《第二章 交变电流》精品教学案 教科版选修32Word下载.docx

1、（2）若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式（3）交流电压表和交流电流表的示数各为多少？（4）此发电机的功率为多少？（5）从图示位置起，转过90过程中，平均电动势为多少？通过线圈截面的电荷量为多少？解析（1）设abl1，bcl2，则交流电动势的最大值EmnBl1l2235.5 V（2）根据闭合电路欧姆定律，电流的最大值Im47.1 A在题图所示位置时，电流有最大值，则电流的瞬时值表达式为iImcos t，代入数值得i47.1cos （100t） A（3）电流的有效值为I33.3 A路端电压的有效值为UIR160 V即电压表的示数为160 V，电流表的示数为33.3 A.（4）

2、电动势的有效值为E166.5 V则发电机的功率为PIE5 544 W（5）平均电动势为nnn150 V通过线圈截面的电荷量qttnn0.15 C答案（1）235.5 V（2）i47.1cos （100t） A（3）160 V33.3 A（4）5 544 W（5）150 V0.15 C二、交变电流图像的应用交流电的图像反映了交变电动势（电流）随时间的变化特征，对正弦式交流电来说，我们可以从图像中获取如下信息：1交流电的周期（T）一个完整的正弦波对应的时间段，知道了周期便可以算出线圈转动的角速度.2交流电的最大值（Em、Im）图像上的峰值，知道了最大值，便可计算出交变电动势（交变电流）的有效值3任

3、意时刻交流电的瞬时值图像上每个“点”表示某一时刻交流电的瞬时值例2如图2所示是某正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的 （）图2A周期是0.01 s B最大值是311 VC有效值是220 V D表达式为u220sin t （V）解析由题图知：最大值Um311 V，且为正弦交流电，有效值U220 V，周期T0.02 s，表达式为u311sin （100t） V，故B、C选项正确三、变压器电路的动态问题分析动态分析该类问题的思路可表示为：例3用一理想变压器给负载供电，变压器输入端的电压不变，如图3所示开始时开关S是断开的现将开关S闭合，则图中所有交流电表的示数以及输入功率的变化情况是 （）图3

4、A.、的示数不变，的示数增大，的示数减小，P入增大B.、的示数不变，、的示数增大，P入增大C.、的示数不变，、的示数减小，P入减小D.的示数不变，的示数增大，的示数减小，的示数增大，P入减小解析电压表的示数由输入电压决定；电压表的示数由输入电压U1（大小等于电压表的示数）和匝数比n1/n2决定；电流表的示数由输出电压U2（大小等于电压表的示数）和负载电阻R负决定；电流表的示数即I1由变压器的匝数比n2/n1和输出电流I2决定；P入随P出而变化，由P出决定因输入电压不变，所以电压表的示数不变据公式U2n2U1/n1，可知U2也不变，即电压表的示数不变又据I2U2/R负知，S闭合后R负减小，故I2

5、增大，电流表的示数增大；输入电流I1随输出电流I2的增大而增大，故电流表的示数增大因P出U2I2，故P出增大P入随P出变化而变化，故P入也增大故选B.答案B四、远距离输电线路的分析与计算解决远距离输电问题要注意以下两点：1首先画出输电示意图，包括发电机、升压变压器、输电线、降压变压器、负载等，在图中标出相应物理量符号，利用输电电流IP/U，输电线上损失电压UIR线，输电线损失功率PI2R线2R线及其相关知识解答2分别在“三个回路”以及“两个变压器”上找各物理量之间的关系，特别注意以升压变压器的副线圈、输电线、降压变压器的原线圈组成的回路，在此回路中利用电路知识分析电压关系和功率关系例4发电机输

6、出功率为40 kW，输出电压400 V，用变压比（原、副线圈匝数比）为15的变压器升压后向远处供电，输电线的总电阻为5 ，到达用户后再用变压器降为220 V，求：（1）输电线上损失的电功率是多少？（2）降压变压器的变压比是多少？解析输电线路如图所示（1）发电机输出的电压为400 V，经升压变压器后电压为U400 V2103 V，由PUI得输电线上的电流IA20 A，输电线上损失的功率PI2R2025 W2103 W.（2）输电线上的电压损失UIR205 V100 V加在降压变压器原线圈两端的电压U1UU2103 V100 V1.9103 V，降压变压器副线圈两端的电压（用户所需的电压）U222

