第五章交變電流學(xué)案

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1、選修3-2 第五章 電磁感應(yīng) 第五章 電磁感應(yīng) §5.1 交變電流 - 13 - 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 （一）知識(shí)與技能 1．使學(xué)生理解交變電流的產(chǎn)生原理，知道什么是中性面。 2．掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。 3．理解交變電流的瞬時(shí)值和最大值及中性面的準(zhǔn)確含義。 （二）過程與方法 1．掌握描述物理量的三種基本方法（文字法、公式法、圖象法）。 2．培養(yǎng)學(xué)生觀察能力，空間想象能力以及將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖形的能力。 3．培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過實(shí)驗(yàn)觀察，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，體會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物

2、理問題的重要性 【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】 交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析。 【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】 交變電流的變化規(guī)律及應(yīng)用。 【自主探究】 一、交變電流 （1）什么是交變電流？簡(jiǎn)稱什么？ （2）什么是直流？簡(jiǎn)稱什么？ （3）交變電流能變成直流嗎？ 二、交變電流的產(chǎn)生 （1）為什么矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線圈里能產(chǎn)生交變電流？ ①當(dāng)abcd線圈在磁場(chǎng)中繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，哪些邊切割磁感線? ②當(dāng)ab邊向右、cd邊向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中感應(yīng)電流的方向如何？ ③當(dāng)ab邊向左、cd邊向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中感應(yīng)電流的方向如何? （2）線圈轉(zhuǎn)

3、到什么位置時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大? （3）線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小? 三、交變電流的變化規(guī)律 1、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間變化的規(guī)律是什么？ 2、交流電路中負(fù)載兩端電壓和通過負(fù)載中電流隨時(shí)間變化規(guī)律是什么？ 3、峰值和瞬時(shí)值有哪些？ 【實(shí)例探究】 探究1： 一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化如圖所示。下面說法中正確的是（ ） A．t1時(shí)刻通過線圈的磁通量為零 B．t2時(shí)刻通過線圈的磁通量的絕對(duì)值最大 C．t3時(shí)刻通過線圈的磁通

4、量變化率的絕對(duì)值最大 D．每當(dāng)e轉(zhuǎn)換方向時(shí)，通過線圈的磁通量的絕對(duì)值都為最大 探究2： 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形線圈，從中性面開始繞垂直于磁感線的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)可以表示為e=Emsinωt。現(xiàn)在把線圈的轉(zhuǎn)速增為原來的2倍，試分析并寫出現(xiàn)在的交變電動(dòng)勢(shì)的峰值、交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式，畫出與其相對(duì)應(yīng)的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象。 總結(jié)：分析物理圖象的要點(diǎn)： 一看：看“軸”、看“線”、看“斜率”、看“點(diǎn)”、看“截距”、看“面積”、看“拐點(diǎn)”，并理解其物理意義。 二變：掌握“圖與圖”“圖與式”和“圖與物”之

5、間的變通關(guān)系。 三判：在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正確的分析和判斷。 探究3 如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T，匝數(shù)n=6的矩形線圈abcd繞中心軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω=200rad/s。已知ab=0.1m，bc=0.2m，線圈的總電阻R=40Ω，試求： （1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，感應(yīng)電流的最大值； （2）設(shè)時(shí)間t=0時(shí)線圈平面與磁感線垂直，寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式； （3）畫出感應(yīng)電流的瞬時(shí)值i隨ωt變化的圖象； （4）當(dāng)ωt=30°時(shí)，穿過線圈的磁通量和線圈中的電流的瞬時(shí)值各是多大？ （5）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值是多大？

6、 【作業(yè)設(shè)計(jì)】 1、P343、4、5 2、預(yù)習(xí)第二節(jié) 【學(xué)后反思】 §5.2 描述交流變化的物理量 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 （一）知識(shí)與技能 1．理解什么是交變電流的峰值和有效值，知道它們之間的關(guān)系。 2．理解交變電流的周期、頻率以及它們之間的關(guān)系。知道我國(guó)生產(chǎn)和生活用電的周期（頻率）的大小。 （二）過程與方法 能應(yīng)用數(shù)學(xué)工具描述和分析處理物理問題。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 讓學(xué)生了解多種電器銘牌，介紹現(xiàn)代科技的突飛猛進(jìn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情 【學(xué)習(xí)重點(diǎn)

