1、第五章 交變電流一、交變電流的幾個(gè)概念1、交變電流：大小 和方向 都隨時(shí)間作 周期性 變化的電流叫做 2、正弦式電流：交變電流 ,簡稱溝通電；隨時(shí)間按 正弦規(guī)律 變化的電流叫做正弦式電流,正弦式電流的圖象是正弦曲線,我國市用的交變電流都是正弦式電流3、中性面：線圈位于中性面時(shí),穿過線圈的磁通量最大,磁通量的變化率為零,感應(yīng)電動勢為零；線圈經(jīng)過中性面時(shí),內(nèi)部的電流方向要發(fā)生轉(zhuǎn)變；二、交變電流的產(chǎn)生和描述（考試題型多為挑選題）1、 正（余） 弦式交變電流的產(chǎn)生條件有三,1） 勻強(qiáng)磁場 2） 轉(zhuǎn)軸垂直磁場方向 3） 線圈勻速轉(zhuǎn)動缺一不行, 否就就不是正 （余） 弦式交變電流；正（余）弦式交變電流的變

2、化規(guī)律與線圈的外形、轉(zhuǎn)動軸處于線圈平面內(nèi)的位置無關(guān)；2、 兩個(gè)特別位置的特點(diǎn)V1）線圈平面與中性面重合時(shí),S B,最大,=0,e=0,i=0,電流方向?qū)l(fā)生改V t變；如從今時(shí)開頭計(jì)時(shí),電動勢瞬時(shí)表達(dá)式 e=E msinwt 2）線圈平面與中性面垂直時(shí),S B, =0,V 最大, e 最大, i 最大,電流方向不改V t變；如從今時(shí)開頭計(jì)時(shí),電動勢瞬時(shí)表達(dá)式 e= E mcoswt 3、周期和頻率交變電流的周期和頻率都是描述交變電流變化快慢的物理量；1）周期 T：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間；在一個(gè)周期內(nèi),交變電流的方向變化 2 次；2）頻率 f:交變電流在 1s 內(nèi)完成周期性變化的次

3、數(shù),單位是赫茲,符號為 Hz,頻率越大,交變電流變化越快；3）關(guān)系：f1wT2三、交變電流的 “四值 ”物理量物理含義重要關(guān)系適用情形及說明瞬時(shí)值交變電流某一時(shí)刻的e Emsin t運(yùn)算通電導(dǎo)體或線圈所受的安培力時(shí),應(yīng)用值iI msin t瞬時(shí)值最大值最大的瞬時(shí)值EmnBS確定用電器的耐壓值,ImEm Rr如電容器、晶體管等的擊穿電壓1）一般交變 電流表 直接測量值；2）運(yùn)算與電流熱效應(yīng)相關(guān)的量, 如功、功率、有效值跟交變電流的熱效應(yīng)EEm熱量等；3 一般 用電器 銘牌上2等效的恒定電流的值IIm直接 標(biāo)注 的額定電壓、額定電流；24保險(xiǎn)絲的熔斷電流；一般不作任何說明而指出的交變電流的數(shù)值都是

4、指有效值；平均值交變電流圖象中圖線 E n t（電阻 R+r ）運(yùn)算通過電路截面的與時(shí)間軸所夾的面積電荷量： q=It 與時(shí)間的比值四、抱負(fù)變壓器E n t1、抱負(fù)變壓器的構(gòu)造、作用、原理及特點(diǎn)構(gòu)造：兩組線圈（原、副線圈 ）繞在同一個(gè) 閉合鐵芯 上構(gòu)成變壓器；作用：在輸送電能的過程中轉(zhuǎn)變電壓 . 原理：其工作原理是利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象 . 特點(diǎn)：正由于是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象來工作的,轉(zhuǎn)變交變電壓 .；2、抱負(fù)變壓器原、副線圈基本量的關(guān)系 電壓關(guān)系 與副線圈個(gè)數(shù)無關(guān)所以變壓器只能在輸送交變電流的電能過程中功率關(guān)系 忽視變壓器自身的能量缺失（一般包括線圈內(nèi)能量缺失和鐵芯內(nèi)能量缺失兩部分,分別俗稱為“ 銅

