交流电规律的综合应用（习题课） 学习目标： 1、知道描述交变电流的物理量，周期、频率、峰值、有效值、平均值．(重点) 2、理解正弦式交变电流的最大值和有效值间的关系．会求解交变电流的有效值．(重点、难点) 3、可以正确区分正弦式交变电流电压的瞬时值、最大值、有效值、平均值，并进行相关热量、电量的运算。 4、掌握分析变压器静态问题、动态问题和远距离输电问题的思路 相关知识： 一、正弦式交变电流 1.产生：线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动. 2.两个特殊位置的特点 (1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变. (2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变. 3.电流方向的改变：一个周期内线圈中电流的方向改变两次. 4.交变电动势的最大值：Em＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关. 5.交变电动势随时间的变化规律(中性面开始计时) e＝nBSωsin ωt. 二、描述交变电流的物理量 1.周期和频率 (1)周期T：交变电流完成1次周期性变化所需要的时间，单位是秒(s).表达式为T＝＝(n为转速). (2)频率f：交变电流在1 s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹(Hz). (3)周期和频率的关系：T＝或f＝. 2.交变电流的瞬时值、最大值、有效值和平均值 (1)瞬时值：交变电流某一时刻的值. (2)最大值：交变电流或电压所能达到的最大的值. (3)有效值：让恒定电流和交变电流分别通过阻值相等的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就可以把恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值. (4)正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系 I＝，U＝，E＝. (5)交变电流的平均值 ＝n，＝. 三、变压器和远距离输电 1.变压器物理量之间的关系 2.变压器的分析方法 EMBED Word.Document.12 \* MERGEFORMAT 3.远距离输电 (1)理清三个回路（如图所示） (2)抓住两个联系 理想的升压变压器联系着回路1和回路2,由变压器原理可得:线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的关系是U1：U2=n1：n2,I1：I2=n2：n1,P1=P2。 理想的降压变压器联系着回路2和回路3,由变压器原理可得:线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各个量间的关系是U3：U4=n3：n4,I3：I4=n4：n3,P3=P4 (3)掌握一个守恒:P1=P2=P损+P4。 例题1：如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的左端接一只小灯泡，线圈所在空间内存在与线圈平面垂直且均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n＝100匝、总电阻r＝1.0 Ω、所围成矩形的面积S＝0.040 m2，小灯泡的电阻R＝9.0 Ω，磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e＝nBmScos t，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化.求： INCLUDEPICTURE "E:\\杨营\\2019\\大一轮\\物理\\11-25.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\张红\\看PPT\\2019\\一轮\\物理 通用\\杨营3\\word\\11-25.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张红\\看PPT\\2019\\一轮\\物理 通用\\杨营3\\word\\11-25.TIF" \* MERGEFORMATINET (1)线圈中产生感应电动势的最大值； (2)小灯泡消耗的电功率； (3)在磁感应强度变化的0～时间内，通过小灯泡的电荷量. 例题2：边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕OO′轴匀速转动，求： INCLUDEPICTURE "E:\\杨营\\2019\\大一轮\\物理\\11-15.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\张红\\看PPT\\2019\\一轮\\物理 通用\\杨营3\\word\\11-15.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张红\\看PPT\\2019\\一轮\\物理 ... ...
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