7、】 交變電流有效值概念。 【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】 交變電流有效值概念及計(jì)算。 【自主探究】 一、周期和頻率 （1）什么叫交變電流的周期？ （2）什么叫交變電流的頻率？ （3）它們之間的關(guān)系是什么？ （4）我國(guó)使用的交變電流的周期和頻率各是多大？ 二、交變電流的峰值和有效值 1、什么是交變電流的峰值？表示什么意義？ 2、交變電流的峰值有哪些？ 3、什么叫做交變電流的有效值？ 4、怎么計(jì)算交變電流的有效值？ 5、正弦交變電流的最大值與有效值有什么關(guān)系？ 【實(shí)例探究】 探究1： 表示

8、交變電流隨時(shí)間變化圖象如圖所示，則交變電流有效值為（ ） A．A B．2A C．1.5A D．3A 探究2 交流發(fā)電機(jī)矩形線圈的邊長(zhǎng)分別是ab=cd=0.4m，bc=ad=0.2 m，共50匝，線圈電阻r=1Ω，線圈在B=0.2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直磁場(chǎng)方向的軸OO′以r/s轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外接電阻9Ω，如圖所示。求： （1）電壓表讀數(shù)； （2）電阻R上電功率。 【作業(yè)設(shè)計(jì)】

9、1、P36練習(xí)3、4、5 2、預(yù)習(xí)第三節(jié) 【學(xué)后反思】 §5.3 電感和電容對(duì)交變電流的影響 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 （一）知識(shí)與技能 1．理解為什么電感對(duì)交變電流有阻礙作用。 2．知道用感抗來表示電感對(duì)交變電流阻礙作用的大小，知道感抗與哪些因素有關(guān)。 3．知道交變電流能通過電容器.知道為什么電容器對(duì)交變電流有阻礙作用。 4．知道用容抗來表示電容對(duì)交變電流的阻礙作用的大小.知道容抗與哪些因素有關(guān)。 （二）過程與方法 1．培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的思維習(xí)慣。 2．培養(yǎng)學(xué)生用學(xué)過的知識(shí)去理解、分析新問題的習(xí)慣。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

10、 培養(yǎng)學(xué)生有志于把所學(xué)的物理知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中去的學(xué)習(xí)習(xí)慣。 【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】 1．電感、電容對(duì)交變電流的阻礙作用。 2．感抗、容抗的物理意義。 【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】 1．感抗的概念及影響感抗大小的因素。 2．容抗概念及影響容抗大小的因素。 【自主探究】 一、電感對(duì)交變電流的阻礙作用 1、P36圖5.3-1實(shí)驗(yàn)說明了什么？ 2、電感對(duì)交變電流阻礙作用的大小，用感抗來表示。感抗的大小與哪些因素有關(guān)？ 3、扼流圈利用什么原理？分哪兩類？ 4、低頻扼流圈的構(gòu)造和作用是什么？ ①構(gòu)造： ②作用： 5、高頻扼流圈的構(gòu)造和作用是什么？ ①

11、構(gòu)造： ②作用： 二、交變電流能夠通過電容器 1、1、P37圖5.3-4實(shí)驗(yàn)說明了什么？ 2、電容器的兩極板間是絕緣介質(zhì)，為什么交變電流能夠通過呢？ 三、電容器對(duì)交變電流的阻礙作用 1、將剛才實(shí)驗(yàn)電路中的電容器去掉，觀察燈泡的亮度，說明了什么道理？ 2、容抗來表示電容器對(duì)交變電流阻礙作用的大小。容抗跟哪些因素有關(guān)呢？ 【實(shí)例探究】 探究1： 如圖所示電路中，L為電感線圈，R為燈泡，電流表內(nèi)阻為零。電壓表內(nèi)阻無限大，交流電源的電壓u=220sin10πt V。若保持電壓的有效值不變，只將電源頻率改為25Hz，下列說法中正確的是（ ）

