交流电专题

交流电专题

一、考点清单

1、交流发电机及其产生正弦交流电的原理，正弦交流电的图象和三角函数表达式．最大值与有效值，周期与频率

2、电阻、电感和电容对交变电流的作用 3、变压器的原理，电压比和电流比 4、电能的输送 二、典型例题

例1 图中，降压变压器的变压系数是3，即初级线圈匝数与次级线圈的匝数之比是3。初级线圈的输入电压是660V，次级线圈的电阻为0.2Ω，这台变压器供给100盏220V，60W的电灯用电。

求： （l）空载时次级线圈的端电压和输出功率；

（2）接通时次级线圈的端电压； （3）每盏灯的实际功率

例2 收音机的变压器的初级线圈有1210匝，接在U1=220V的交流电源上，变压器有两个次级线圈。次级线圈Ⅱ的匝数为35匝，次级线圈Ⅲ的匝数是1925匝。如果不计变压器自身的能量损耗，当变压器工作时，线圈Ⅱ的电流是0.3A时，初级线圈的电流I1=0.114A。求线圈Ⅲ中电流和输出电压（电流的计算结果保留3位有效数字）

例3 如图所示，矩形线圈abcd在磁感强度B=2T的匀强磁场中绕轴OO′，以角速度ω=10πrad／s匀速转动，线圈共10匝， ab=0. 3m，bc= 0. 6m，负载电阻R= 45Ω。 求（l）电阻R在0.05s内所发出的热量；

（2）0.05s内流过的电量（设线圈从垂直中性面开始转动）

例4 图表示一交流电的电流随时间而变化的图像，则此交流电的有效值是：（ ）

三、高考真题

1、（1993年全国高考题）如图所示，一理想变压器的原、副线圈分别由双线圈ab和cd（匝数都为n1）、ef和gh（匝数都为n2）组成。用I1和U1表示输入电流和电压，I2和U2表示输出电流和电压。在下列四种连接法中，符合关系

U1U2

n1n2

I1

I2



n2n1

的有（ ）

A、b与c相连，以a、d为输入端；f与g相连，以e、h为输出端 B、b与c相连，以a、d为输入端；e与g相连，f 与h相连作为输出端 C、a与c相连，b与d相连作为输入端；f与g相连，以e、h为输出端 D、a与c相连，b与d相连作为输入端；e与g相连，f与h相连作为输出端

2、（1997年全国高考题）如图所示的（1）、（2）两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110V。若分别在c、d两端与g、h两端加上110V的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为（ ） A、220V，220V B、220V，110V A、 110V，110V D、220V，0

3、（2000年全国高考题）一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别是U1和U2、I1和I2、P1和P2，已知n1＞n2则（ ） A、U1＞U2, P1＜P2 B、P1＝P2, I1＜I2 C、I1＜I2, U1＞U2 D、P1＞P2, I1＞I2

4、（1994年全国高考题）一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为转轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直。线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示，感应电动势最大值和周期可由图中读出，则磁感应强度B= 。在t=时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角等于 。

5、（1998年全国高考题）一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压为220V的交流电源上。当它对11只并联的“36V、60W”灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知该变压器副线圈的匝数n2= ，通过原线圈的电流I1= A。

T12

四、名校预测

1、如图所示的交流为u=311sin（314t+π/6）V，接在阻值220Ω的电阻两端，则 A．电压表的读数为311V B．电流表读数为1.41A C．电流表读数是1A D．2s内电阻的电热是440J

2、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图2，则在时刻 A．t1，t3线圈通过中性面 B．t2，t4线圈中磁通量最大 C．t1，t3线圈中磁通量变化率最大 D．t2，t4线圈平面与中性面垂直

3、如图3，矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，当转到图示位置时，线圈的 A．磁通变化率为零 B．感应电流为零 C．磁力矩为零 D．感应电流最大

4、变压器原线圈1400匝，副线圈700匝并接有电阻R，当变压器工作时原副线圈中 A．电流频率比为2∶1 B．功率比为2∶1 C．电流比为2∶1 D．电压之比为2∶1 5、当远距离高压输送一定电功率时，输电线上损耗的功率与电路中的 A．输送电压的平方成正比 B．输送电压的平方成反比 C．输电线中电流的平方成正比 D．导线中电流的平方成反比

五、课后练习

1、线框长为a，宽为b在磁感强度为B的匀强磁场中由图1所示位置起绕OO′轴以角速度ω匀速转动，则t时刻感应电动势为 【 】

A．Babω·cosωt B．Babω·sinωt C．2Babω·sinωt D．2Babω·cosωt 2、3A直流电流通过电阻R时，t秒内产生的热量为Q，现让一交变电流通过电阻R，若2t秒内产生的热量为Q，则交变电流的最大值为 【 】

3、如图中变压器原线圈接交流高压，降压后通过输电线给用电器供电，当电键S断开时图中两电表示数电压U和电流I变化为 【 】

A．均变大 B．U变大，I变小 C．均变小 D．U变小，I变大

4、输送4.0×106W的电能，若发电机输出电压为2000V，选用变压器升压后应用截面积为4.25cm2的铜导线，把电能送到400km远处，线路损失的功率为5.0×105W． （1）应选用匝数比为多少的升压变压器？

（2）若已知铜的电阻率ρ=1.7×10-8Ω·m，在用电区使用降压变压器，其原线圈两端的电

压为多大？

1、考点：变压器电压、功率

分析：（1）将变压器视为理想变压器。设空载时次级线圈的端电压为U2。

因为空载，次级线圈的负载电阻R2→∞，次级线圈中的电流为零I2=0，P=I2U2

=0

次级线圈的端电压U′2=I2R外=214.68（V）

评析：理解能力的高低表现在把握文字的物理意义上。题文中说“次级线圈的电阻为0.2Ω”。可见文中所述的变压器有内耗，不是理想变压器。这是课本上没有介绍过的新情况。类比直流电路的知识，可从两条路去求路端电压，U=ε-Ir（电源电动势减去内电压），或者用部分欧姆定律U=IR。

2、考点：变压器原副电压、电流的关系

分析：

不计

变压器自身的能量损耗，由能量转化和守恒定律

P1＝P2＋P3 I1U1=I2U2+I3U3

评析：

守恒定律P1=P2，I1U1=I2U2才有这个形式。不能死记硬背，不顾条件乱套公式。

3、考点：感应电动势的平均值

分析：电动势的最大值为εm= 2nBlv=nBSε=10×20.3×0.6×10π=113．1（V）

所以0.05s内R上发出的热量Q=I2Rt=5.76（J）

4、考点：交流电的有效值

分析：交流电的有效值是根据其热效应而定义的，它是从电流产生焦耳热相等的角度出发，使交流电与恒定电流等效。设交流电的有效值为I，

所以该交流电的有效值为

所以应选D。

高考真题答案

1、 考点：变压器原副线圈电压、电流之比与匝数之比的关系 分析：A、D 2、 考点：变压器原副线圈电压、电流之比与匝数之比的关系 分析：B 3、 考点：变压器原副线圈电压、电流之比与匝数之比的关系以及功率的关系 分析：B、C

4、 考点：交变电流感应电动势瞬时值表达式 分析：

Emt2S

;30



5、 考点：变压器原副线圈电压、电流之比与匝数之比的关系 分析：180；3

名校预测答案

1、CD 2、AD 3、D 4、D 5、BC

课后练习答案

1、A2、A3、B4、（1）1∶16 （2）2.8×104V