生及变化规律第4页/共36页过程分析过程分析第5页/共36页线圈转到什么位置，电流最小（没有电流）？线圈转到什么位置，电流最小（没有电流）？线圈转到什么位置，电流最大？线圈转到什么位置，电流最大？线圈转动一周，多少次经过中性面线圈转动一周，多少次经过中性面? ? 电流方向改变电流方向改变多少次多少次? ?第6页/共36页 1.中性面中性面：垂直磁场方向的平面垂直磁场方向的平面（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大磁通量最大=BS，但，但/t =0最小最小，（，

3、（ ab和和cd边都不切割边都不切割磁感线），线圈中的感应磁感线），线圈中的感应电动势为零电动势为零（2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动转动一周一周，两次两次经过中性面，电流方向改变经过中性面，电流方向改变两次两次2.线圈平行与磁感线时，线圈平行与磁感线时，=0, /t最大最大，感应电动势最大感应电动势最大。一、交流电的产生及变化规律一、交流电的产生及变化规律第7页/共36页思考：思考：在线圈旋转至任何一个非特殊位置时的感应电动势在线圈旋转至任何一个非特殊位置时的感应电动势如何计算？如何计算？（tV垂直垂直sinenBstsinmetE以线圈

4、从中性面转动为以线圈从中性面转动为t=0时刻开始计时，经过时刻开始计时，经过t时时间间V第8页/共36页1、正弦交变电流的图象正弦交变电流的图象eoEmT/4T/42T/42T/43T/43T/4T T/2/23 3/2/22 2tt t一、交流电的产生及变化规律一、交流电的产生及变化规律第9页/共36页2 2、交变电流的变化规律、交变电流的变化规律(1)(1)感应电动势感应电动势: :(2)(2)感应电流感应电流: :(3)(3)外电路电阻两端的电压外电路电阻两端的电压: :e=nBssint=e=nBssint=Emsint(从中性面开始计时从中性面开始计时)i=(nBs/R)sint=i

5、=(nBs/R)sint=Imsint(从中性面开始计时从中性面开始计时)u=u=Umsint(从中性面开始计时从中性面开始计时)e=nBscost=e=nBscost=Emcost(从从BS开始计时开始计时)i=(nBs/R)cost=i=(nBs/R)cost=Imcost(从从从从BS开始计时开始计时)u=u=Umcost(从从从从BS开始计时开始计时)第10页/共36页1在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是 ，属于正弦交变电流的是 。tiABCDA B DA一、交流电的产生及变化规律一、交流电的产生及变化规律课堂检测课堂检测第11页/共36页2 一矩形线圈绕垂直于匀

6、强磁场并位于线圈平面内一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时间的变化的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时间的变化规律如图所示，下面说法中正确的是规律如图所示，下面说法中正确的是( )( )：T T1 1时刻通过线圈的磁通量为零；时刻通过线圈的磁通量为零；T T2 2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；T T3 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；每当每当e e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大。都为最大。 D第12页/共36页1、瞬

7、时值：（从中性面计时）、瞬时值：（从中性面计时）tEemsin二、交变电流的四值及其应用二、交变电流的四值及其应用应用：计算线圈某时刻的受力情况应用：计算线圈某时刻的受力情况tIimsintUumsin第13页/共36页rRIrRRUnBSmmmmm应用：电容器和晶体管的耐压值应用：电容器和晶体管的耐压值以下几种情况若以下几种情况若B B、N N、S S、相同，则相同，则E Em m相同：相同：a ab bc cd d第14页/共36页例题例题、某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系、某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的转速加，如图所示，如果其它条

8、件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为（倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为（ ）A400V，0.02s C400V, 0.08s B第15页/共36页3 3、有效值、有效值我的电我的电流是恒流是恒定的定的3A3A我我 1 01 0 分分钟 把 水钟 把 水烧开烧开我我 1 01 0 分分钟 也 把钟 也 把水 烧 开水 烧 开！我的电流我的电流是变化的是变化的我的电流我的电流有效值是有效值是3A第16页/共36页（1）、）、正弦（或余弦）正弦（或余弦）交流电交流电的有效值与的有效值与最大值的关系是：最大值的关系是：3 3、有效值、有效值（2）、一般交流电有效值的求法

