高一物理交流电路分析.pptx

金太阳新课标资源网,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/2/13,#,2025/8/27 周三,专题十一 交流电路的分析与计算,2025/8/27 周三,2025/8/27 周三,一、交流电最大值、有效值和平均值的应用,1.,在考虑电容器的耐压值时，应根据交流电的最大值分析,.,2.,求电功、电功率、焦耳热以及保险丝的熔断电流等物,理量时，要用有效值计算,.,3.,求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均,值，取,2025/8/27 周三,(1),求电磁感应现象中感应电量大小时要用电流的平均值，不能用有效值,.,(2),有效值是对能量的平均结果，平均值是对时间的平均结果,.,2025/8/27 周三,二、理想变压器的基本关系及各量的决定关系,1.,理想变压器基本关系,(1),电压比：,2.,原、副线圈中各量的因果关系,(1),电压关系：,U,1,决定,U,2,，,(2),电流关系：,I,2,决定,I,1,，,(3),功率关系：,P,2,决定,P,1,.,上述决定关系是由变压器的原理及能量守恒确定的,.,2025/8/27 周三,(1),变压器只对交流电或大小不断变化的直流电起作用，对恒定电流不起作用,.,(2),当有多个副线圈时，电压关系仍满足,U,1,U,2,U,n,n,1,n,2,n,n,，但电流关系,I,1,I,2,n,2,n,1,或,I,1,I,n,n,n,n,1,.,2025/8/27 周三,例,1,、理想变压器的原线圈与,电流表串联，副线圈接入电路,的匝数可以通过触头,Q,调节，,在副线圈输出端连接了定值电,阻,R,0,和滑动变阻器,R,，在原线,圈上加一电压为,U,的交流电，,如图,7,11,所示，则,(,),2025/8/27 周三,A.Q,位置不变，将,P,向上滑动，,U,变大,B.Q,位置不变，将,P,向上滑动，电流表的读数变大,C.P,位置不变，将,Q,向上滑动，电流表的读数变大,D.P,位置不变，将,Q,向上滑动，变压器的输入功率不变,2025/8/27 周三,思路点拨,触头,Q,上下移动将改变变压器副线圈的匝数，而,P,上下移动将改变变压器的负载电阻值,.,安培表的示数随副线圈中的电流变化而变化,.,2025/8/27 周三,解析,当,Q,的位置不变，将,P,向上滑动时，,U,由原电压,U,和匝数比决定，故其不变，,A,错；副线圈上的电流变小，原线圈上的电流也会变小，,B,错；当,P,的位置不变，将,Q,向上滑动时，副线圈两端的电压变大，流过的电流也变大，则原线圈的电流也变大，,C,正确；输入功率随输出功率变大而变大，,D,错，答案为,C.,答案,C,2025/8/27 周三,(1),关于理想变压器的动态分析问题大致有两种情况：,负载电阻不变，原、副线圈的电压,U,1,、,U,2,，电流,I,1,、,I,2,，功率,P,1,、,P,2,随匝数比变化而变化的情况；,匝数比不变，上述各量随负载电阻的变化而变化的情况,.,(2),解决此类问题需注意以下两点：,抓住变量与不变量；,搞清各物理量之间的相互制约的关系,.,2025/8/27 周三,例,2,、如图,7,12,所示，理想变压器的原线圈接,交流高压电，降压后通过一段电阻不可忽略的线路接用电,器,.,开关,S,原来闭合，且,R,1,R,2,，现将,S,断开，若输入电,压不变，那么接在,R,1,两端的理想交流电压表的示数,U,、理,想交流电流表的示数,I,和用电器,R,1,上的功率,P,1,的变化情况,将分别是,(,),2025/8/27 周三,A,.,U,增大，,I,增大，,P,1,增大,B,.,U,增大，,I,减小，,P,1,增大,C,.,U,减小，,I,减小，,P,1,减小,D,.,U,减小，,I,增大，,P,1,减小,2025/8/27 周三,解析：,因变压器的输入电压,U,1,不变，故变压器的输出电压,U,2,也不变，当,S,断开后，负载电阻变大，副线圈电流,I,2,变小，导线上电压降变小，因此电压表示数,U,变大，,R,1,上的功率,P,1,也变大，由,I,1,U,1,I,2,U,2,，,I,2,变小，可知,I,1,也变小，即电流表示数,I,变小，故只有,B,正确,.,答案：,B,2025/8/27 