1、本章整合,專題一,專題二,專題三,專題一如何運用交變電流的“四值” 交變電流的“四值”是指交變電流的峰值、瞬時值、有效值和平均值。它是近幾年的高考在考查“交變電流”有關內容時的主要考點,只有弄清它們的適用情景,才能在具體應用中避免張冠李戴。下面舉例說明。 (1)在研究與交變電流熱效應有關的問題時,只能用有效值。如研究交變電流的電功、電功率、保險絲的熔斷電流、交流電表的示數等問題時。,專題一,專題二,專題三,【例題1】如圖所示,一理想變壓器原、副線圈的匝數比為,絲不致熔斷,調節(jié)R時,其阻值最低不能小于(),點撥I0=1 A是指原線圈中電流的有效值不能大于1 A,保險絲才不致熔斷。,專題一,專題二

2、,專題三,解析:當原線圈電流I1=I0時,故選項C正確。 答案:C,專題一,專題二,專題三,(2)在研究電容器的耐壓值時,只能用峰值。 【例題2】 一電容器兩端允許加的直流電壓最大值是260 V,能否將它接在按正弦規(guī)律變化的交流電壓為220 V的電路中? 點撥電容器工作時加在它兩端電壓的最大值不能超過它的耐壓值。 解析:題中所述的220 V交流電壓是指有效值,其最大值為,化的電壓有效值為220 V的電路中,否則該電容器將會被擊穿。 答案:不能,專題一,專題二,專題三,(3)在研究交變電流通過導體橫截面的電荷量時,只能用平均值。 【例題3】如圖所示,物理實驗中,常用一種叫作“沖擊電流計”的儀器測

3、定通過電路的電荷量,探測線圈與沖擊電流計串聯后可用來測定磁場的磁感應強度。已知線圈匝數為n,面積為S,線圈與沖擊電流計組成的回路電阻為R。若將線圈放在被測勻強磁場中,開始線圈平面與磁場垂直,現把探測線圈翻轉180,沖擊電流計測出通過線圈電荷量為q,由上述數據可測出被測磁場的磁感應強度為(),專題一,專題二,專題三,答案:A,專題一,專題二,專題三,(4)在研究某一時刻線圈受到的安培力或研究氖管的發(fā)光時間等問題時,只能用瞬時值來考慮。 【例題4】如圖所示,勻強磁場的磁感應強度為B,方向豎直向下。在磁場中有一個邊長為l的正方形剛性金屬框,ab邊質量為m,其他三邊的質量不計。金屬框的總電阻為R,cd

4、邊上裝有固定的水平軸?，F在將金屬框從水平位置由靜止釋放。不計一切摩擦,金屬框經t時間恰好通過豎直位置abcd。若在此t時間內,金屬框中產生的焦耳熱為Q,求ab邊通過最低位置時受到的安培力。,專題一,專題二,專題三,點撥:本題既不能用電流的有效值求解,也不能用電流的平均值求解,而是用ab邊到最低位置時的瞬時電流值求解。 解析:由能量守恒知,在t時間內ab桿重力勢能的減少量最后轉化為它到達最低點的動能和全過程中框中產生的熱量,即,專題一,專題二,專題三,專題二變壓器與分壓器 變壓器(圖甲)和分壓器(圖乙)都能起到改變電壓的作用,但二者又有著本質的區(qū)別。,為了加深同學們對這兩種裝置的認識,更好地理解

5、和應用它們來解決實際問題,現結合上圖將二者區(qū)別如下:,專題一,專題二,專題三,專題一,專題二,專題三,【例題5】如圖甲、乙所示的兩電路中,當a、b兩端與e、f兩端分別加上220 V的交流電壓時,測得c、d間與g、h間的電壓均為110 V。若分別在c、d兩端與g、h兩端加上110 V的交流電壓,則a、b間與e、f間電壓分別為() A.220 V,220 VB.220 V,110 V C.110 V,110 VD.220 V,0 點撥:對變壓器應根據理想變壓器的電壓關系分析求解,對分壓器應根據串聯電路的分壓關系分析求解。,專題一,專題二,專題三,解析:具有接頭的變壓器,由實際所用的原、副線圈匝數比