12、 A．電流表示數(shù)增大 B．電壓表示數(shù)減小 C．燈泡變暗 D．燈泡變亮探究2 探究2 如圖所示是電視機(jī)電源部分的濾波裝置，當(dāng)輸入端輸入含有直流成分、交流低頻成分的電流后，能在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電，試分析其工作原理及各電容和電感的作用。 【當(dāng)堂檢測(cè)】 1．關(guān)于低頻扼流圈，下列說法正確的是（ ） A．這種線圈的自感系數(shù)很小，對(duì)直流有很大的阻礙作用 B．這種線圈的自感系數(shù)很大，對(duì)低頻電流有很大的阻礙作用 C．這種線圈的自感系數(shù)很大，對(duì)高頻交流的阻礙作用比低頻交流的阻礙作用更大 D．這種線圈的自感系數(shù)很小，對(duì)高頻交流的阻礙作用很大而對(duì)低頻

13、交流的阻礙作用很小 2．在圖所示電路中，u是有效值為200 V的交流電源，C是電容器，R是電阻.關(guān)于交流電壓表的示數(shù)，下列說法正確的是（ ） A．等于220 V B．大于220 V C．小于220 V D．等于零 3．在圖所示的電路中，a、b兩端連接的交流電源既含高頻交流，又含低頻交流；L是一個(gè)25 mH的高頻扼流圈，C是一個(gè)100 pF的電容器，R是負(fù)載電阻，下列說法中正確的是（ ） A.L的作用是“通低頻，阻高頻” B.C的作用是“通交流，隔直流” C.C的作用是“通高頻，阻低頻” D.通過R的電流中，低頻電流所占的百分比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高頻交流所占的百分比

14、 4．如圖所示，交變電流電壓的瞬時(shí)表達(dá)式u=311sin157tV時(shí)，三個(gè)電流表的示數(shù)相同，若電源電壓改為u′=sin314t V時(shí)，則（ ） A．電流表 的示數(shù)減小 B．電流表的示數(shù)增大 C．電流表的示數(shù)不變 【作業(yè)設(shè)計(jì)】 1、P14問題與練習(xí)6 2、預(yù)習(xí)第四節(jié) 【學(xué)后反思】 §5.4 變壓器 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 （一）知識(shí)與技能 1．知道變壓器的構(gòu)造，了解變壓器的工作原理。 2．理解理想變壓器原、副線圈中電壓與匝數(shù)的關(guān)系，能應(yīng)用它分析解決有關(guān)問題。 （二）過程與方法 在探究變壓比和匝數(shù)比的關(guān)系中培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理理想化模型分析問題、解決

15、問題的能力。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1．使學(xué)生體會(huì)到能量守恒定律是普遍適用的。 2．培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。 【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】 探究變壓比和匝數(shù)比的關(guān)系。 【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】 探究變壓比和匝數(shù)比的關(guān)系。 【自主探究】 一、變壓器的原理 1、兩個(gè)線圈并沒有直接接觸，燈泡為什么亮了呢？這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么？ 2、變壓器就是由 和繞在鐵芯上的 構(gòu)成的。一個(gè)線圈跟電源連接，叫 。也叫 ，另一個(gè)線圈跟負(fù)載連接，叫 ，也叫 。兩個(gè)線圈都是絕緣導(dǎo)線繞制成的。鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片

16、疊合而成。 3、畫出變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)。 二、變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù) 1、變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)有何關(guān)系？ 2、什么叫做理想變壓器？理想變壓器 兩端的電壓與匝數(shù)有何關(guān)系？ 3、理想變壓器原線圈的輸入功率與副線圈的輸出功率有什么關(guān)系？ 4若理想變壓器只有一個(gè)副線圈，則原副線圈中的電流I1與I2有什么關(guān)系？ 5、如果副線圈的電壓高于原線圈的電壓，這樣的變壓器叫升壓變壓器；如果副線圈的電壓低于原線圈的電壓，這樣的變壓器叫降壓變壓器。升壓變壓器，n2＞n1，降壓變壓器，n2＜n1。升壓變壓器，I2

