交变电流第一课时：交变电流的产生 描述交变电流的物理量一、知识要点：1．交变电流的产生：t e m ωεsin =，t I i m ωsin =【从中性面开始】①中性面、线圈通过中性面时：②转动一周线圈两次通过中性面，故一周里线圈中电流方向改变两次．2．交变电流的最大值与有效值，周期与频率： ①正弦交流电的最大值：ωNBS E m = 与有效值的关系是：m E U 21=，m I I 21=对于非正弦电流以上关系不成立。

②通常所说交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指有效值.用电器上所标电压、电流值也是指有效值。

在计算交流电通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时，只能用有效值。

3．电阻、电感和电容对交变电流的作用，感抗和容抗。

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”。

二、例题分析：1．一个矩形线框的面积为S ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n 转/秒，则：【 】 A ．线框交变电动势的最大值为n πBS B ．线框交变电动势的有效值为2n πBS C ．从开始转动经过1/4周期，线框中的平均感应电动势为2nBS D ．感应电动势瞬时值为e = 2n πBS sin2n πt2．关于交流电的有效值和最大值，下列说法正确的是：【 】A ．任何形式的交变电流的有效值和最大值都有关系U = U m /2B ．只有正弦式电流才有U = U m /2的关系C ．照明电压220V 、动力电压380V ，指的都是交变电流的有效值D ．交流电压表和电流表测量的都是交变电流的有效值3．电学元件的正确使用，对电路安全工作起着重要作用。

某电解电容器上标有“25V ，450μF ”字样，下列说法中正确的是：【 】A ．此电容器在交流、直流电路25V 的电压时都能正常工作B ．此电容器只有在不超过25V 的直流电压下才能正常工作C ．当工作电压是直流25V 时，电容才是450μFD ．若此电容器在交流电压下工作，交流电压的最大值不能超过25V4．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？5．在电工和电子技术中使用的扼流圈有两种：低频扼流圈和高频扼流圈。

它们的区别在于：A．低频扼流圈的自感系数较大【】B．高频扼流圈的自感系数较大C．低频扼流圈的能有效地阻碍低频交变电流，但不能阻碍高频交变电流D．高频扼流圈的能有效地阻碍高频交变电流，但不能阻碍低频交变电流6．通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。

求该交流电的有效值I。

7．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Q R为多少？⑶外力做的功W为多少？8．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=602V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？9．如图所示，匀强磁场的磁感强度B = 0.1T ，矩形线圈的匝数N = 100匝，边长ab= 0.2m ，bc= 0.5m ，转动角速度ω= 100πrad/s ，转轴在正中间。

试求：（1）从图示位置开始计时，该线圈电动势的瞬时表达式；（2）当转轴移动至ab边（其它条件不变），再求电动势的瞬时表达式；第二课时：变压器一、知识要点：1．理想变压器的构造、作用、原理及特征 构造：原理：其工作原理是利用了电磁感应现象．只能改变交变电压． 2．理想变压器规律： ①由电磁感应定律有：t n E ∆∆Φ=111，tn E ∆∆Φ=222 理想条件：忽略原、副线圈内阻，有U 1＝E 1 ，U 2＝E 2忽略铁心漏磁，穿过原、副线圈的磁通量都相等，又有ΔΦ1＝ΔΦ2 忽略变压器自身的能量损失，有：P 1＝P 2 P 1＝I 1U 1、P 2＝I 2U 2②电压变化规律为2121n n U U =二、例题分析：1．一台理想变压器变压比为20∶1，原线圈接入220V 电压时，将副线圈拆去18匝，输出电压为8V ，则变压器原圈匝数应为：【 】A ．495匝B ．1320匝C ．2640匝D ．990匝 2．如图所示，理想变压器给负载供电。

变压器输入电压不变。

如果负载电阻的滑动触片向上移动，则图中所有电表读数及输入功率变化情况正确的是：【 】A ．V 1、V 2不变，A 1增大，A 2减少，P 增大B ．V 1、V 2不变，A 1、A 2增大，P 增大C ．V 1、V 2不变，A 1、A 2减小，P 减小D ．V 1不变，V 2增大，A 1减小，A 2增大，P 减小 3．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：【 】4．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，U 1为加在原线圈两端的电压，I 1为原线圈中的电流强度，则【 】 A ．保持U 1及P 的位置不变，K 由a 合到b 时，I 1将增大B ．保持U 1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U 1不变，K 合在a 处，使P 上滑，I 1将增大D ．保持P 的位置不变，K 合在a 处，若U 1增大，I 1将增大零线 火线火线零线零线火线A B C D 11 2 2 ⑴当只有一个副线圈工作时，才有：12212211,n n I I I U I U == ⑵输入功率由输出功率决定，R n U n I U P /2112111⎪⎪⎭⎫⎝⎛==5．如图所示，理想变压器的输入端接正弦交流电，副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L 1和L 2；输电线的等效电阻为R ，开始时，电键K 断开。

