高三物理一轮复习（考情解读知识通关题型突破能力提升）专题12 交变电流课件

目 录 Contents,考情精解读,考点1,考点2,考法3,考法2,考法1,考法4,考法5,方法1,A.考点全通关,B.题型全突破,C.能力大提升,方法2,考情精解读,考纲解读,命题趋势,命题规律,物理 专题十二 交变电流,交变电流、交变电流的图像 正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值 理想变压器 远距离输电,考纲解读,命题趋势,命题规律,物理 专题十二 交变电流,考纲解读,命题规律,命题趋势,物理 专题十二 交变电流,考纲解读,命题规律,命题趋势,物理 专题十二 交变电流,考纲解读,命题规律,返回目录,1.热点预测 交变电流的产生及变化规律,交变电流“四值”的计算及应用,变压器工作原理,远距离输电仍是高考考查的热点内容,题型一般为选择题,分值为6分左右. 2.趋势分析 题目多以发电机为载体,考查交变电流的相关知识,考题与生活实际相联系是未来的命题趋势.,命题趋势,物理 专题十二 交变电流,考点全通关,考点1 交变电流的产生及其描述,继续学习,物理 专题十二 交变电流,一、交变电流 1.定义:大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫作交变电流. 2.图像:图(a)、(b)、(c)、(d)所示电流都属于交变电流,其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦交流电,如图(a)所示. 交变电流的主要特征是电流的方向随时间发生周期性变化.,二、正弦交流电的变化规律 1.中性面 (1)中性面: 线圈平面与磁感线垂直的位置称为中性面. (2)中性面的特点以及与峰值面(中性面的垂面)的比较,物理 专题十二 交变电流,继续学习,物理 专题十二 交变电流,继续学习,2.正弦交流电的图像:用以描述交流电随时间变化的规律,如果从线圈位于中性面位置时开始计时,其图像为正弦曲线.如图甲、乙所示. 图甲 图乙,物理 专题十二 交变电流,继续学习,3.正弦交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置时开始计时) (1)电动势e随时间变化的规律: e=Emsin t,其中表示线圈转动的角速度, Em=nBS. (2)负载两端的电压u随时间变化的规律: u=Umsin t. . (3)电流i随时间变化的规律: i=Imsin t 通关秘籍 1.线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生正弦交变电流,电流的变化规律与线圈的形状、转动轴处于线圈平面内哪个位置无关. 2.线圈转动一周两次经过中性面,所以一个周期内电流方向改变两次. 分析交流电问题的常见方法见本书258页,物理 专题十二 交变电流,继续学习,三、电阻、感抗、容抗的比较,物理 专题十二 交变电流,继续学习,物理 专题十二 交变电流,返回目录,电感器或电容器接到交流电源上时,电能与磁场能或电场能往复转化,所以不会消耗电能.而电流通过电阻时,一定会产生焦耳热,从而造成电能的损耗.,物理 专题十二 交变电流,继续学习,一、理想变压器 1.构造:如图所示.变压器主要由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成. (1)原线圈:指与交流电源连接的线圈,也叫初级线圈. (2)副线圈:指与负载连接的线圈,也叫次级线圈. 2.理想变压器:不考虑能量损失的变压器称为理想变压器,即 理想变压器的输出功率等于输入功率.,考点2 变压器 远距离输电,物理 专题十二 交变电流,继续学习,物理 专题十二 交变电流,继续学习,【通关秘籍】,1.变压器不能改变恒定直流电压. 2.变压器只能改变交变电流的电压和电流,不能改变交变电流的频率. 3.理想变压器本身不消耗能量. 4.理想变压器基本关系式中的U1、U2、I1、I2均为有效值.,二、远距离输电 1.输电导线上的能量损失:主要由输电导线的电阻发热产生,表达式为Q=I2Rt,I为输电导线中的电流,R为输电导线的电阻. 2.降低输电损耗的方法 (1)减小输电导线的电阻; (2) 减小输电导线中的电流.在输送功率P一定的情况下,由P=UI可知,提高输电电压U可以减小输电电流I.,物理 专题十二 交变电流,继续学习,物理 专题十二 交变电流,返回目录,题型全突破,考法1 交变电流变化规律的应用,物理 专题十二 交变电流,继续学习,二、正弦交变电流中各物理量的变化规律 若从线圈在中性面位置时开始计时,则正弦交变电流的变化规律如下表所示:,物理 专题十二 交变电流,继续学习,物理 专题十二 交变电流,继续学习,物理 专题十二 交变电流,继续学习,物理 专题十二 交变电流,考法示例1 某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生的交变电流的图像如图所示,由图中信息可以判断( ) A.在A、C时刻线圈处于中性面位置 B.在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零 C.从AD线圈转过的角度为2 D.若从OD历时0.02s,则在1 s内交变电流的方向改变了100次,继续学习,物理 专题十二 交变电流,继续学习,物理 专题十二 交变电流,继续学习,物理 专题十二 交变电流,考法示例2 一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示,由图可知 ( ) A.该交变电流的电压的瞬时值表达式为u=100sin 25t(V) B.