2014-2015学年高中物理 第二章 交变电流章末知识整合 粤教版选修.doc

【金版学案】2014-2015学年高中物理 第二章 交变电流章末知识整合 粤教版选修3-2专题一交变电流的“四值”应用交变电流的峰值、瞬时值、有效值、平均值称为交变电流的“四值”下面举例说它们在不同情况下的应用1在研究电容器的耐压值时，只能用峰值(最大值)一电容器两端允许加的直流电压最大值是260 V，能否将它接在按正弦规律变化的交流电压为220 V的电路中？解析：题中所述的220 V交变电流电压是指有效值，其峰值为Um220 V311 V260 V，所以不能将该电容器接在按正弦规律变化的电压为220 V的电路中，否则该电容器将会击穿答案：不能2在研究交变电流某一时刻的电流、电压时，只能用瞬时值磁铁在电器中有广泛的应用，如发电机如图所示，已知一台发电机转子导线框共有N匝，线框长为l1、宽为l2，转子的转动角速度为，磁极间的磁感应强度为B.试导出发电机的瞬时电动势e的表达式现在知道有一种强永磁材料钕铁硼，用它制成发电机的磁极时，磁感应强度可增大到原来的k倍如果保持发电机结构和尺寸、转子转动角速度、需产生的电动势都不变，那么这时转子上的导线框需要多少匝？解析：取轴Ox垂直于磁感应强度，线框转角为(如图所示)，线框长边垂直于纸面，点A、B表示线框长边导线与纸面的交点，O点表示转轴与纸面的交点线框长边的线速度为：v一根长边导线产生的电动势为：Bl1 sin 一匝导线框产生的感应电动势为：e1Bl1l2 sin N匝线框所产生的电动势应为：eNNBl1l2 sin t.磁极换成钕铁硼永磁体时，设匝数为N，有eNNkBl1l2 sin t由eNeN可得N.3在研究交变电流做功、电功率及产生的热量时，只能用有效值，交流电表的示数也是有效值交流发电机电枢电阻为2 ，感应电动势瞬时值表达式为e388sin 100t (V)，给电阻R8 的用电器供电，则(1)通过用电器的电流为多少？(2)电源输出功率和发电总功率为多少？(3)发电机输出端电压为多少？ 解析：(1)感应电动势有效值E V274 V通过用电器的电流I A27.4 A(2)P出I2R(27.4)28 W6 006.08 WP总EI27427.4 W7 507.6 W(3)输出端电压UIR27.48 V219.2 V4在研究交变电流的电荷量时，只能用平均值如图所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R，在线圈由图示位置转过90的过程中，求：(1)通过电阻R的电荷量q；(2)电阻R上产生的焦耳热Q.解析：(1)BS，时间t所以产生的平均电动势为 n平均电流为通过R的电荷量qt(2)在此过程中电阻R上的焦耳热为一个周期内产生焦耳热的QI2RT2R专题二理想变压器1输入功率和输出功率理想变压器无能量损失，输入功率和输出功率相等，即P入P出应注意：输入功率P入由输出功率P出决定，即输出功率增大，输入功率也随之增大，输出功率减小，输入功率也随之减小，通俗地说，就是用多少给多少，而不是给多少用多少2变压比：，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比输入U1电压决定输出电压U2，即U2随着U1的变化而变化，因为U2U1，所以只要U1不变化，不论负载如何变化，U2不变3输入电流与输出电流如果理想变压器只有一个副线圈工作时，根据P入 P出和有：U1I1U2I2，得I1I2，即当线圈的结构一定时，n1、n2一定，输出电流决定输入电流输出电流增大，输入电流也随之增大；输出电流减小，输入电流也随之减小当变压器有多个副线圈同时输出时，同样也有输出电流决定输入电流的关系(多选)如右图所示是一个理想变压器，K为单刀双掷电键，P是滑动变阻器滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈上的电流强度，则()A保持U1及P的位置不变，K由a合在b时，I1将增大B保持P的位置及U1不变，K由b合在a时，R消耗的功率减小C保持U1不变，K合在a处，使P上滑I1将增大D保持P的位置不变，K合在a