内容正文:
第五章
交变电流
章 末 小 结
素养脉络构建
交
变
电
流
交
变
电
流
核心素养提升
一、交流电瞬时值、最大值、有效值、平均值的计算和应用
1.瞬时值
它反映的是不同时刻交流电的大小和方向,瞬时值是时间的函数,正弦交流电瞬时值表达式为:e=Emsinωt,i=Imsinωt,应当注意此式表示从中性面开始计时。
2.最大值
线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴旋转所产生的交变电流的电动势,其最大值Em=nBSω,在考虑电容器的耐压值时,应根据交流电的最大值。
例 1
(1)若从图示位置开始计时,求线框中感应电动势的瞬时值表达式;
(2)从图示位置开始,线框转过90°的过程中,通过导线横截面的电荷量是多少?该电荷量与线框转动的快慢是否有关?
(3)由题目所给已知条件,外电路所接小灯泡能否正常发光?如不能,则小灯泡的实际功率为多大?
解题指导:交变电流的“四值”是易于混淆的问题。要认真掌握“四值”的辨析及应用。
3.任意时刻交变电流的瞬时值
图象上每个“点”表示某一时刻交变电流的瞬时值。
4.交流电图象问题的分析方法
(1)分析要点:一看、二变、三判。
一看:看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“截距”、看“面积”、看“拐点”,并理解其物理意义。
二变:掌握“图与图”“图与式”和“图与物”之间的变通关系。
三判:在此基础上进行正确的分析和判断。
(2)对于正弦交变电流的变化规律,不应只从其随时间按正弦规律变化这一点去认识,还应看到交流电动势随线圈在匀强磁场中空间位置的变化而变化,随线圈的磁通量变化而变化。
例 2
AC
解题指导:①开始计时时,线圈切割磁感线吗?②转速与周期是什么关系?③电动势的最大值如何表示?
三、理想变压器动态问题分析
1.匝数比不变的情况
如图所示
2.负载电阻不变的情况
如图所示
例 3
A
四、高压输电问题的一般解题思路
1.解决高压输电问题时,应先画输电电路草图,并在草图上标出各量,然后依次逐级计算;
2.以升压变压器和降压变压器原、副线圈为参考将输电线路划分为几个独立回路;
3.根据串联电路特点、欧姆定律、电功率公式等确定各部分回路电学量之间的关系;
4.根据升压变压器和降压变压器原、副线圈的电压、电流关系和功率关系列式求解,利用好能量守恒这条主线。
一个小型水力发电站(如图所示),发电机输出电压U0=250 V,内电阻可