当K 接通时，以下说法中正确的是：【 】 A ．副线圈的两端M 、N 的输出电压减小 B ．副线圈输电线等效电阻R 上的电压增大 C ．通过灯泡L 1的电流减小 D ．原线圈中的电流增大6．如图所示，在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在图示变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，已知线圈1、2的匝数比为N 1∶N 2=2∶1，在不接负载的情况下：【 】 A ．当线圈1输入电压220 V 时，线圈2输出电压为110 V B ．当线圈1输入电压220 V 时，线圈2输出电压为55 V C ．当线圈2输入电压110 V 时，线圈1输出电压为220 V D ．当线圈2输入电压110 V 时，线圈1输出电压为110 V 7．如图（a ）、（b ）所示，当图中a 、b 两端与e 、f 两端分别加上220 V 的交流电压时，测得c 、d 间与g 、h 间的电压均为110 V 。

若分别在c 、d 两端与g 、h 两端加上110 V 的交流电压，则a 、b 与e 、f 间的电压为：【 】A ．220 V ，220 VB ．220 V ，110 VC ．110 V ，110 VD ．220 V ，08．在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈匝数分别为n 1=600，n 2=120，电源电压U 1=220 V ，原线圈中串联一个0.2 A 的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则：【 】 A ．负载功率不能超过44 W B ．副线圈电流最大值不能超过1 A C ．副线圈电流有效值不能超过1 A D ．副线圈电流有效值不能超过0.2 A9．如图所示，理想变压器的输出端接有一电动机，电动机线圈的电阻为R ，电动机带动一质量为m 的重物以速度v 匀速上升。

若变压器的输出功率为P 0，则电流表的读数应等于多少？10．理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为n 1=1760匝、n 2=288匝、n 3=8000匝，电源电压为U 1=220V 。

n 2上连接的灯泡的实际功率为36W ，测得初级线圈的电流为I 1=0.3A ，求通过n 3的负载R 的电流I 3。

R220Vn 1第三课时：变压器及电能的输送一、知识要点：1．高压输电的意义： 2．远距离输电的原理图：（1）功率之间的关系是：P 1=P 1/，P 2=P 2/，P 1/=P 线＋P 2 （2）电压之间的关系是：2122221111,,U U U n n U U n n U U r +=''=''=' （3）电流之间的关系是：2122221111,,I I I n n I I n n I I r ==''=''=' 二、例题分析：1．用U 1=U 和U 2=KU 两种电压输送电能，若输送功率相同，在输电线上损失的功率也相同，导线长度和材料还相同，则在这两种情况下导线的横截面积之比S 1∶S 2为：【 】 A ．K ∶1 B ．1∶K C ．K 2∶1 D ．1∶K 22．输电线电阻率为ρ，横截面积为S ，总长度为L 输电线损耗的电功率为p ′，用户得到的电功率为P 用。

若输送的电功率为P ，输电电压为U ，则P ′、P 用的关系式正确的是：【 】A ．lS U P ρ2=' B ．S U l p P 22ρ=' C ．l S U P P ρ2-=用 D ．)1(2S U l P P P ρ-=用3．远距离输送一定功率的交流电，若输送电压升高为原来的n 倍，关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是：【 】A ．输电线上的电功率损失是原来的1/nB ．输电线上的电功率损失是原来的1/n 2C ．输电线上的电压损失是原来的1/nD ．输电线上的电压损失是原来的n 倍 4．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）画出输电线路的示意图并求输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比。

（2）用户得到的电功率是多少？三、巩固练习：1．发电厂发电机的输出电压为U 1，发电厂至学校的输电导线总电阻为R ，通过导线的电流为I ，学校得到的电压为U 2，则输电线上损耗的功率可表示为：【 】A ．R U 21B ．RU U 221)(- C ．R I 2 D ．)(21U U I -2．输电线的电阻为r ，输送的电功率为P ，输电电压为U ，则用户得到的功率为：【 】A ．PB ．r UP P ⋅-22 C ．r U P 2- D ．r U P ⋅223．一台交流发电机，输出功率为40kW，输出电压是400V，输电线的总电阻是0.5Ω，输电线上功率损失是______kW，用户得到的功率是______kW。