章末總結
要點一交變電流的有效值
交變電流的有效值是根據電流的熱效應規定的：讓交流和直流通過相同阻值的電阻，如果讓它們在相同的時間內產生的熱量相等，就把這一直流的數值叫做這一交流的有效值．
(1)只有正弦式交變電流的有效值才一定是最大值的倍．
(2)通常所說的交變電流的電流、電壓；交流電表的讀數；交流電器的額定電壓、額定電流；保險絲的熔斷電流等都指有效值．
要點二交變電流的「四值」的區別與聯絡
正弦式交變電流的電動勢、電壓和電流都有最大值、有效值、瞬時值和平均值．以電動勢為例：最大值用em表示，有效值用e表示，瞬時值用e表示，平均值用表示，它們之間的關係是e＝，e＝emsin ωt，平均值不常用，必要時可用電磁感應定律直接求＝n.特別要注意，有效值和平均值是不同的兩個物理量，在研究交變電流做功、電功率以及產生的熱量時，只能用有效值；另外，各種交流電表指示的電壓、電流和交流電器上標註的額定電壓、額定電流，指的都是有效值，與熱效應有關的計算，如保險絲的熔斷電流等必須用有效值，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，千萬不可混淆．
要點三理想變壓器
理想變壓器的兩個基本公式是：(1)＝，即對同一變壓器的任意兩個線圈，都有電壓和匝數成正比．(2)輸入功率等於輸出功率．無論有幾個副線圈在工作，變壓器的輸入功率總等於所有輸出功率之和．需要引起注意的是：①只有變壓器是乙個副線圈時，才滿足＝，但是變壓關係總滿足＝.
②變壓器的輸入功率是由輸出功率決定的．
要點四遠距離輸電
1．在求解遠距離輸電問題時，一定要先畫出遠距離輸電的示意圖來，包括發電機、兩台變壓器，輸電線等效電阻和負載電阻，並依次寫出各部分的符號以便備用．一般設兩個變壓器的初次級線圈的匝數分別為n1、n1′、n2、n2′，相應的電壓、電流、功率也應採用相應的符號來表示．
2．遠距離輸電的功率損失
在遠距離輸送電能計算線路功率損耗時常用關係式p損＝ir線計算．其原因是i線較易由公式i線＝求出，p損＝u線i線或p損＝，則不常用，其原因是在一般情況下，u線不易求出，且易把u線和u輸相混淆而造成錯誤．
遠距離輸電中的功率關係：p輸＝p線損＋p使用者．
一、交變電流的產生規律
【例1】 如圖5－1所示，
圖5－1
線圈的面積是0.5 m2，共100匝；線圈電阻為1 ω，外接電阻為r＝9 ω，勻強磁場的磁感應強度為b＝t，當線圈以300 r/min的轉速勻速旋轉時，求：
(1)若線圈從中性面開始計時，寫出線圈中感應電動勢的瞬時值表示式．
(2)線圈轉過1/30 s時電動勢的瞬時值多大？
(3)電路中交流電壓表和電流錶的示數各是多大？
解析 (1)e＝emsin ωt＝nbs·2πnsin(2πnt)＝500sin(10πt)．
(2)當t＝s時，電動勢的瞬時值
e＝500sin(10π×) v＝433 v.
(3)電動勢的有效值為e＝＝v＝353.6 v，電流錶的示數為i＝＝35.4 a，電壓表的示數為u＝ir＝35.4×9 v＝318.6 v.
答案 (1)e＝500sin(10πt) v (2)433 v
(3)318.6 v 35.4 a
二、交變電流圖象的考查
【例2】 乙個面積為s的矩形線圈在勻強磁場中以其
圖5－2
一條邊為軸做勻速轉動，磁場方向與轉軸垂直，線圈中感應電動勢e與時間t的關係如圖5－2所示，感應電動勢的最大值和週期可由圖中讀出，則磁場的磁感應強度b為多大？在t＝t/12時刻，線圈平面與磁感應強度的夾角為多大？
解析由於線圈在勻強磁場中以其一條邊為軸做勻速轉動時，交變電流的公式仍然適用．由圖可以直接讀出交變電流的最大值em和週期t.感應電動勢為最大值時，線圈平面與磁場方向平行，感應電動勢的最大值為em＝nbsω，式中的n＝1，ω＝，由此可求得b＝.從圖象可以看出，線圈開始轉動時為最大值，這時線圈平面與磁場b方向平行，從開始時刻起線圈轉過的角度，也就是線圈平面與b的夾角，設這個夾角為θ，則θ＝ωt，在t＝t/12時刻，θ＝ωt＝×＝.