17、I2>I1。 在繞制升壓變壓器原副線圈時(shí)，副線圈導(dǎo)線應(yīng)比原線圈導(dǎo)線粗一些好，還是細(xì)一些好？降壓變壓器呢？ 6、閱讀科學(xué)漫步畫出電壓互感器和電流互感器。 【實(shí)例探究】 探究1： 一個(gè)正常工作的理想變壓器的原副線圈中，下列的哪個(gè)物理量不一定相等（ ） A．交流的頻率 B．電流的有效值 C．電功率 D．磁通量變化率 探究2 如圖所示為一理想變壓器，K為單刀雙擲開關(guān)，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流，則（ ） A．保持U1及P的位置不變，K由a合到b時(shí)，I1將增大 B．保持U1及P的位置不變，K由b合到a

18、時(shí)，R消耗功率減小 C．保持U1不變，K合在a處，使P上滑，I1將增大 D．保持P的位置不變，K合在a處，若U1增大，I1將增大 探究3 如圖所示，接于理想變壓器的四個(gè)燈泡規(guī)格相同，且全部正常發(fā)光，求三個(gè)線圈的匝數(shù)比n1∶n2∶n3 【當(dāng)堂檢測(cè)】 1．理想變壓器的原線圈的匝數(shù)為110匝，副線圈匝數(shù)為660匝，若原線圈接在6 V的電池上，則副線圈兩端電壓為（ ） A.36 V B.6 V C.1 V D.0 V 2．當(dāng)理想變壓器副線圈空載時(shí)，副線圈的（ ） A.負(fù)載電阻為0 B.輸出電流為0 C.兩端電壓為0 D.輸出功率為0

19、 3．理想變壓器原、副線圈的電流為I1、I2，電壓為U1、U2，功率為P1、P2，關(guān)于它們的關(guān)系，正確的是（ ） A.I2由I1決定 B.U2與負(fù)載有關(guān) C.P1由P2決定 D.U1由U2決定 4．一理想變壓器原線圈接交流、副線圈接電阻，下列哪些方法可使輸入功率增加為原來的2倍（ ） A.次級(jí)線圈的匝數(shù)增加為原來的2倍 B.初級(jí)線圈的匝數(shù)增加為原來的2倍 C.負(fù)載電阻變?yōu)樵瓉淼?倍 D.副線圈匝數(shù)和負(fù)載電阻均變?yōu)樵瓉淼?倍 5．用理想變壓器給負(fù)載R供電，下列哪些辦法可以減小變壓器原線圈中的電流 A．增加原線圈的匝數(shù) B．增加副線圈的匝數(shù) C．減小負(fù)

20、載電阻R的數(shù)值 D．增加負(fù)載電阻R的數(shù)值 6．在圖所示的電路中，理想變壓器的變壓比為2∶1，四個(gè)燈泡完全相同，若已知燈泡L3和L4恰能正常工作，那么（ ） A. L1和L2都能正常工作 B.L1和L2都不能正常工作 C.L1和L2中只有一個(gè)能正常工作 D.條件不足，無法判斷 7．如圖所示，理想變壓器的原、副線圈分別接有相同的白熾燈，原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2=2∶1，電源電壓為U，求B燈兩端的電壓UB為多少? 8．如圖中所示，理想變壓器B的原線圈跟副線圈的匝數(shù)比 n1∶n2=2∶1，交流電源電壓U1=220 V，F(xiàn)為熔斷電流為I