9、）、一般交流电有效值的求法-2221212RtIRtIRTIQ分段求和分段求和mmIII707. 02mmUUU707. 02第17页/共36页A、计算电路中的、计算电路中的电功、电热、电功率电功、电热、电功率用有效值用有效值B、交流用电器的、交流用电器的额定电压额定电压和和额定电流额定电流及保险丝的熔断电流及保险丝的熔断电流指的是有效值；指的是有效值； C、交流电流表和交流电压表交流电流表和交流电压表的读数是的读数是 有效值有效值D、对于交流电若、对于交流电若没有特殊说明没有特殊说明的均指的均指 有效值有效值应用应用3 3、有效值、有效值第18页/共36页例题例题1 1、一个电阻接在、一个电

10、阻接在10V10V的直流电源上，它的发热的直流电源上，它的发热功率是功率是P P，当接到电压为，当接到电压为u=10sintVu=10sintV的交流电源上的交流电源上，它的发热功率（，它的发热功率（ ） A A0.25P B0.25P B0.5P C0.5P CP DP D2P2P例题例题2 2、如图表示一交流的电流随时间变化的图像，、如图表示一交流的电流随时间变化的图像，此交变电流的有效值是多大？此交变电流的有效值是多大？423 25A第19页/共36页例例1 1：某交流电压随时间的变某交流电压随时间的变化规律如图所示，则此交流化规律如图所示，则此交流电的频率是电的频率是_Hz_Hz，交流

11、电，交流电压的有效值等于压的有效值等于_V_Vu/vt/s100-5000.20.40.6例例2 2：图为一交流随时间变化图为一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值的图像，求此交流的有效值 i/At/s2-401234例例3：电路两端的交流电压电路两端的交流电压u=Umsin314t (V)，在，在t=0.005s时时的电压为的电压为10V，则此时接在电路两端的电压表读数是，则此时接在电路两端的电压表读数是_V例例4：一交流电压一交流电压u=15sin100t (V)，将该交流电压加在一，将该交流电压加在一电阻上时，产生的电功率为电阻上时，产生的电功率为25W，求该电阻，求该电阻R的阻值。的

12、阻值。第20页/共36页如图如图1所示，为电热毯的电路图，电热丝接在所示，为电热毯的电路图，电热丝接在u=311sin100t V的电源上，电热毯被加热到一定温度的电源上，电热毯被加热到一定温度后，通过装置后，通过装置P 使输入电压变为图使输入电压变为图2所示波形，从而进所示波形，从而进入保温状态，若电热丝电阻保持不变，此时交流电压入保温状态，若电热丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是表的读数是 ( ) A、110V B、156V C、220V D、311VuVts31100.010.030.020.04PVu电热毯电热毯图图1图图2B第21页/共36页4 4、平均值、平均值ENt 应用应用

13、:计算通过某导体截面的计算通过某导体截面的电量电量总总总RNtRtNtREt Iq第22页/共36页例题例题1 1、如图所示，矩形线圈的匝数为、如图所示，矩形线圈的匝数为n n，线圈面积为，线圈面积为S S，线圈内阻为，线圈内阻为r r，在磁感应强度为，在磁感应强度为B B的匀强磁场中绕的匀强磁场中绕OOOO轴以角速度轴以角速度匀速转动，外电路电阻为匀速转动，外电路电阻为R R。在线。在线圈由图示位置转过圈由图示位置转过9090的过程中，求：的过程中，求：(1)(1)通过电阻通过电阻R R的电量的电量q q；n B SqRr(2)(2)电阻电阻R R上产生的焦耳热上产生的焦耳热Q Q22()(

14、)R nB SQRr第23页/共36页例例2 2. .如图所示，线圈的面积是如图所示，线圈的面积是0.050.05，共有，共有100100匝；线圈电阻匝；线圈电阻为为11，外接电阻，外接电阻R R99，匀强磁场的磁感应强度为，匀强磁场的磁感应强度为B B1 1TT，当线圈以，当线圈以300r/min300r/min的转速匀速旋转时，求：的转速匀速旋转时，求：(1)(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时表达式；电动势的瞬时表达式；sin2sin(2)meEtNBSnnt13003001000.052sin(2)6060t50sin(

15、10) t V(2)(2)线圈转过线圈转过1 130s30s时电动势的瞬时值多大；时电动势的瞬时值多大；当当t t1 130s30s时，电动势的瞬时值时，电动势的瞬时值150sin(10)43.330eV第24页/共36页(3)(3)电路中电压表和电流表示数各是多少。电路中电压表和电流表示数各是多少。电动势的有效值为电动势的有效值为电流表的示数电流表的示数电压表的示数电压表的示数5035.422mEEV35.43.5491EIARr3.94 931.86UIRV(4)(4)线圈每转过一周，外力所做的功。线圈每转过一周，外力所做的功。第25页/共36页小结：思维导图小结：思维导图第26页/共36