该交变电流的频率为4 Hz C.该交变电流的电压的有效值为100 V D.若将该交变电压加在阻值为R=100 的电阻两端,则电阻消耗的功率是50 W,继续学习,物理 专题十二 交变电流,返回目录,物理 专题十二 交变电流,继续学习,考法2 应用交流电“四值”解决问题, 考法指导 一、几种典型交变电流的有效值,物理 专题十二 交变电流,继续学习,继续学习,物理 专题十二 交变电流,二、交变电流“四值”的比较,物理 专题十二 交变电流,继续学习,继续学习,物理 专题十二 交变电流,继续学习,物理 专题十二 交变电流,继续学习,物理 专题十二 交变电流,物理 专题十二 交变电流,返回目录,物理 专题十二 交变电流,继续学习,考法3 理想变压器原、副线圈之间的基本量的关系, 考法指导,物理 专题十二 交变电流,继续学习,考法示例4 如图所示,理想变压器原线圈的匝数为n1,副线圈的匝数为n2,原线圈的两端a、b接正弦交流电源时,电压表V的示数为220 V,电流表A1的示数为 0.20 A.已知负载电阻 R=44 ,则下列判断中正确的是( ) A.原线圈和副线圈的匝数比为21 B.原线圈和副线圈的匝数比为51 C.电流表A2的示数为0.1 A D.电流表A2的示数为0.4 A,物理 专题十二 交变电流,返回目录,物理 专题十二 交变电流,继续学习,考法4 理想变压器的动态变化问题分析,物理 专题十二 交变电流,继续学习,3.分析动态变化问题的思路流程 U1 U2 I2 I1 P1 关于理想变压器的动态分析问题,解题的关键是分清变量和不变量,弄清理想变压器中各物理量之间的联系和相互制约的关系,即明确变压器输入电压与输出电压、输入电流与输出电流跟匝数的关系,以及输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定.,物理 专题十二 交变电流,继续学习,物理 专题十二 交变电流,继续学习,思路分析 光敏电阻 R减小电流增大;抽出铁芯自感系数减小感抗减小电流增大. 解析 由图乙可知,交变电流的周期为0.02 s,频率为50 Hz,则交流电的方向每秒改变100次,A项错误;电压表的示数为变压器副线圈两端电压的有效值,即22 V,B项错误;当有光照射R时,其阻值减小,因此负载电阻减小,电流增大,灯泡D变亮,C项正确;抽出线圈L中的铁芯,线圈的自感系数减小,对交流电的阻碍作用(感抗)减小,负载电流增大,故输入电流增大,电流表示数增大,D项错误. 答案 C,物理 专题十二 交变电流,继续学习,【突破攻略】,物理 专题十二 交变电流,由于理想变压器不消耗电能,动态分析交流电路时同样可以使用“整体法”和“隔离法”,首先将变压器副线圈回路从系统中隔离出来进行分析,然后从能量守恒的角度对整体输入功率、电流进行分析,判断变化结果.,返回目录, 考法指导 一、弄清“三个回路” 如图所示为远距离输电的简化电路原理图.我们可以把它划分为三个回路,即图中所示的回路1、回路2和回路3.,物理 专题十二 交变电流,继续学习,考法5 远距离输电问题的分析,继续学习,物理 专题十二 交变电流,物理 专题十二 交变电流,继续学习,物理 专题十二 交变电流,继续学习,考法示例6 某河的水流量为4 m3/s,水流下落的高度差为5 m.现在利用河水来发电,设所用发电机的总效率为50%. (1)求发电机的输出功率. (2)设发电机的输出电压为350 V,在输送途中输电线的电阻为4 ,损耗的功率为输出功率的5%,问在用户需用电压为220 V 时,所用升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别为多少?(g=9.8 m/s2),物理 专题十二 交变电流,继续学习,物理 专题十二 交变电流,继续学习,物理 专题十二 交变电流,继续学习,物理 专题十二 交变电流,返回目录,能力大提升,物理 专题十二 交变电流,继续学习,方法1 分析交流电问题的常见方法,物理 专题十二 交变电流,继续学习,【方法探究】,利用交流电的图像可以直观地得出交流电的周期、最大值,再结合其他关系可得出交流电的频率、有效值等物理量.,物理 专题十二 交变电流,继续学习,物理 专题十二 交变电流,继续学习,物理 专题十二 交变电流,继续学习,【方法探究】,物理 专题十二 交变电流,返回目录,物理 专题十二 交变电流,继续学习,方法2 处理变压器及远距离输电问题的基本方法,物理 专题十二 交变电流,思路分析 由光敏电阻的阻值变化确定副线圈中电流的变化确定原线圈中电流的变化确定变压器的输入功率变化. 解析 原线圈中的输入电压为220 V,由原、副线圈的匝数比可得,副线圈中电压表的示数为22 V;在天逐渐变黑的过程中,光敏电阻的阻值变大,由于电压不变,所以电流表A2的示数变小,则原线圈中电流表A1的示数变小,输入功率也变小.综上分析可知,选项B、D正确. 答案 BD,继续学习,物理 专题十二 交变电流,继续学习,方法探究 在分析变压器的动态变化问题时,基本思路是从变化的起因开始,即由电阻的变化或匝数的变化开始,确定副线圈中的电压、电流及功率的变化,再结合变压器原、副线圈中的电压、电流以及功率关系确定各物理量的变化情况.,物理 专题十二 交变电流,继续学习,示例10 如图所示,接在理想变压器回路中的四个规格相同的灯泡都正常发光,那么,理想变压器的匝数比n1n2n3为( ) A.111 B.321 C.621 D.221 思路分析 确定两副线圈中电压、电流的关系确定两副线圈的匝数比;由原、副线圈中的电流(利用功率相等的特点)确定原、副线圈的匝数比.,物理 专题十二 交变电流,继续学习,物理 专题十二 交变电流,继续学习,3.建模法远距离输电“线路”模型 解答远距离输电问题时,一般先建立远距离输电的“线路”模型,再利用