21、0=1.0 A的保險(xiǎn)絲，負(fù)載為一可變電阻. （1）當(dāng)電阻R=100 Ω時(shí)，保險(xiǎn)絲能否被熔斷? （2）要使保險(xiǎn)絲不被熔斷，電阻R的阻值應(yīng)不小于多少?變壓器輸出的電功率不能超過多少? 【作業(yè)設(shè)計(jì)】 1、P43問題與練習(xí)3、5 2、預(yù)習(xí)第五節(jié) 【學(xué)后反思】 5.5 電能的輸送 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 （一）知識(shí)與技能 1．知道“便于遠(yuǎn)距離輸送”是電能的優(yōu)點(diǎn)，知道輸電過程。 2．知道降低輸電損耗的兩個(gè)途徑。 3．了解電網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)和意義。 （二）過程與方法 通過思考、討論、閱讀，培養(yǎng)學(xué)生閱讀、分析、綜合和應(yīng)用能力 （三）情感、態(tài)度與

22、價(jià)值觀 1．培養(yǎng)學(xué)生遇到問題要認(rèn)真、全面分析的科學(xué)態(tài)度。 2．介紹我國(guó)遠(yuǎn)距離輸電概況，激發(fā)學(xué)生投身祖國(guó)建設(shè)的熱情。 【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】 找出影響遠(yuǎn)距離輸電損失的因素，使學(xué)生理解高壓輸電可減少功率與電壓損失。 【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】 理解高壓輸電原理，區(qū)別導(dǎo)線上的輸電電壓U和損失電壓ΔU。 【自主探究】 一、降低輸電損耗的兩個(gè)途徑 1、輸送電能的基本要求是什么？ 2、遠(yuǎn)距離大功率輸電面臨的困難是什么？ 3、輸電線上功率損失的原因是什么？功率損失的表達(dá)式是什么？降低輸電損耗的兩個(gè)途徑是什么？ 4、如何減小輸電線的電阻呢？ 5、如何減

23、小輸電線中的電流呢？閱讀并回答教材44頁“思考與討論”中的問題。 6、以上兩個(gè)途徑中，哪一個(gè)對(duì)于降低輸電線路的損耗更有效？舉例說明。 7、大型發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓不符合遠(yuǎn)距離輸電的要求，怎么辦？而到達(dá)目的地的電壓也不符合用戶的要求，怎么辦？ 8、目前，我國(guó)常用的遠(yuǎn)距離輸電采用的電壓有哪幾種？ 9、是不是輸電電壓越高越好？為什么？ 二、電網(wǎng)供電 1、采用電網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)是什么？ 2、某交流發(fā)電機(jī)輸出功率為5×105W，輸出電壓為U=1.0×103V，假如輸電線的總電阻R=10Ω，在輸電線上損失的電功率等于

24、輸電功率的5%，用戶使用電壓U=380 V. （1）畫出輸電線路的示意圖（下圖）。（標(biāo)明各部分的符號(hào)） （2）所用升壓和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是多少？（使用的變壓器是理想變壓器） 【實(shí)例探究】 探究1 遠(yuǎn)距離輸送交變電流都采用高壓輸電。我國(guó)西北電網(wǎng)正在建設(shè)750kV線路。采用高壓輸電的優(yōu)點(diǎn)是 （ ） A．可節(jié)省輸電線的銅材料 B．可根據(jù)需要調(diào)節(jié)交流電的頻率 C．可減少輸電線上的能量損耗 D．可加快輸電的速度 探究2 某小型水電站發(fā)電機(jī)輸出的電功率為100kW，輸出電壓250V，現(xiàn)準(zhǔn)備向

25、遠(yuǎn)處輸電，所用輸電線的總電阻為8Ω，要求輸電時(shí)在輸電線上損失的電功率不超過輸送電功率的5%，用戶獲得220V電壓.求應(yīng)選用匝數(shù)比為多大的升壓變壓器和降壓變壓器？（理想變壓器） 【當(dāng)堂檢測(cè)】 1．在遠(yuǎn)距離輸電過程中，為減少輸電線路上的電能損失，可采用的最佳方法是（ ） A．使輸電線粗一些 B．減短輸電線長(zhǎng)度 C．減少通電時(shí)間 D．采用高壓輸電 2．遠(yuǎn)距離輸送一定功率的交變電流，若輸電電壓提高到原來的n倍，則下列說法中正確的是（ ） A．輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼膎倍 B．輸電線上的電壓損失變?yōu)樵瓉淼?/n2 C．輸電線上的電功率