5、損” 和“ 鐵損” ）,有電流關(guān)系1）一個(gè)副線圈時(shí)：n1I 1=n 2I 2；2）有多個(gè)副線圈時(shí)：由P1=P2 得 U1I 1=U 2I2+U3I3+ 或 n1I1=n2I 2+n3I3+ 頻率關(guān)系 f1=f2 ,變壓器不轉(zhuǎn)變溝通電的頻率3、抱負(fù)變壓器動態(tài)分析1）電壓：原打算副輸入電壓 U1 打算輸出電壓 U2；原電壓 U1 不變,不論負(fù)載電阻 R 變化與否,副線圈電壓 U2 都不會變化；2）功率：副打算原輸出功率 P2打算輸入功率 P1 ；并且抱負(fù)變壓器的輸出功率與輸入功率相等；其中, R 表示負(fù)載電阻的阻值,而不是“ 負(fù)載” ；“ 負(fù)載” 真正的懂得應(yīng)為用電器的實(shí)際功率；實(shí)際上 R 越大,

6、負(fù)載越小；R 越小,負(fù)載越大；3）電流：副打算原輸出電流I 2 打算輸入電流I 1；當(dāng) R 減小時(shí), I2 增大,就I1 增大,因此在使用變壓器時(shí),不能使變壓器副線圈短路；小試牛刀1、（ 2022. 天津）如圖 1 所示,在勻強(qiáng)磁場中,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,產(chǎn)生的交變電動勢圖象如圖 2 中曲線 a、b 所示,就（）A、兩次 t=0 是時(shí)刻線圈平面均與中性面重合B、曲線 a、b 對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為 2：3 C、曲線 a 表示的交變電動勢頻率為 25Hz D、曲線 b 表示的交變電動勢有效值為 10V 2、（ 2022.福建）如圖,試驗(yàn)室一臺手搖溝通發(fā)電

7、機(jī),內(nèi)阻r=1.0 ,外接 R=9.0 的電阻；閉合開關(guān) S,當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時(shí),產(chǎn)生的電動勢e=（V ）,就（）3、（2022.河南） 在勻強(qiáng)磁場中 ,一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)動軸勻速轉(zhuǎn)動如圖甲所示.產(chǎn)生的交變電動勢隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示；就以下說法正確選項(xiàng)（）4、（ 2022. 海南）如圖 ,一抱負(fù)變壓器原副線圈匝數(shù)之比為 4:1,原線圈兩端接入一正弦如右圖 ,一抱負(fù)變壓器原副線圈匝數(shù)之比為 4：1 ,原線圈兩端接入一正弦溝通電源；副線圈電路中 R 為負(fù)載電阻 ,溝通電壓表和溝通電流表都是抱負(fù)電表以下結(jié)論正確選項(xiàng)（）A、如電壓表讀數(shù)為 6V,就輸入電壓的最大值為

8、24 V B、如輸入電壓不變 ,副線圈匝數(shù)增加到原先的 2 倍, 就電流表的讀數(shù)減小到原先的一半C、如輸入電壓不變,負(fù)載電阻的阻值增加到原先的2 倍,就輸入功率也增加到原先的2 倍D、如保持負(fù)載電阻阻值不變,輸入電壓增加到原先的2 倍,就輸出功率增加到原先的4 倍5、如下列圖,觀看電流表的指針,可以看到（）A、指針隨著線圈轉(zhuǎn)動而搖擺,并且線圈旋轉(zhuǎn)一周,指針左右搖擺一次B、當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟磁力線垂直的平面位置時(shí),電流表的指針的偏轉(zhuǎn)最大C、當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟磁力線平行的位置時(shí),電流表的指針的偏轉(zhuǎn)最大D、在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動的線圈里產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流是按正弦規(guī)律變化的6、一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中