16、页 原、副线圈中通过的磁通量始终相原、副线圈中通过的磁通量始终相同同(无漏磁无漏磁),因此产生的感应电动势分因此产生的感应电动势分别是：别是：若不考虑原副线圈的内阻有若不考虑原副线圈的内阻有: U1=E1 U2=E2 2121nnUU tnE11 tnE22 I1U2U1n1n2I2R2121nnEE U1U2 n1n2第27页/共36页 1、理想变压器原、副线圈的匝数比、理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=4:1,当导体棒在匀强磁场中向左做匀当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时速直线运动切割磁感线时,图中电流表图中电流表A1的的示数示数12mA,则电流表则电流表A2的示数为

17、的示数为( )A3mA B0 C48mA D与负载与负载R的值有关的值有关第28页/共36页如图所示，一理想变压器给负载供电，已知变压器的如图所示，一理想变压器给负载供电，已知变压器的输入电压不变，如果负载电阻的滑动触头向上移动，输入电压不变，如果负载电阻的滑动触头向上移动，则图中各交流电表的读数及输入功率则图中各交流电表的读数及输入功率P P 变化情况正确变化情况正确的是的是 A、V1、V2不变，不变，A1增大，增大，A2减小，减小，P 增大增大 B、V1、V2不变，不变，A1、A2增大，增大，P 增大增大 C、V1、V2不变，不变，A1、A2减小，减小，P 减小减小 D、V1不变，不变，

18、V2 增大，增大，A1减小，减小，A2增大，增大，P 减小减小A1A2RV1V2u第29页/共36页如图所示，理想变压器的原线圈与灯泡如图所示，理想变压器的原线圈与灯泡A串联后，加上交变电压串联后，加上交变电压U，副线圈两端电，副线圈两端电压为压为U2，接有，接有B和和C两个灯泡，若两个灯泡，若A、B、C是三个相同的灯泡，且均正常发光，则是三个相同的灯泡，且均正常发光，则U U2=_。UBAC3 1第30页/共36页 1. 主要问题：主要问题： （电流的热效应导致电能转化为热能损失掉（电流的热效应导致电能转化为热能损失掉）PI R损线2思考：能用思考：能用U2/R来来计算线损吗？计算线损吗？

19、2. 解决方法：解决方法： P损损=I线线2R线线= ， 2( )PUR线2( )PUR线 增大输电电压增大输电电压U，即采用高压输电即采用高压输电是有效方法。是有效方法。3.重要关系式：重要关系式：2121nnUU2UPI 线损IRU损UUU234343nnUU线损RIP2损用PPP14223UUUURIF用线 RI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4三、远距离输电第31页/共36页 如图所示某交流发电机输出功率为如图所示某交流发电机输出功率为5 510105 5WW，输出电压为输出电压为U U1 1=1.0=1.010103 3V,V,假如输电线总电阻假如输电线总电阻为为R=10R

20、=10，在输电线上损失的电功率等于输电，在输电线上损失的电功率等于输电功率的功率的5%5%，用户使用的电压为，用户使用的电压为U U用用=380V=380V，求，求：所用升压变压器和降压变压器的原副线圈的：所用升压变压器和降压变压器的原副线圈的匝数比是多少？匝数比是多少？典例导悟典例导悟第32页/共36页析与解析与解VIPU1000022%5R22PIP损VRIU5002损V950023损UUU1012121UUnnARPI50%521254343UUnn第33页/共36页1. （2008年高考山东理综卷）图年高考山东理综卷）图1、图、图2分别表示两种电压的波形分别表示两种电压的波形，其中图，

21、其中图1所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是A.图图1表示交流电，图表示交流电，图2表示直流电表示直流电B.两种电压的有效值相等两种电压的有效值相等C.图图1所示电压的瞬时值表达式为所示电压的瞬时值表达式为u=311sin100 VD.图图1所示电压经匝数比为所示电压经匝数比为10:1的变压器变压后，频率变为原来的的变压器变压后，频率变为原来的C课堂达标评价：第34页/共36页43124312.nnnnBnnnnAC升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压压D升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率率AD第35页/共36页