高考物理备考中等生百日捷进提升系列专题19交变电流与传感器含解析.doc

第一部分 特点描述本章内容实际上是电磁感应现象研究的继续及其规律的具体应用。其知识特点是了解识记的基本概念较多，主要围绕交变电流的产生、变化规律及表征交变电流的物理量这一中心展开，在此基础上研究了变压器的工作原理和远距离输电。另外，简单介绍了电感、电容对交变电流的影响。本章知识的另一个特点是与科学技术和生活实际联系密切，在学习的过程中，要注意理论联系实际，要善于知识的迁移、综合和应用。复习时要抓住两条主线：1.以“交变电流的规律”为复习中心，掌握交变电流的产生、特点及特征物理量.2.以“变压器的原理”为复习核心，掌握变压器传输电能的特点，掌握远距离输电问题的特点及分析方法.第二部分 知识背一背一、描述交变电流的物理量1周期和频率(1)周期T：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)公式：T.(2)频率f：交变电流在1 s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹(Hz)(3)周期和频率的关系： 2交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数(2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的最大值(3)有效值：让交流与恒定电流分别通过相同的电阻，如果它们在交流的一个周期内产生的热量相等，则这个恒定电流I、恒定电压U就是这个交流的有效值(4)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系：有效值为峰值除以(5)平均值：是交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值.二、远距离输电1根据，降低输电损耗有两种方法(1)减小输电线的电阻(2)减小输电导线中的电流：在输送功率一定的情况下，根据PUI，要减小电流，必须提高输电电压2远距离输电的功率损失输送功率一定时，线路电流I，输电线上的损失功率P损I2R线，可知P损.远距离输电中的功率关系：P输P损P用户.第三部分 技能+方法考点一交变电流“四值”的比较与理解交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值eEmsin tiImsin t计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值EmnBSIm讨论电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值EUI适用于正(余)弦式电流(1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等)(2)电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值(3)保险丝的熔断电流为有效值平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值Bln计算通过电路截面的电荷量【例1】电阻为1的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴，在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示现把交流电加在电阻为9的电热丝上，下列判断正确的是()A线圈转动的角速度100rad/sB在t0.01s时刻，穿过线圈的磁通量最大C电热丝两端的电压U100VD电热丝此时的发热功率P1800W考点二理想变压器原、副线圈基本量的关系理想变压器没有能量损失(铜损、铁损)没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)基本关系功率关系P入P出电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比，与负载情况、副线圈个数的多少无关电流关系只有一个副线圈时，电流和匝数成反比有多个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确定电流关系频率关系原、副线圈中电流的频率相等制约关系电压副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定功率原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定电流原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定【例2】如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n2，初级线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R44 ，电流表A1的示数为0.20A下列判断中正确的是()A初级线圈和次级线圈的匝数比为21B初级线圈和次级线圈的匝数比为51C电流表A2的示数为1.0 AD电流表的示数为0.4 A【答案】BC考点三远距离输电问题1远距离输电的处理思路对高压输电问题，应按“发电机升压变压器远距离输电线降压变压器用电器”，或从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析2远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例)：(1)功率关系：P1P2，P3P4，P2P损P3.(2)电压、电流关系：，U2UU3，I2I3I线(3)输电电流：I线.(4)输电线上损耗的电功率：P损I线UIR线()2R线当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的.【例3】随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U1，输电导线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常工作的电压为U2.在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的 ()A 输电线上损耗的功率为B 输电线上损耗的功率为C若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D采用更高的电压输电会降低输电的效率【答案】C第四部分 基础练+测1【2016开封市高三一模】如右图所示，甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律如图乙所示。发电机线圈内阻为1 ，外接灯泡的电阻为9 恒定不变，则下列说法中正确的为 ( )A电压表的示数为6VB发电机的输出功率为4WC在l.010-2s时刻，穿过线圈的磁通量最大D在1.010-2s时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大【答案】C【解析】试题分析：根据图象可知产生的交变电流的电动势最大值为 ，有效值为6V ，根据闭合电路欧姆定律可求得电压表的示数为 ，A错误；根据电功率公式得发电机的输出功率为，B错误；根据 图象可知在 时刻，电动势为零，说明此时线圈处于中性面，磁通量最大，穿过线圈的磁通量变化率最小，C正确；D错误；故选C。 考点：交流电的描述。2【2016广东省百校高三12月质量分析】如图所示变压器可视为理想变压器，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接有一正弦交流电源。若两电阻消耗的电功率相等，则变压器原、副线圈的匝数之比为（ ）A1:2 B2:1 C1:1 D1:4【答案】C考点：变压器。3.【2016贵州省遵义航天高级中学高三第五次模拟】如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则()A两次t0时刻线圈平面均与中性面垂直B曲线a、b对应的线圈角速度之比为32C曲线a表示的交变电动势频率为50HzD曲线b表示的交变电动势有效值为10 V【答案】B考点：考查了交变电流图像，交变电流的产生4【海南省文昌中学2015届高三第一次模拟考试】在一阻值为R=10的定值电阻中通入如图所示的交流电，则（ ）A此交流电的频率为0.5HzB此交流电的有效值为AC在02s内电阻产生的焦耳热为25JD在24s内通过该电阻的电荷量为1C【答案】ABD【解析】交流电的周期为2s，则交流电的频率为0.5Hz，选项A正确；设交流电的有效值为I，由，解得I=A，选项B正确；在02s内电阻产生的焦耳热为：，选项C错误；在24s内通过该电阻的电荷量为，即在24s内通过该电阻的电荷量为1C，选项D正确； 故选ABD.【考点】：交流电的有效值；电功和电量计算.5.【邵阳市二中2016第届高三年级第一次月考】一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示由图可知（ ）A该交流电的电压瞬时值的表达式为u100sin(25t)VB该交流电的频率为25 HzC该交流电的电压的有效值为 D若将该交流电压加在阻值R100 的电阻两端，则电阻消耗的功率时50 W【答案】BD【考点】：考查了交流电图像，交流电表达式，电功率，有效值6.【盐城市2015届高三年级第三次模拟考试】如图所示，交流电流表A1、A2和A3分别与电阻R、线圈L和电容器C串联后接在同一交流电源上。交流电压的瞬时值为。三个电流表的读数分别为I1、I2和I3。现换另一电源供电，交流电压的瞬时值为，。改换电源后，三个电流表的读数变化情况是 AI1、I2和I3都不变 BI1、I2不变、I3变大CI1不变、I2变大、I3变小 DI1不变、I2变小、I3变大【答案】D【解析】交流电的角频率变大，则频率f变大，交流电的有效值不变；电阻R的阻值与交流电的频率无关，故I1不变；交流电频率变大，则线圈的阻抗变大，则I2变小；交流电频率变大，则电容器的容抗减小，则I3变大；选项D正确.【考点】：感抗；容抗.7【山东省泰安市高三第二轮复习质量检测理科综合】如图甲为理想变压器的示意图，其原、副线圈的匝数比为4：1，电压表和电流表均为理想电表，R1为阻值随温度升高而变小的热敏电阻，R1为定值电阻若发电机向原线圈输入如图乙所示的正弦交流电下列说法中正确的是A输入变压器原线圈的交流电压的表达式为B变压器原、副线圈中的电流之比为4：lCt=0.0ls时，发电机的线圈平面位于中性面DR1温度升高时，变压器的输入功率变小【答案】C【考点】：交流电；变压器.8.【广西桂林市第十八中学2015届高三全真模拟（二）理科综合】如图所