高考物理交變電流的產(chǎn)生和描述考點總結(jié)(編輯修改稿)
2024-09-25 14:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 數(shù)分別為 ( ) 圖 10－ 1－ 11 A． A,200 V B． A,141 V C． 2 A,200 V D． 2 A,141 V 解析： 電流表和電壓表的示數(shù)顯示的是有效值， U＝ ＝ 100 V≈141 V， I＝ ＝ A，故選項 B正確． 答案： B 4． (2020徐州模擬 )某交變電流的 u－ t圖象如圖 10－ 1－ 12所示， 將它加在一個阻值為 110 Ω的 電阻器兩端．下列說法中正 確的是 ( ) 圖 10－ 1－ 12 A．電壓的有效值為 220 V B．電流的周期為 s C．如果在該電阻器兩端并聯(lián)一個交變電壓表，該電壓表 的示數(shù)為 220 V D．如果在該電路中串聯(lián)一個交流電表，該電流表的示數(shù) 為 2 A 解析： 由圖象可知，電壓的最大值為 220 V，周期為 s，故 A、 B錯．若將該交變電流加在 110 Ω電阻上，電壓表測得示數(shù)為 220 V，電流表測電流時 I＝ A＝ 2 A， C正確，D錯． 答案： C 5． 圖 10－ 1－ 13是高頻焊接的原理示意圖 ． 將待焊接的圓 形金屬工件放在導線做成的線圈內(nèi) ． 線圈中通以高頻的 交變電流 ． 已知待焊接的圓形金屬工件半徑 r＝ 10 接時 ， 線圈通電后產(chǎn)生垂直于工件所在平面的變化磁 場．磁場的磁感應(yīng)強度的變化率為 πsinωt(T/s)．焊 接處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的 99倍．工件非 焊接部分每單位長度上的電阻 R0＝ 10－ 3π(Ωm－ 1)， 焊縫非常狹窄．求焊接過程中焊接處產(chǎn)生的熱功率 (取 π2＝ 10，不計溫度變化對電阻的影響 )． 1000 2圖 10－ 1－ 13 解析： 對金屬工件，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律 S＝ πr2 代入數(shù)據(jù)得 e＝ 100 電動勢的有效值 E＝ 100 V 工件非焊接部分的電阻 R＝ R02πr＝ 2 10－ 3 Ω 對金屬工件，根據(jù)歐姆定律 焊接處產(chǎn)生的熱功率 P＝ I2 99R 代入數(shù)據(jù)得 P＝ 104 W. 答案： 104 W 一、變壓器原理 1．構(gòu)造和原理 (如圖 10－ 2－ 1所示 ) (1)主要構(gòu)造：由 、 和 組成． (2)工作原理：電磁感應(yīng)的 現(xiàn)象． 原線圈 副線圈 閉合鐵芯 互感 圖 10－ 2－ 1 不考慮銅損（線圈電阻產(chǎn)生的焦耳熱）、鐵損（渦流產(chǎn)生 的焦耳熱）和漏磁的變壓器，其輸入功率與輸出功率相等 . 理想變壓器是一個理想化模型 . 3．理想變壓器的基本關(guān)系式 基本關(guān)系 “ 一對一 ” 變壓器 “ 一對二 ” 變壓器 電壓 ＝ 功率 P1＝ P2 P1＝ P2＋ P3 電流 ＝ (n1I1＝ n2I2) n1I1＝ n2I2＋ n3I3 1． “ 一對一 ” 變壓器指回字形鐵芯中有一個原線圈和一 個副線圈； “ 一對二 ” 變壓器指回字形鐵芯中有一個原 線圈和兩個副線圈． 2．