9、轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的溝通電V ,那么（）A、頻率是 50Hz B、當(dāng) t = 0 時(shí),線圈平面恰好與中性面重合C、當(dāng) t=1/200s 時(shí), e 有最大值D、有效值為 V 7、矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動,從中性面開頭轉(zhuǎn)動和最大感應(yīng)電動勢之比為-（）180角的過程中,平均感應(yīng)電動勢A、2 B、2 C、21 D 、無法確定8、有一個(gè)溝通電U = “ 311” sin314t 伏,就以下說法中正確選項(xiàng)（）A、這個(gè)溝通電的頻率是 50 赫茲 B、它可以使 “220V,100W” 的燈泡正常發(fā)光C、用溝通電壓表測量時(shí),讀數(shù)為 311 伏 D、使用這個(gè)溝通電的用電器,每通過 1C 的電量時(shí),電流做功 220J 9

10、、一電熱器接在 10V 直流電源上,產(chǎn)生某一大小的熱功率；現(xiàn)將電熱器接在溝通電源上,要使它產(chǎn)生的熱功率是原先的一半,就溝通電源的有效值和最大值分別是（）A、7.07V 和 10V B 、 10V 和 14.1V C、5V 和 7.07V D 、2.5V 和 25.2V 10、在某溝通電電路中,有一個(gè)正在工作的變壓器,它的原線圈匝數(shù) n1= 600 匝,電源電壓為 U1= 220V ,原線圈串聯(lián)一個(gè) 就（）A、負(fù)載功率不能超過 44W 0.2A 的保險(xiǎn)絲, 副線圈 n2 = 120 匝,為保證保險(xiǎn)絲不被燒斷,B、副線圈電流最大值不能超過 1A C、副線圈電流有效值不能超過 1A D、副線圈電流有

11、效值不能超過 0.2A 11、如下列圖,抱負(fù)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1 n2=4 1,當(dāng)導(dǎo)體棒 L 在勻強(qiáng)磁場中向左做勻速直線運(yùn)動切割磁感線時(shí),電流表 A1 的示數(shù)是 12mA,就電流表 A2 的示數(shù)為 （）A、3 mA B、0 mA C、48 mA D、與負(fù)載 R 的值有關(guān)12、如圖甲左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為抱負(fù)變壓器,負(fù)載電路中R55 ,為抱負(fù)電流表和電壓表；如原線圈接入如圖乙所示的正弦交變電壓,電壓表的示數(shù)為 110V ,以下表述正確選項(xiàng)（）A電流表的示數(shù)為 2A B原、副線圈匝數(shù)比為 1 2 C電壓表的示數(shù)為電壓的有效值D原線圈中交變電壓的頻率為 100Hz 13、把標(biāo)有 “36V,40

12、W” 的燈泡,接在溝通電源上,如它的實(shí)際功率只有 20W,就溝通電源電壓的最大值Um= V. 440 匝,并接一個(gè)100 的負(fù)載電阻,14、一臺抱負(fù)變壓器,其原線圈2200 匝,副線圈如下列圖,就：（1）當(dāng)原線圈接在 44V 直流電源上時(shí),電壓表示數(shù) _V, 電流表示數(shù) _A（2）當(dāng)原線圈接在 220V 溝通電源上時(shí),電壓表示數(shù) _V, 電流表示數(shù) _A此時(shí)輸入功率為 _W ,變壓器的效率為 _；16、如下列圖, ab=25cm,ad=20cm,匝數(shù)為 50 匝的矩形線圈；線圈總電阻 r=1 外電路電阻 R =9 ；磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T ；線圈繞垂直于磁感線的OO軸以角速度50rad/s 勻速轉(zhuǎn)動；求：（1）從今位置開頭計(jì)時(shí),它的感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式；（2）1min 內(nèi) R 上消耗的電能；（3）外力對線圈做功的功率；（4）當(dāng)從該位置轉(zhuǎn)過 60時(shí),通過 R 上瞬時(shí)電功率是多少？（5）線圈由如圖位置轉(zhuǎn)過 30的過程中, R 的電量為多少？17、有一臺發(fā)電機(jī)通過升壓和降