26、損失變?yōu)樵瓉淼?/n D．若輸電線上的電功率損失不變，輸電線路長(zhǎng)度可變?yōu)樵瓉淼膎2倍 3．下列關(guān)于減小遠(yuǎn)距離輸電導(dǎo)線上熱損耗的說法中，正確的是（ ） A．因?yàn)闊峁β蔖=，所以應(yīng)降低輸送電壓，增大輸電導(dǎo)線電阻，才能減小輸電導(dǎo)線上的熱損耗 B．因?yàn)闊峁β蔖=IU，所以應(yīng)采用低電壓、小電流輸電，才能減小輸電導(dǎo)線上的熱損耗 C．因?yàn)闊峁β蔖=I2R，所以可采用減小輸電線電阻或減小輸送電流的方法來減小輸電導(dǎo)線上的熱損耗 D．以上說法均不正確 4．發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至學(xué)校的輸電導(dǎo)線的總電阻為R，通過導(dǎo)線的電流為I，學(xué)校得到的電壓為U2，則輸電導(dǎo)線上損耗的功率可表示為（

27、 ） A． B． C．I2R D．I（U1-U2） 【作業(yè)設(shè)計(jì)】 1、P49問題與練習(xí)1、3、4 2、預(yù)習(xí)第五節(jié) 【學(xué)后反思】 第五章 交變電流復(fù)習(xí) 一、知識(shí)梳理 1．交變電流的產(chǎn)生：線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞_______于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生按_______規(guī)律變化的電流。線圈轉(zhuǎn)至中性面時(shí)，穿過線圈的磁通量______，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)________。 2．表征交變電流的物理量：周期T，頻率f，關(guān)系_________；峰值：Em、Im、Um；有效值：E、I、U 3．正弦交變電流的變化規(guī)律： 瞬時(shí)值表達(dá)： e=_____

28、_________， i=______________， u=____________ 峰值：Em=__________； 正弦交變電流有效值與峰值的關(guān)系：E=__________，I=_________，U=__________ 4．電感電容對(duì)交變電流的影響： 電感作用：_______________； 電容作用：______________ 5．理想變壓器： 原理：______________；原副線圈輸入輸出功率的關(guān)系：__________；電壓與匝數(shù)的關(guān)系：_________；電流與匝數(shù)的關(guān)系：只有一個(gè)副線圈時(shí)，_________；有多個(gè)副線圈時(shí)，__________

29、___ 6．遠(yuǎn)距離輸電：導(dǎo)線上的功率損失______________；導(dǎo)線上的電壓損失________ 二、專題講練 專題一 交變電流的四值 交變電流的四值是指：瞬時(shí)值、峰值、有效值、平均值 1、瞬時(shí)值：反映不同時(shí)刻交變電流 的大小和方向，正弦交流瞬時(shí)值表達(dá)式為：，。應(yīng)當(dāng)注意必須從中性面開始。 生活中用的市電電壓為220V，其峰值為______V，頻率為____HZ，所以其電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u=__________V。 針對(duì)練習(xí)1、有一正弦交流電源，電壓 有效值U=120V，頻率為f=50Hz向一霓虹燈供電，若霓虹燈的激發(fā)電壓和熄滅電壓均為U0=60V，試估算在一