副線圈的電壓比原線圈的電壓低，這樣的變壓器叫做降 壓變壓器，反之則叫升壓變壓器． 4．互感器 (1)電壓互感器：用來把高電壓變成低電壓，如圖 10－ 2－ 2 (a)所示． (2)電流互感器：用來把大電流變成小電流，如圖 10－ 2－ 2 (b)所示． 圖 10－ 2－ 2 二、電能的輸送 1．輸電線路的構(gòu)成 主要有發(fā)電機、升壓變壓器、輸電導線、降壓變壓器、用電 器，如圖 10－ 2－ 3所示． 圖 10－ 2－ 3 由于電機本身的輸出電壓不可能很高 ， 所以采用高壓 輸電時 ， 在發(fā)電站內(nèi)需用升壓變壓器升壓后再由輸電 線輸出 ， 到用電區(qū)再用降壓變壓器降到所需的電壓 ． 2．輸送電能的基本要求 (1)可靠：保證供電線路正常工作． (2)保質(zhì)：保證供電質(zhì)量 —— 電壓和頻率要穩(wěn)定． (3)經(jīng)濟：線路建設(shè)和運行的費用低 —— 能耗少、電價低． 3．損失電能的分析 任何輸電線都有電阻，因此當電能通過輸電線送向遠方， 電流流過輸電線時，因輸電線有電阻而發(fā)熱，從而損失 電能． 設(shè)輸電電流為 I，輸電線電阻為 R，則輸電線上的功率損 失 P損 ＝ I2R. 基 本 關(guān) 系 功率關(guān)系 P入 ＝ P出 電壓關(guān)系 U1/U2＝ n1/n2，與負載、副線圈的多少無關(guān) 電流關(guān)系 ① 只有一個副線圈時： I1/I2＝ n2/n1 ② 有多個副線圈時：由 P入 ＝ P出 得 I1U1＝ I2U2＋ I3U3＋ ? ＋ InUn或 I1n1＝ I2n2＋I3n3＋ ? ＋ Innn 因果關(guān)系(n1和 n2不變時 ) ① 由 U2＝ U1可知 U1決定 U2，即原線圈兩端電壓決定副線圈兩端的電壓 ② 由 I1＝ I2可知 I2決定 I1，即副線圈中的電流決定原線圈中的電流 ③ 由 P入 ＝ P出 可知輸出功率決定輸入功率，功率按需分配 1．變壓器應(yīng)用的是交變電流，不用恒定直流． 2．變壓器不改變交變電流的頻率，不改變功率，只改變交 變電流的電壓和電流． 1．對于理想變壓器，下列說法中正確的是 ( ) A．原線圈的輸入功率隨副線圈輸出功率增大而增大 B．原線圈的輸入電流隨副線圈輸出電流的減小而增大 C．原線圈的電流不隨副線圈的輸出電流變化而變化 D．當副線圈電流為零時，原線圈電流為零 解析： 對于理想變壓器，輸出功率決定輸入功率，故 A正確；輸出電流決定輸入電流，故 B、 C錯；原線圈電壓并不會因為 I2為 0，它就為 0， I2為 0表示副線圈斷路， U1仍存在，故 D錯誤． 答案： A 由輸電線上的功率損失 ΔP＝ I2R線可知，有兩種途徑來減小輸電損失： 1．減小輸電線的電阻 R，據(jù) R′＝ ρ，可得以下幾種 方法： (1)減小輸電線長度 ，所以在實際中不 可能用減小 l來減小 R. (2)減小電阻率 材料． (3)增大導線的橫截面積 度的，過粗會多耗費金屬材料，增加成本，同時給輸電線 的架設(shè)帶來很大的困難． 2．減小輸電電流 I，據(jù) I＝ (1)減小輸送功率 到減少損耗的目的． (2)提高輸電電壓 P一定，輸電線電阻 R一定的條 件下，輸電電壓提高到原來的 n倍，據(jù) P損＝ ( )2R知， 輸電線上的功率損耗將降為原來的 根據(jù)以上分析知，采用高壓輸電是減小輸電線上功率損耗 最有效、最經(jīng)濟的措施．
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