6、決定電壓比,a、b與c、d的匝數比為21,故c、d兩端加上110 V的交流電壓,a、b間電壓為220 V。滑動變阻器則必須用U=IR求電壓。g、h兩端加上110 V的交流電壓,因e、g之間無電流,e與g等電勢,e、f間電壓為110 V。 答案:B,專題一,專題二,專題三,專題三變壓器問題考查的幾種類型 1.理想變壓器的變壓原理問題,專題一,專題二,專題三,【例題6】在繞制變壓器時,某人將兩個線圈繞在如圖所示變壓器鐵芯的左右兩個臂上。當通以交變電流時,每個線圈產生的磁通量都只有一半通過另一個線圈,另一半通過中間的臂。已知線圈1、2的匝數之比n1n2=21。在不接負載的情況下() A.當線圈1輸入

7、電壓為220 V時,線圈2輸出電壓為110 V B.當線圈1輸入電壓為220 V時,線圈2輸出電壓為 55 V C.當線圈2輸入電壓為110 V時,線圈1輸出電壓為220 V D.當線圈2輸入電壓為110 V時,線圈1輸出電壓為440 V,專題一,專題二,專題三,答案:B,專題一,專題二,專題三,2.理想變壓器的動態(tài)分析問題 對理想變壓器進行動態(tài)分析的兩種常見情況: (1)原、副線圈匝數比不變,分析各物理量隨負載電阻變化而變化的情況,進行動態(tài)分析的順序是 RI2P2P1I1。 (2)負載電阻不變,分析各物理量隨匝數比的變化而變化的情況,進行動態(tài)分析的順序是 n1、n2U2I2P2P1I1。,專

8、題一,專題二,專題三,【例題7】如圖所示,理想變壓器原、副線圈回路中的輸電線的電阻忽略不計,當S閉合時() A.電流表A1的讀數變大,電流表A2的讀數變小 B.電流表A1的讀數變大,電流表A2的讀數變大 C.電流表A1的讀數變小,電流表A2的讀數變小 D.電流表A1的讀數變小,電流表A2的讀數變大 點撥:根據動態(tài)分析的第一種情況分析,即I2P2P1I1。,專題一,專題二,專題三,答案:B,專題一,專題二,專題三,3.變壓器原線圈接有用電器的問題 由于原線圈中接有用電器,所以原線圈兩端電壓不等于電源電壓,這種情況下電源兩端電壓等于用電器兩端電壓與原線圈兩端電壓之和。若從電壓與匝數關系分析,難以得

9、出結論,所以這類問題一般由電流關系入手解決比較方便。 【例題8】 如圖所示,理想變壓器的原、副線圈匝數之比為n1n2=41,原線圈回路中的電阻A與副線圈回路中的負載電阻B的阻值相等。a、b 端加一交流電壓后,兩電阻消耗的電功率之比PAPB=,兩電阻兩端的電壓之比UAUB=。,專題一,專題二,專題三,點撥:由原、副線圈中的電流關系入手可判斷兩電阻兩端的電壓關系,進而判斷出兩電阻消耗的功率關系。 解析:理想變壓器的原、副線圈中的電流之比 IAIB=n2n1=14 又RA=RB,因此消耗的電功率之比 由UA=IARA、UB=IBRB,得 UAUB=IAIB=n2n1=14。 答案:11614,專題一

10、,專題二,專題三,4.有兩組或兩組以上副線圈的變壓器問題。 兩個副線圈以上的理想變壓器同樣遵守功率關系和電壓關系,一個副線圈時的電流跟匝數的反比關系不再成立。同一鐵芯上的每個線圈都處在同樣的變化的磁場中,因此穿過任何一個線圈的每一匝的磁通量的變化率是一樣的,因此電壓關系同樣成立,而電流關系,只能由P入=P出(即I1U1=I2U2+I3U3+)求解。,專題一,專題二,專題三,【例題9】如圖所示,理想變壓器原線圈 接到220 V的交流電源上,副線圈 的匝數為30,與一標有“12 V 12 W”的燈泡連接,燈泡正常發(fā)光。副線圈的輸出電壓為110 V,電流為0.4 A。求: (1)副線圈 的匝數。 (