答案三、理想變壓器的考查
【例3】 有兩個輸出電壓相同的交變電源，第乙個電源外接電阻為r1；第二個電源外接乙個理想變壓器，變壓器原線圈的匝數為n1，副線圈的匝數為n2，變壓器的負載為乙個阻值為r2的電阻．今測得兩個電源的輸出功率相等，則兩電阻的大小之比r1∶r2為( )
a．n1∶n2 b．n∶n
c．n2∶n1d．n∶n
解析兩電源的輸出電壓和輸出功率都相等，說明兩電源的電流都相等，對於連線變壓器的電源，其電流i1與副線圈的電流i2關係為：
＝，i2＝，i1＝，u2＝u1，i1＝①
直接接電阻r1的電源的電流為i＝，i＝i1，u＝u1
將它們代入①式後可得r1∶r2＝n∶n.
答案 b
四、遠距離輸電
【例4】 有條河流，流量q ＝2 m3·s－1，落差h＝5 m，現利用其發電，若發電機總效率為50%，輸出電壓為240 v，輸電線總電阻r＝30 ω，允許損失功率為輸出功率的6%.為滿足用電的需要，則該輸電線路所使用的理想公升壓、降壓變壓器的匝數比各是多少？能使多少盞「220 v,100 w」的電燈正常發光？
解析按題意畫出遠距離輸電的示意圖，如下圖所示．
電源端的輸出功率
=輸電線上的功率損失p損=i2r
所以輸電線中電流為
=10 a
公升壓變壓器的原線圈電壓=240 v
副線圈送電電壓為
所以公升壓變壓器的變壓比為
=6∶125
輸電在線電壓的損耗δu損=ir=10×30 v=300 v
則降壓變壓器的原線圈的電壓
300 v=4 700 v
據題意知，u2′=220 v，所以降壓變壓器的匝數比為
=4 700∶220=235∶11
因為理想變壓器沒有能量損失，所以可正常發光的電燈盞數為
盞=470盞
答案 ∶=6∶125 ∶=235∶11 470
1.用電高峰期，電燈往往會變暗，其原理可簡化為如圖5－3所示的模型，即理想變壓器原線圈電壓穩定，副線圈上通過輸電線連線兩隻相同的燈泡l1和l2，輸電線的等效電阻為r，當開關s閉合時( )
圖5－3
a．通過l1的電流減小 b．r兩端的電壓增大
c．副線圈輸出電壓減小 d．副線圈輸出功率減小
答案 ab
2．學校的變壓器把電壓為1 000 v的交流電降壓為u＝311sin 100πt v後供給各教室，輸電線的零線b上保持零電勢不變，而火線a上的電勢隨時間週期性變化．為保證安全用電，教室裡電燈的開關要接在火線上，如圖5－4所示，下列說法正確的是( )
圖5－4
a．變壓器原線圈與副線圈的匝數比為50∶11
b．此交流電的頻率為100 hz
c．開關斷開時其兩觸點間的電壓為220 v
d．火線上的最高電勢與最低電勢之差為311 v
答案 ac
3．通有電流i＝imsin ωt的長直導線oo′與斷開的圓形線圈在同一平面內，如圖5－5所示，(設電流由o至o′為電流正向)為使a端的電勢高於b端的電勢且uab減小，交流電必須處於每個週期的( )
圖5－5
a．第乙個週期b．第二個週期
c．第三個週期d．第四個週期
答案 a
解析由e∝∝可知，要e減小，即要減小，題中要求φa>φb，由楞次定律知，只有在0～才符合要求．
4．為了測定和描繪「220 v,40 w」白熾燈燈絲的伏安特性曲線，可以利用調壓變壓器供電．調壓變壓器是一種自耦變壓器，它只有一組線圈l繞在閉合的環形鐵芯上，輸入端接在220 v交流電源的火線與零線間，輸出端有乙個滑動觸頭p，移動它的位置，就可以使輸出電壓在0～250 v之間連續變化，圖5－6中畫出的是調壓變壓器的電路符號．實驗室內備有交流電壓表，交流電流錶，滑動變阻器，開關，導線等實驗器材．
