物理一轮复习2014第十章.ppt

* 第十章 交变电流 2013.12.28 交变电流 主题 远距离输电Ⅰ 1、计算方波等其它交变电流 的有效值 2、计算两个及以上副线圈和 两个磁路的变压器问题 理想变压器Ⅰ 正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值Ⅰ 交变电流及其图象Ⅰ 教学指导意见（不要求） 考试说明（要求） 第1课时 交变电流的产生和描述 练习：图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是（ ） A.电流表的示数为10A B.线圈转动的角速度为50rad/s C.0.01s时线圈平面与磁场方向平行 D.0.02s时电阻R中电流的方向自右向左 交变电流的变化规律 问题：下述产生正（余）弦式交流电的本质是什么？根据你学过的内容还能设计出产生此规律的交流电吗？ Φ=Φmcosωt=BScos ωt 磁通量 图象 函数 i=Imsinωt= sin ωt 电 流 u=Umsinωt= sin ωt 电 压 e=Emsinωt=nBSωsinωt 电动势 规律总结： 注意物理量间的联系？？ 练习：如图(a)所示,一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动.若以线圈平面与磁场夹角θ=45°时(如图b)为计时起点,并规定当电流自a流向b时电流方向为正.则下列四幅图中正确的是( ) 交变电流的“四值”的比较与理解 问题：如何理解瞬时值、峰值、有效值、平均值、在具体应用如何体现？ 计算通过电路截面的电荷量 交变电流图象中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值 平均值 (1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等) (2)电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值 (3)保险丝的熔断电流为有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值 有效值 讨论电容器的击穿电压 最大的瞬时值 峰 值 计算线圈某时刻的受力情况 某一时刻的值 瞬时值 适用情况及说明 物理含义 物理量 交变电流的“四值”具体应用的对比 练习：磁悬浮铁路系统是一种新型的交通运输系统，它是利用电磁系统产生的吸引力或排斥力将车辆托起，使整个列车悬浮在导轨上．同时利用电磁力进行驱动．采用直线电机模式获得驱动力的列车可简化为如下情景：固定在列车下端的矩形金属框随车平移；轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度沿Ox方向按正弦规律分布，最大值为B0，其空间变化周期为2d，整个磁场以速度v1沿Ox方向向前高速平移，由于列车沿Ox方向匀速行驶速度v2与磁场平移速度不同，而且v1＞v2，金属框中会产生感应电流，该电流受到的向前安培力即为列车向前行驶的驱动力．设金属框电阻为R，长PQ=L，宽NP=d，求： （1）如图2为列车匀速行驶时的某一时刻，MN、PQ均处于磁感应强度最大值 处，此时金属框内感应电流的大小和方向． （2）列车匀速行驶S距离的过程中，矩形金属线框产生的焦耳热． （3）列车匀速行驶时所获得的最大驱动力的大小，并在图3中定性画出驱动 力功率随时间变化在2d/v1?v2 时间内的关系图线． 练习：一矩形线圈abcd放置在如图所示的有理想边界的匀强磁场中（oo′的左边有匀强磁场，右边没有），线圈的两端接一只灯泡．已知线圈的匝数n=100，电阻r=1.0Ω，ab边长L1=0.5m，ad边长L2=0.3m，小灯泡的电阻R=9.0Ω，磁场的磁感应强度B=1.0×10-2T．线圈以理想边界oo′为轴以角速度ω=200rad/s按如图所示的方向匀速转动（OO′轴离ab边距离2 L2/3 ），以如图所示位置为计时起点．求： （1）在0-T/4 的时间内，通过小灯泡的电荷量； （2）画出感应电动势随时间变化的图象 （以abcda方向为正方向，至少画出 一个完整的周期）； （3）小灯泡消耗的电功率． （4）转一圈外力做了多少功。 练习：如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光。 要使灯泡变亮，可以采取的方法有（ ） （A）向下滑动P （B）增大交流电源的电压 （C）增大交流电源的频率 （D）减小电容器C的电容 电感、电容在交变电流中的分析 问题：请归纳电感、电容对电流的作用？ 第2课时 变压器 电能的输送 变压器（理想变压器） n1 n2 示意图 符号 问题：若要改变输出电压U2，你会想到哪些方法？其理由是 什么？如何理想化？ u V n1 n2 原、副线圈中电流的频率相等 频