《高三物理二轮复习23个专题》专题16：交流电

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交流电
例1：给额定功率 60W、额定电压 220V 的白炽灯加上如图所示
的电压，恰使灯正常发光，则所加电压 U0的大小约为 （ C ）
A. 220V B. 310V C. 350V D. 440V
解：所加电压的周期为 20× 10 -3s = 8ms
设电灯的电阻为 R，加上图示的电压时的功率为 PL，
PLt2 = (U02 /R)t1 +0 (式中 t1 = 8ms t2 =20 ms)
由题意 PL= (U02 /R)t1/t2= U 额2 /R =60W
U02 = U 额2 t2/t 1 =2202 ×20/8 =1102 ×10
∴ U0≈350V
例2:如图是一个理想变压器的电路图，若 A、B两点接交流电压
U时，五个相同的灯泡均正常发光，则原、副线圈的匝数比为：
( C )
A. 5 : 1
B. 1 : 5
C. 4 : 1
D. 1 : 4
解：设灯泡正常发光的电流为 I，
则原、副线圈的电流分别为 I和4I，如图示。
所以原、副线圈的匝数比为 4 : 1
例3. 如图所示，abcd 是交流发电机的矩形线圈,
ab=30cm,bc=10cm, 共50 匝, 它在 B=0.8T 的匀强磁场中绕中心轴
OO′顺时针方向匀速转动，转速为 480r/min,线圈的总电阻为 r=1Ω,
外电阻为 R=3 Ω,试求:
1. 若线圈从图示位置开始计时,沿abcd 流动
的方向为正方向,画出交流电流的图象.
2. 线圈从图示位置转过 1/4 转的过程中,
1
U0
U/V
t/10 -3s
20
8
028 40 48 60
n1n2
U
A
B
a
bc
d
B
R
V
A
3/16
1/16
-15.1
15.1
t / s
1/8
0
电阻 R上产生的热量和通过导线截面
的电量
3.电流表和电压表的读数
4.从图示位置转过 180°过程中
的平均感应电动势
解：从中性面开始计时有 e=E m sin ω t ，其中 Em = NB ω S，
ω=2πn=2 π ×480/60=16π，∴ Em = NBωS =60.3V，Im =
Em /（R+r）=15.1A
注意到从开始转动时产生的感应电流沿 dcbad 方向，与规定方向相
反，为负值。∴i = - Im sinω t= -15.1 sin 16πt （A）
T=2π/ω=1/8 s
图线如图示
2. 有效值为
转过 900的过程中电阻 R上产生的热量为
Q=I2 R t= I2 R T/4=10.7J
感应电流的平均值为
转过 900的过程中通过导线横截面的电量为
3.电流表和电压表的读数 I=10.7A
4. 求从图示位置转过 180°过程中的平均感应电动势
解：由法拉第电磁感应定律
2
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