30、個(gè)小時(shí)內(nèi)，霓虹燈發(fā)光時(shí)間有多長(zhǎng)？ 針對(duì)練習(xí)2、交流發(fā)電機(jī)的線圈從平行磁場(chǎng)的位置開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，與它并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為14.1V，那么當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過30°時(shí)交流電壓的瞬時(shí)值為_________V。 2．峰值：它是瞬時(shí)值的_____值，它反映的是交變電流大小的變化范圍，當(dāng)線圈平面跟磁感線平行時(shí)，交流電動(dòng)勢(shì)最大，______（轉(zhuǎn)軸垂直于磁感線）。電容器接在交流電路中，則交變電壓的峰值不能超過電容器的耐壓值。 針對(duì)練習(xí)3、 一只氖管的起輝電壓為50V ，把它接在u = 50sin314tV的交變電源上，在一個(gè)交變電壓的周期內(nèi)，氖管的發(fā)光時(shí)間為（ ） A．0.02

31、s B．0.01s C．0.015s D．0.005s 3、有效值：交變電流的有效值是根據(jù)電流的______規(guī)定的：讓交流和直流通過相同阻值的電阻，如果它們?cè)谙嗤臅r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的____相等，就把這一直流的數(shù)值叫做這一交流的有效值。 正弦交流電的有效值跟最大值之間的關(guān)系是：_______，_________ 對(duì)于非正弦交變電流的有效值以上關(guān)系不成立，應(yīng)根據(jù)定義來求。通常所說交流電壓、電流是用電壓表、電流表測(cè)得的，都是指________。用電器上所標(biāo)電壓、電流值也是指______。在計(jì)算交變電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量、熱功以及確定保險(xiǎn)絲的熔斷電流時(shí)，只能用_________

32、。 針對(duì)練習(xí)4、通過某電阻的周期性交變電流的圖象如圖所示。求該交變電流的有效值I。 4、平均值：它是指交流電圖象中圖線與橫軸所圍成的面積值跟時(shí)間的比值。其量值可用法拉第電磁感應(yīng)定律·來求，特殊地，當(dāng)線圈從中性面轉(zhuǎn)過90度的過程中，有。計(jì)算平均值切忌用算術(shù)平均法即求解。平均值不等于有效值。 針對(duì)練習(xí)5、如圖所示，求線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過60°角的過程中，通過線圈某一橫截面的電量。 針對(duì)練習(xí)6、交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子有n匝線圈，每匝線圈所圍面積為S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，線圈內(nèi)電阻為r

33、，外電路電阻為R。當(dāng)線圈由圖中實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)90°到達(dá)虛線位置過程中，求： ⑴通過R的電荷量q為多少？ ⑵R上產(chǎn)生電熱QR為多少？ ⑶外力做的功W為多少？ 專題二 感抗和容抗（統(tǒng)稱電抗） 1、感抗表示電感對(duì)交變電流的阻礙作用，其特點(diǎn)是“通直流，阻交流”、“通低頻，阻高頻”。 2、容抗表示電容對(duì)交變電流的阻礙作用，其特點(diǎn)是“通交流，隔直流”、“通高頻，阻低頻”。 針對(duì)練習(xí)7、 左右兩個(gè)電路都是從左端輸入信號(hào)，從右端輸出信號(hào)。左圖中輸入的是高頻、低頻混合的交流信號(hào)，要求只輸出低頻信號(hào)；右圖中輸入的是直流和低頻交流的混合信

34、號(hào)，要求只輸出低頻交流信號(hào)。那么C1、C2中哪個(gè)該用大電容？哪個(gè)該用小電容？ C1 C2 針對(duì)練習(xí)8、對(duì)于如圖所示的電路，下列說法正確的是（ ） A．雙刀雙擲開關(guān)S接上部時(shí)，燈泡亮度較大 B．雙刀雙擲開關(guān)S接下部時(shí)，燈泡亮度較大 C．雙刀雙擲開關(guān)S接下部，同時(shí)將電感線圈的L的鐵芯抽出，在抽出的過程中，燈泡亮度變大 D．雙刀雙擲開關(guān)S接下部，同時(shí)將電感線圈的L的鐵芯抽出，在抽出的過程中，燈泡亮度變小 專題三 理想變壓器 1．理想變壓器的電壓變化規(guī)律為U1/U2＝________ 2．輸入輸出功率關(guān)系：________ 3．只有一

