1、1第五章 交变电流本章优化总结专题一 交变电流四值的计算和应用1最大值：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动所产生的交流电，最大值 Em nBS .在考虑电容器的耐压值时应根据交流电的最大值2有效值：正弦式交流电的有效值 E 、 I ，非正弦式交流电的有效值应根据Em2 Im2有效值的定义计算求电功、电功率，确定保险丝的熔断电流，要用到有效值；没有特殊说明时，交流电的电流、电压、电动势指有效值，交流电表的测量值是有效值，交流用电设备上所标的额定电压、额定电流是有效值3瞬时值：当线圈平面处于中性面时开始计时，电动势的瞬时值表达式为 e Emsin t .瞬时值对应某一时刻的电压、电流值4
2、平均值：平均值需用 n 和 进行计算，求一段时间内通过导体横截E t I 面的电荷量时要用平均值， q t n .I R如图所示， N50 匝的矩形线圈 abcd， ab 边长 l120 cm， ad 边长 l225 2cm，放在磁感应强度 B0.4 T 的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的 OO轴以 n3 000 r/min 的转速匀速转动，线圈电阻 r1 ，外电路电阻 R9 ， t0 时线圈平面与磁感线平行， ab 边正转出纸外、 cd 边转入纸里求：(1)t0 时感应电流的方向；(2)感应电动势的瞬时值表达式；(3)线圈转一圈外力做的功；(4)从图示位置转过 90的过程
3、中流过电阻 R 的电荷量解析 (1)根据右手定则，线圈感应电流方向为 adcba.(2)线圈的角速度 2 n100 rad/s图示位置的感应电动势最大，其大小为 Em NBl1l2代入数据得 Em314 V感应电动势的瞬时值表达式e Emcos t 314 cos 100 t V.(3)电动势的有效值 EEm2线圈匀速转动的周期 T 0.02 s2线圈匀速转动一圈，外力做功大小等于电功的大小，即W I2(R r)T TE2R r代入数据得 W98.6 J.(4)从 t0 起转过 90过程中， t 内流过 R 的电荷量q t N （ R r） t NB SR r NBl1l2R r代入数据得 q
4、0.1 C.答案 (1)感应电流方向沿 adcba(2)e314 cos 100 t V (3)98.6 J (4)0.1 C瞬时值、有效值的应用(1)研究交变电流某一时刻的电流、电压或某一时刻线圈受到的安培力时，只能用瞬时3值(2)不仅热量的计算用有效值，与热效应有关的计算，如保险丝的熔断电流都必须用有效值 (多选)(2018浙江金华一中段考)在匀强磁场中，一矩形金属框(电阻不计)绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，将此电源连接到丙图理想变压器的原线圈上，变压器的原副线圈匝数比为 21，副线圈的电阻 R110 ，则( )A t0.005 s 时金属框在
5、中性面位置B因为原线圈电阻不计，所以原线圈两端电压为零C电流表的示数为 1.0 AD通过电阻 R 的电流方向每秒改变 100 次解析：选 CD.t0.005 s 时金属框的磁通量变化率最大，感应电动势最大，故 A 错误；根据 可知，副线圈有电压，原线圈就有电压，故 B 错误；原线圈两端电压为 U1U1U2 n1n2V，根据 可知： U2110 V，根据 I 1.0 A，故 C 正确；根据图乙可知，交3112 U1U2 n1n2 U2R流电的周期为 0.02 s，即每秒电流方向改变 100 次，所以通过电阻 R 的电流方向每秒改变100 次，故 D 正确. 专题二 理想变压器的应用1基本关系(1
6、)P 入 P 出(2) ，有多个副线圈时，仍然成立U1U2 n1n2(3) ，电流与匝数成反比，只对一个副线圈的变压器适用有多个副线圈时，由I1I2 n2n1输入功率和输出功率相等确定电流关系(4)原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同2制约关系(1)电压制约：副线圈电压 U2由原线圈电压 U1和匝数比决定(2)功率制约：原线圈的输入功率 P1由副线圈的输出功率 P2决定(3)电流制约：原线圈电流 I1由副线圈电流 I2和匝数比决定4(2018黑龙江大庆中学月考)如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n1 n2 101 ，原线圈输入的交流电压如图乙所示，副线圈电路
7、接有滑动变阻器 R 和额定电压为 12 V、工作时内阻为 2 的电动机 M.闭合开关，电动机正常工作，电流表示数为 1 A则下列判断错误的是( )A副线圈两端电压为 22 VB电动机输出的机械功率为 12 WC通过电动机的交流电频率为 50 HzD突然卡住电动机，原线圈输入功率变大解析 原线圈电压的有效值为 220 V，因此副线圈两端电压为 22 V，故 A 项正确；电动机的输出功率为输入功率减去内阻消耗功率， P UI I2r12210 W，故 B 项错误；通过电动机交流电频率 f 50 Hz，故 C 项正确；电动机突然卡住，电动机就相1T 10.02当于一个电阻，副线圈中电压不变，电流增大
8、，总功率增大，则原线圈的输入功率增大，故 D 项正确答案 B解答变压器问题离不开理想变压器的三个关系，即功率关系、电压关系、电流关系仔细分析题目中的已知条件，找到突破口，再结合三个关系求解 (多选)(2018河南八市质检)理想变压器原线圈 a 匝数 n1200 匝，副线圈 b 匝数 n2100 匝，线圈 a 接在 u44 sin 314t (V)交流电源上， “12 V 6 W”2的灯泡恰好正常发光电阻 R216 ，电压表 V 为理想电表下列推断正确的是( )A交变电流的频率为 100 HzB穿过铁芯的磁通量的最大变化率为 Wb/s25C电压表 V 的示数为 22 VD R1消耗的功率是 1 W5解析：选 BD.由 u44 sin 314t V，知 f 50 Hz，A 错误；灯泡正常发光，21T 2由 P UI 得灯泡中的电流 I2 0.5 A，电压表的示数 U212 V0.516 V20 6 W12 VV，C 错误；穿过铁芯的磁通量的最大变化率为 Wb/s Wb/s，B 正确；根据 t 202100 25 ，得 U140 V，则 R1两端电压 UR144 V40 V4 V，由原、副线圈的电流与匝数U1U2 n1n2成反比，可得通过 R1的电流 I10.25 A，则 R1的功率 P UR1I11 W，D 正确
