第3章 交变电流与远距离输电 章末总结-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册同步全程学习全书word（鲁科版）

享学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 章末总结 知识整合·构建网络 大小、方向随时 电流热 线圈在匀强磁场中 构造 同一铁芯有原、副线圈 间周期性变化 效应 绕垂直磁感线的轴 原理 原、副线圈发生互感 匀速转动 变压器 作用 改变正弦交流电的电压 定义 图像 有效值 产生 规律 及=、P队=Pm=% U22 2 一般交流 交变电流正弦交流电 三个 可常保质、经济 描述 要求 输入回路 周期(T)和 输送 E个 输送回路 损失电 瞬时值 图像 峰值 有效值 频率（∫） 回路 压、电能 高压 中性面开始 用户回路 计时 e-图像 输电 T- e=Easin ot E=noBS F= w-图像 升压变 2四 U nI<m -图像 T- U= 两个 压器 u=U sin w i=Isin wt 中-图像 2T 联 降压变 压器 专题研析·拓展提升 专题一交变电流“四值”的理解与计算 [例1] 如图为一个小型旋转电枢式交流发电机结构示意图，其矩形 线圈的长度为L,宽度为L2,共有n匝，总电阻为r,与线圈两端相接触 的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻，线圈以角速度ω在磁感应 强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴00'匀速运动，沿 转轴00'方向看去，线圈沿逆时针方向转动，t0时刻线圈平面与磁 感线垂直。 0. ·独家授权侵权必究· 学科网书城 品牌书店·知名教捕·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 (1)求线圈经过图示位置时，通过电阻R的感应电流的方向； (2)写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式： (3)求线圈从t=0时所处的位置开始到转过90°的过程中的平均感应 电动势： (4)求线圈从t=0时所处的位置开始转过60°时电路中的瞬时电流： (⑤)求线圈转动一个周期内电阻R上产生的热量。 解析：(1)根据右手定则判断可知，线圈中的电流方向是d→c→b→a, 故通过电阻R的电流是自下而上。 (2)从中性面开始计时，感应电动势随时间按正弦规律变化，且最大 值En=nBLIL2o,所以感应电动势的瞬时值表达式e-nBLaL2wsinωt。 (3)线圈转过90°过程中，磁通量的改变量△Φ=BLL2,时间为△t ×答嘉， 由法拉第电磁感应定律有 En提 nBLiLe 2nBLALg π (④)根据闭合电路欧姆定律，电流随时间的变化关系式为 LmotnBLo R+r R+r sin ot, 而ut60°，则i nBLLgo 3nBL L2o R+r 2(R+9 (⑤)电动势的有效值B看-坠坐 2 电流的有效值I磊 √2 nBL L2w 2(R+)’ 而周期恶， 则线圈转动一个周期内电阻R上产生的热量 wRn2BLfL2 Q=I2RT- (R+r2 独家授权侵权必究 学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 答案：(1)自下而上 (2)e=nBLIL2 sin t (3)2nBLL π (④ (5) wRn2B-LLa (R+r2 Q规律总结 (1)瞬时值：它反映不同时刻交变电流的大小和方向，表达式e=Esin wt,u=Usin @t,i=I sin @t对应线圈从中性面开始计时。 (2)最大值：电动势、电压或电流变化过程中的最大值，它表示交变电 流大小的变化范围，当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大且 为EnSo。电容器接在交流电路中，则交变电压的最大值不能超过 电容器的耐压值。 (③)有效值：正弦式交变电流的有效值跟最大值之间的关系是方 U,I=方1。对于非正弦式交变电流，应根据电流的热效应计算。通常 用电压表、电流表所测的交流电压、电流的值，都是有效值。用电器 上所标电压、电流值也是有效值。在计算交变电流通过导体产生热量、 电功以及确定保险丝的熔断电流时，需要用有效值。 (④)平均值：在由E是计算某一过程线圈中产生的平均感应电动势 时，△Φ为该过程中磁通量的改变量。计算平均值切忌用算术平均法， E≠，也不同于有效值。 [针对训练1]某小型交流发电机的示意图如图所示，其矩形线圈 abcd的面积为S-0.03m,共有n=10匝，线圈总电阻为r=12,线圈处 于磁感应强度大小为B5T的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的 ·独家授权侵权必究· 学科网书城国 品牌书店·知名教捕·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 固定对称轴00'转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电 路阻值为R-92的电阻连接。在外力作用下线圈以角速度o=10π rad/s绕轴O0'逆时针匀速转动，下列说法正确的是(C) 01 A.刚开始转动时线圈中感应电流方向为abcd B.用该交流发电机给电磁打点计时器供