时，若U1增大，I1将增大解析：K由a合在b时，原线圈匝数减小，原、副线圈匝数比变小，保持U1不变，据，U2增大，P的位置不变，变压器输出功率增大，I2增大，I1将增大，反之，K由b合在a时， R消耗的功率减小，所以A、B对C选项中，保持U1不变，K合在a处，使P上滑，电阻R增大，I2减小，I1减小，所以C错，D选项中，保持P的位置不变，K合在a时，若U1增大，则U2增大，R消耗功率增大，I2增大，I1将增大，D对答案：ABD练习1(双选)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如下图所示当开关S闭合后 ()AA1示数变大，A1与A2示数的比值不变BA1示数变大，A1与A2示数的比值变大CV2示数变小，V1与V2示数的比值变大DV2示数不变，V1与V2示数的比值不变解析：因，所以V1、V2都不变，D对；当开关S闭合后，负载总电阻减少，则由I2可得I2增大，由U1I1U2I2得I1也增大，且，A对答案：AD2如下图所示，理想变压器的a、b端加上一交流电压(电压有效值保持不变)，副线圈c、d端所接灯泡L恰好正常发光此时滑动变阻器的滑片P位于图示位置现将滑片下移(导线电阻不计)，则以下说法中正确的是()A灯仍能正常发光，原线圈输入电流变小B灯不能正常发光，原线圈输入功率变大C灯不能正常发光，原线圈输入电压变大D灯仍能正常发光，原线圈输入功率不变解析：变压器的原、副线圈的电压比等于匝数比，与负载无关，将滑片P下移，副线圈电压不变，灯仍能正常发光，电阻增大，流经电阻的电流减小，副线圈的电流减小，原线圈的电流也变小答案：A专题三远距离输电远距离输电的示意图如右图所示：包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻并按照规范在图中标出相应的物理量符号一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为：n1、n1、 n2、n2，相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示从图中应该看出功率之间的关系是：P1P1，P2P2，P1PrP2.电压之间的关系是： ，U1UrU2.电流之间的关系是：，I1IrI2.可见其中电流之间的关系最简单，I1、Ir、I2中只要知道一个，另两个总和它相等因此求输电线上的电流往往是这类问题的突破口输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的分析和计算时都必须用Pr，UrIrr，而不能用Pr. 学校有一台应急备用发电机，内阻为r1 ，升压变压器匝数比为14，降压变压器的匝数比为41，输电线的总电阻为R4 ，全校22个教室，每个教室用“220 V,40 W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则：(1)发电机的输出功率多大？(2)发电机的电动势多大？(3)输电线上损耗的电功率多大？解析：输电示意图如图所示答案：(1)5 424 W(2)250 V(3)144 W练习3(双选)在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有()A升压变压器的输出电压增大B降压变压器的输出电压增大C输电线上损耗的功率增大D输电线上损耗的功率占总功率的比例增大让囚犯产生错觉的技术 服刑8小时犹如千年一项研究指称，未来能利用生物技术让囚犯产生错觉，例如，明明才服刑8小时，他们却感到自己已服刑1千年根据每日电讯报指出，哲学家丽贝卡罗奇(Rebecca Roache)带领一批学者研究，未来可以通过哪些方式改变刑罚罗奇接受网络媒体访问时提到，希望可以研发使囚犯产生错觉的药物，让他们觉得时间过得更慢，刑期更加难熬罗奇进一步解释，“有些精神药物能改变人的时间意识，所以可以想像研发一种药片或药水，让人感觉他们在服1千年徒刑”另一种方式则是，透过一些技术，加快人类的思维罗奇表示，让罪犯的思维比正常速度提高100万倍，就会使该名囚犯在8个半小时里产生服刑千年的感