圖5－6
(1)在圖5－6中完成實驗電路圖．
(2)說明按你的實驗電路圖進行測量，如果電表內阻的影響不能忽略，在電壓較高段與電壓較低段相比較，哪段誤差更大？為什麼？
答案 (1)如圖所示，開關應接在火線上，電流錶內接和外接都可以．
(2)如果採用電流錶外接法，電壓較高段誤差更大，因為電壓越高，燈絲電阻越大，由於電壓表分流而造成的誤差越大；如果採用電流錶內接法，電壓表較低段誤差更大，因為電壓越小，燈絲電阻越小，由於電流錶分壓造成的誤差越大．
章末檢測
一、選擇題
1．日常生活中，我們常用微波爐來加熱食品，它是利用微波來工作的．接通電源後，220 v的交流電經過變壓器後，在次級產生2 000 v高壓交流電，加到磁控管兩極之間，使磁控管產生微波．下列說法中正確的是( )
a．微波爐的變壓器原副線圈的匝數之比為11∶100
b．微波爐的變壓器原副線圈的匝數之比為100∶11
c．微波爐的輸出功率是由輸入功率確定的
d．微波爐的輸入功率是由輸出功率確定的
答案 ad
解析根據理想變壓器的電壓和匝數成正比，所以原副線圈的匝數比為11∶100，對於變壓器，輸入功率是由輸出功率決定的．
2．如圖1所示，m是一小型理想變壓器，接線柱a、b接在電壓u＝311sin 314t v的正弦交流電源上，變壓器右側部分為一火警報警系統原理圖，其中r2為用半導體熱敏材料製成的感測器，電流錶a2為值班室的顯示器，顯示通過r1的電流，電壓表v2顯示加在報警器上的電壓(報警器未畫出)，r3為一定值電阻．當感測器r2所在處出現火警時，以下說法中正確的是( )
圖1a．a1的示數不變，a2的示數增大
b．a1的示數增大，a2的示數增大
c．v1的示數增大，v2的示數增大
d．v1的示數不變，v2的示數減小
答案 d
解析溫度公升高, r總↓→r總↓→i總↑→↓→↓→↑，而接在原線圈的電源兩端，不發生變化，d正確．
3．正弦交流電源與電阻r1、r2、交流電壓表按圖2甲所示的方式連線，r1＝20 ω，r2＝10 ω，交流電壓表的示數是20 v，圖乙是交變電源輸出電壓u隨時間t變化的圖象，則( )
交變電流一章總結複習
一.本週教學內容 二.知識要點 一 交變電流 1.定義 強度和方向都隨時間作週期性變化的電流叫交變電流。2.正弦式電流 隨時間按正弦規律變化的交變電流叫正弦式電流。二 正弦式電流的產生和變化規律 1.產生 在勻強磁場裡，繞垂直於磁場方向的軸勻角速轉動的線圈裡產生正弦式電流。2.變化規律 1 函式形式...
交變電流反思
物理組 張繼福 交流與直流有許多相似之處，也有許多不同之處 學習中我們特別要注意的是交流與直流的不同之處，即交流電的特殊之處 這既是學習 了解交流電的關鍵，也是學習 研究新知識的重要方法 在與已知的知識做對比中學習和掌握新知識特點的方法，是物理課學習中很有效和很常用的方法 在學習交變電流之前，應幫助...
交變電流的描述總結
交變電流產生 總結 1圖甲是某燃氣爐點火裝置的原理圖。轉換器將直流電壓轉換為圖乙所示的正弦交變電壓，並加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原 副線圈的匝數分別為 為交流電壓表。當變壓器副線圈電壓的瞬時值大於5000v時，就會在鋼針和金屬板間引發電火花進而點燃氣體。以下判斷正確的是 a 電壓表的示數等於...