周三,例,3,、如,7,13,甲所示，一个矩形线圈,abcd,放置在磁感应强度为,B,的有界匀强磁场中，磁场只分布在,bc,的左侧，线圈以,bc,为轴旋转，转动的角速度为,，图中,ad,边正垂直于纸面向外转动，外部电路中有一个负载电阻，阻值为,R,，电路中的电流表是理想电流表，电路中其他电阻不计，已知,ab,L,1,，,bc,L,2,，求：,2025/8/27 周三,2025/8/27 周三,(1),以,abcda,为电流的正方向，从图示位置开始计时，在图乙中画出线圈中产生的电流随时间变化的图象；,(2),从图示位置,(,此时线圈平面与磁感线垂直,),起转过 圈的时间内，负载电阻,R,上产生的热量；,(3),从图示位置起转过 圈的时间内，通过负载电阻,R,上的电荷量；,(4),线圈在连续匀速转动过程中电流表的示数,.,2025/8/27 周三,思路点拨,解答本题时应注意以下几点：,(1),线圈在匀强磁场中以,bc,为轴匀速旋转，产生正弦,交流电,.,(2),线圈,ad,边在磁场外的半个周期内，线圈中无电流,.,2025/8/27 周三,解析,(1),线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生交变电流，电流的方向根据楞次定律判断出来,.,线圈中产生的电流随时间变化的图象如图,7,14,所示,.,2025/8/27 周三,2025/8/27 周三,2025/8/27 周三,(1),本题中线圈产生的电流不是完整的正弦交流电，因此，电流的有效值和最大值之间不满足,I,.,(2),第,1,个和第,4,个 内，线圈中电流的有效,值与最大值间的关系 在对应的 内成立,.,(3),计算感应电量时，只能应用电流的平均值,.,2025/8/27 周三,例,4.,电阻,R,1,、,R,2,与交流电源按照图,7,15,a,方式连接，,R,1,10,，,R,2,20.,合上开关,S,后，通过电阻,R,2,的正弦交,变电流,i,随时间,t,变化的情况如图,b,所示,.,则,(,),2025/8/27 周三,2025/8/27 周三,2025/8/27 周三,例,5,、如图,7,16,甲所示，理想变压器原、副线圈的匝,数比为,101,，,R,1,20,，,R,2,30,，,C,为电容器。已,知通过,R,1,的正弦交流电如图,7,16,乙所示，则,(,),2025/8/27 周三,A,.,交流电的频率为,0.02,Hz,B,.,原线圈输入电压的最大值为,200,C,.,电阻,R,2,的电功率约为,6.67,W,D,.,通过,R,3,的电流始终为零,2025/8/27 周三,2025/8/27 周三,例,6,、某小型水电站的电能输送示意图如,图,7,20,所示,.,发电机的输出电压为,200,V,，输电线总,电阻为,r,，升压变压器原、副线圈匝数分别为,n,1,、,n,2,，降压变压器原、副线圈匝数分别为,n,3,、,n,4,(,变压,器均为理想变压器,).,要使额定电压为,220,V,的用电器,正常工作，则,(,),2025/8/27 周三,C,.,升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压,D,.,升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率,2025/8/27 周三,解析：,根据变压器工作原理可知 ，由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有,U,2,U,3,，所以 ，,A,正确，,B,、,C,不正确,.,升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率与输电线损失功率之和，,D,正确,.,答案：,AD,2025/8/27 周三,例,7,、如图,7,24,甲所示为小型旋转电枢式,交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂,直于磁场方向的固定轴,OO,匀速转动，线圈的匝数,n,100,，电阻,r,10,，线圈的两端经集流环与电阻,R,连接，电阻,R,90,，与,R,并联的交流电压表为理想,电表,.,在,t,0,时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每,匝线圈的磁通量,随时间,t,按图,7,24,乙所示正弦规律,变化,.,求：,2025/8/27 周三,(1),交流发电机产生的电动势的最大值；,(2),电路中交流电压表的示数,.,2025/8/27 周三,