- 高三物理交变电流
高三物理交变电流包括以下内容:
1. 交变电流的产生:发电机模型。
2. 描述交流电的物理量:电流、电压、周期、频率、电动势的瞬时值表达式。
3. 正弦式交流电:按正弦规律变化的交流电叫做正弦式交流电,是高中阶段研究交流电最常见的方式。
4. 有效值:交流电的有效值是根据电流的热效应规定的,让交流电和直流电通过同样的电阻,如果它们在同一时间内产生的热量相等,就说这种交流电的电压或者电流的大小等于直流电的有效值。
此外,还有交流电的功率、变压器的原理、远距离输电等内容。
相关例题:
题目:一个理想变压器将电压为U的交流电源变压为U'的交流电源。已知变压器的原线圈接有电阻R,副线圈接有一交流发电机。该发电机由两个完全相同的部分组成,其中一个部分是线圈A,另一个部分是线圈B。线圈A和线圈B的匝数分别为n1和n2,且n1 > n2。当开关S闭合时,发电机开始转动。
已知:
发电机的内阻为r
发电机的输出功率为P
发电机的输出电压为U''
变压器原线圈的电阻为R
求:
发电机的转速
发电机的输出电压U''的大小
变压器副线圈的电流I''的大小
答案:
1. 根据理想变压器的原理,有:
U' = n'U
其中n'为副线圈的匝数。
又根据发电机的输出功率P = UI,可得:
I'' = P / U''
其中I''为副线圈的电流。
由于发电机有两个部分组成,且匝数比为n1:n2,所以线圈A和线圈B的电流比为n2:n1。当开关S闭合时,发电机开始转动,根据法拉第电磁感应定律,有:
E = n1dΦ / dt + n2dΦ / dt
其中Φ为磁通量。
根据能量守恒定律,发电机输出的功率等于输入的功率和内阻消耗的功率之和,即P = UI + I^2r。联立以上各式可得发电机的转速为:
n = (P - U^2r / n^2) / (4π^2U^2/n'^2)
其中n为发电机的转速。
2. 根据理想变压器的原理,有:
U'' = n''U - I''R
其中n''为原线圈的匝数。将I''的值代入上式可得:
U'' = (n1 - n2)U - (P - U^2r / n^2)R / n^2
其中U''的大小即为发电机的输出电压。
总结答案:
发电机的转速为n = (P - U^2r / n^2) / (4π^2U^2/n'^2),输出电压U''的大小为U'' = (n1 - n2)U - (P - U^2r / n^2)R / n^2,变压器副线圈的电流I''的大小为I'' = P / U''。
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