35、個(gè)副線圈的理想變壓器的電流變化規(guī)律I1/I2 ＝__________ 4．變壓器的 電壓決定 電壓； 電流決定 電流； 功率決定 功率 針對(duì)練習(xí)9、 理想變壓器初級(jí)線圈和兩個(gè)次級(jí)線圈的匝數(shù)分別為n1=1760匝、n2=288匝、n3=800 0匝，電源電壓為U1=220V。n2上連接的燈泡的實(shí)際功率為36W，測(cè)得初級(jí)線圈的電流為I1=0.3A，求通過n3的負(fù)載R的電流I3。 n2 L n3 R 220V n1 針對(duì)練習(xí)10、在變電站里，經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測(cè)電網(wǎng)

36、上的強(qiáng)電流，所用的器材叫電流互感器。如下所示的四個(gè)圖中，能正確反應(yīng)其工作原理的是 （ ） 針對(duì)練習(xí)11、如圖所示，理想變壓器的原、副線圈分別接有相同的白熾燈，原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2=2∶1，電源電壓為U，求B燈兩端的電壓UB為多少? 針對(duì)練習(xí)12、如圖，為一理想變壓器，K為單刀雙擲開關(guān)，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流強(qiáng)度，則 A.保持U1及P的位置不變，K由a合到b時(shí)，I1將增大 B.保持U1及P的位置不變，K由b合到a時(shí)，R消耗的功率減小

37、 C.保持U1不變，K合在a處，使P上滑，I1將增大 D.保持P的位置不變，K合在a處，若U1增大，I1將增大 專題四 遠(yuǎn)距離輸電 遠(yuǎn)距離輸電的示意圖如圖所示：包括發(fā)電機(jī)、兩臺(tái)變壓器、輸電線等效電阻和負(fù)載電阻。并按照規(guī)范在圖中標(biāo)出相應(yīng)的物理量符號(hào)。一般設(shè)兩個(gè)變壓器的初、次級(jí)線圈的匝數(shù)分別為、n1、n1′, n2、n2′，相應(yīng)的電壓、電流、功率也應(yīng)該采用相應(yīng)的符號(hào)來表示。 從圖中應(yīng)該看出功率之間的關(guān)系是： P1=P1′，P2=P2′，P1′=Pr=P2。 電壓之間的關(guān)系是： 。 電流之間的關(guān)系是： 。 可見其中電流之間的關(guān)系最簡(jiǎn)單，中只要知道一個(gè)，另兩個(gè)總和

38、它相等。因此求輸電線上的電流往往是這類問題的突破口。 輸電線上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的。分析和計(jì)算時(shí)都必須用，而不能用。 針對(duì)練習(xí)13、在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，要考慮盡量減少輸電線上的功率損失。有一個(gè)坑口電站，輸送的電功率為P=500kW，當(dāng)使用U=5kV的電壓輸電時(shí)，測(cè)得安裝在輸電線路起點(diǎn)和終點(diǎn)處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4800度。求：⑴這時(shí)的輸電效率η和輸電線的總電阻r。⑵若想使輸電效率提高到98%，又不改變輸電線，那么電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電？ 針對(duì)練習(xí)14、發(fā)電機(jī)輸出功率為100 kW，輸出電壓是250 V，用戶需要的電壓是220V，輸電線電阻為10 Ω.若輸電線中因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的4%，試求： （1）在輸電線路中設(shè)置的升、降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比. （2）畫出此輸電線路的示意圖. （3）用戶得到的電功率是多少？ 針對(duì)練習(xí)15、學(xué)校有一臺(tái)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻為r=1Ω，升壓變壓器匝數(shù)比為1∶4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4∶1，輸電線的總電阻為R=4Ω，全校22個(gè)教室，每個(gè)教室用“220V，40W”的燈6盞，要求所有燈都正常發(fā)光，則：⑴發(fā)電機(jī)的輸出功率多大？⑵發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)多大？⑶輸電線上損耗的電功率多大？ ~ R 學(xué)后反思：