7、0 V，故降压变压器的变压比.答案（1）2103 W（2）95111（交变电流图像的应用）在匀强磁场中，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图4甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则 （）图4At0.005 s时线框的磁通量变化率为零Bt0.01 s时线框平面与中性面重合C线框产生的交变电动势有效值为311 VD线框产生的交变电动势频率为100 Hz2（变压器电路的动态分析问题）如图5所示，是通过街头变压器降压给用户供电的示意图输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动输出电压通过输电线输送给用户，每条输电线总电阻用R0表示当负载增加时，则 （）图5A电压表的示数

8、减小 B电流表的示数减小C电流表的示数减小 D电压表、的示数之差增大3（交变电流“四值”的应用和计算）如图6所示，匀强磁场的磁感应强度B0.5 T，边长L10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r1 ，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，角速度2 rad/s，外电路电阻R4 ，求：图6（1）转动过程中感应电动势的最大值；（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过60角时的瞬时感应电动势；（3）由图示位置转过60角的过程中产生的平均感应电动势；（4）交流电压表的示数；（5）线圈转动一周外力所做的功；（6）从图示位置起，周期内通过R的电荷量为多少？4（远距离输电线路的分析与计算）一

9、交流发电机输出端的电压为220 V，输出功率为4 400 W若用2 的输电导线给用户送电（1）如果用220 V的电压直接输送，用户得到的电压和电功率各是多少？输电效率是多少？（2）如果先用匝数比为110的变压器将电压升高，经过同样的输电线后，再用匝数比为101的变压器将电压降低供给用户，用户得到的电压和电功率各是多少？输电效率又是多少？学案7电能的输送 学习目标定位 1.理解输电线上电能的损失与哪些因素有关.2.理解减小电能损失的两个途径以及高压输电的原理.3.知道远距离输电的典型电路，并能利用变压器和电路的规律解决实际问题1电阻定律：在温度不变时，同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成 ，与

10、它的横截面积S成 ，导体电阻与构成它的材料有关，即R.2电功率P ，热功率P .3理想变压器原、副线圈的三个关系：P原 ，.一、电能输送中的电压损失和电能损耗1如图1所示，U损 ，P损 .2无论是为减小电压损失还是减小能量损耗，都要求使用 送电二、远距离输电系统远距离输电的基本原理：在发电站内用 变压器 ，然后进行远距离输电，在用电区域通过 变压器降到所需的电压三、直流输电当交流输电功率很大时， 、 引起的电压及 损失很大，所以现在有些大功率输电线路已经开始采用直流输电现代的直流输电，只是在 这个环节中使用直流问题设计如图2所示，假定输电线路中的电流是I，两条导线的总电阻是r，在图中把导线电阻

11、集中画为r，输送功率为P，发电厂输出的电压为U.那么：（1）远距离大功率输电面临的困难是什么？（2）输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低输电损耗的两个途径是什么？（3）为什么远距离输电必须用高压呢？要点提炼输电线上的电压损失和功率损失（设输电线上电阻为R，电流为I）1电压损失输电线始端电压U与输电线末端电压U的差值UUUIR.2功率损失（1）远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的电功率PI2R.（2）若输电线上损失的电压为U，则功率损失还可以表示为P，P .3减小电压、功率损失的方法（1）减小输电线的电阻由R可知，距离l一定时，使用电阻率小的材料，

12、导体横截面积可减小电阻（2）减小输电电流I由PUI可知，当输送功率一定时，升高电压可以减小电流二、远距离输电电路中的各种关系某发电站向远处送电的示意图如图3所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路（1）结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系（发电机内阻、n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计）（2）每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系？远距离输电问题的分析1解决远距离输电问题时，应首先画出输电的电路图，参考图3，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置2分析三个回路，在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源3综合运用下面三方面的知识求解（1）能量守恒：PU1I1U2I2P用户 PIRP用户U3I3U4I4.（2）电路知识：U2 U3UI2R（3）变压器知识：.其中PI2R，UI2R往往是解题的切入点一、输电线上功率损失的计算例1三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦（1）若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？（2）某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它占输出功率的比例是多少？（3）若将电压升高至50万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？