2019_2020学年高中物理第2章交变电流章末复习课学案粤教版选修3_2.docx

章末复习课体系构建核心速填1正弦交变电流(1)产生：矩形线框在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动(2)描述瞬时值eEmsin_t或eEmcos t.峰值EmNBS.有效值E，I，U.周期与频率的关系：T.2阻碍交变电流的器件(1)线圈的感抗随线圈的自感系数和交变电流频率的增大而增大(2)电容器的容抗随电容器的电容和交变电流的频率的增大而减小3理想变压器(1)理想变压器的原理是互感现象(2)电压与匝数的关系：.(3)电流与匝数的关系：只有一个副线圈时：；有多个副线圈时：I1n1I2n2I3n3.4远距离输电(1)电压损失：UIr线(2)电功率损失：PI2r线交变电流的四值对比物理量物理含义 重要关系适用情况瞬时值交变电流某一时刻的值从线圈位于中性面位置时开始计时：eEmsin tiImsin t计算线圈某一时刻的受力情况最大值最大的瞬时值EmNBSIm确定用电器的耐压值有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流值对正(余)弦交变电流有：EUI(1)计算与电流热效应相关的量(如功率、热量)(2)交流电表的测量值(3)电气设备标注的额定电压、额定电流(4)保险丝的熔断电流平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹面积与时间的比值n计算通过电路截面的电荷量注意：(1)计算有效值时一般选取交变电流的一个周期进行计算非正弦交变电流的有效值要根据电流的热效应进行等效计算(2)交变电流的有效值和电流的方向无关；交变电流的平均值是根据法拉第电磁感应定律n计算的，与交变电流的方向、所选取的时间段有关【例1】如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B.M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计求：(1)从图示位置起转过转的时间内负载电阻R上产生的热量；(2)从图示位置起转过转的时间内通过负载电阻R的电荷量；(3)电流表的示数思路点拨：求转的时间R产生热量应用有效值求解应用qn求电荷量电流表示数为有效值解析线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流此交变电动势的最大值为EmBSB2n2Bnr2.(1)在线圈从图示位置转过转的时间内，电动势的有效值为E电阻R上产生的热量Q.(2)在线圈从图示位置转过转的时间内，电动势的平均值为通过R的电荷量qtt.(3)设此交变电动势在一个周期内的有效值为E，由有效值的定义得T，解得E故电流表的示数为I.答案(1)(2)(3)一语通关交变电流问题中求焦耳热或电功率应用交流电的有效值计算；求一段时间的电荷量应用平均值计算.1(多选)一个单匝的线圈，面积为S，在匀强磁场中绕垂直磁感线的轴匀速转动，产生的感应电动势随时间变化的规律如图所示，下列判断正确的是()A在A、C时刻线圈通过中性面B在t时刻线圈与磁感线的夹角为60C电动势的有效值与平均值相等都是D磁场的磁感应强度为BBD中性面处电动势为零，选项A错误在t时刻线圈转过了30，也就是与磁感线的夹角为60，选项B正确电动势的有效值为，平均值为E；二者概念不同，选项C错误EmBS，即B，选项D正确理想变压器的分析1.电压思路变压器原、副线圈的电压之比为；当变压器有多个副线圈时，2功率思路理想变压器的输入、输出功率为P入P出，即P1P2；当变压器有多个副线圈时，P1P2P33电流思路由I知，当变压器有多个副线圈时n1I1n2I2n3I3，对只有一个副线圈的变压器才有.4制约思路(变压器动态问题)(1)电压制约当变压器原、副线圈的匝数比()一定时，输出电压U2由输入电压决定，即U2.(2)电流制约当变压器原、副线圈的匝数比一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1，可简述为“副制约原”(3)负载制约变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2P负1P负2变压器副线圈中的电流I2由用户负载电阻R2确定，I2.总功率P总P线P2.【例2】某同学自制变压器，原线圈匝数为n1，在做副线圈时，将导线ab对折后并在一起，在铁芯上绕n2圈，从导线对折处引出一个接头c，连成如图所示电路S为单刀双掷开关，线圈电阻不计，原线圈接u1Umsin t的交流电源下列说法正确的是()AS接b时，电压表示数为BS接c时，电压表示数为CS接c时，滑片P向下移动，变压器输入功率变大DS接c时，滑片P向上移动，变压器输入电流变大BD解答本题的关键点：(1)副线圈连接方式；(2)根据题意分清变量和不变量；(3)明确变量之间的相互制约关系表解如下：结论分析AS接b时，副线圈属于双线绕法，不论原线圈两端的交流电压如何变化副线圈中都不会产生感应电动势所以电压表示数为0BS接c时，根据理想变压器的电压关系U1n1U2n2，且U1，解得U2CS接c时，滑片P向下移动连入电路的有效电阻增大，P入P出减小DS接c时，滑片P向上移动连入电路的有效电阻减小副线圈中的电流I2增大因U1I1U2I2，所以变压器输入电流I1变大一语通关对理想变压器进行动态分析的两种常见情况(1)原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是RI2P出P入I1.(2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是n1、n2U2I2P出P入I1.2(多选)如图所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑片，U1为加在原线圈上的电压，I1为通过原线圈的电流，则()A保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大B保持P的位置及U1不变，K由b合到a时，R消耗的功率将减小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处，若U1增大，I1将增大ABDK由a合到b时，n1减小，若U1及P的位置不变，由可知，副线圈上的电压增大，流过负载R的电流I2增大，P2增大，又由于P1P2U1I1，故I1增大，A项正确；同理K由b合到a时，P2减小，B项正确；P上滑时，负载电阻R连入电路中的阻值增大，而U1、U2均不变，由I2可知I2减小，又由于n1、n2均不变，由可知I1将减小，故C项错误；当U1增大时，由可知U2也增大，I2增大，再由可知I1将增大，故D项正确远距离输电问题1.输电示意图(如图所示)2正确理解几个基本关系(1)功率关系：P1P2，P2P损P3，P3P4.(2)电压关系：，U2U线 U3，.(3)电流关系：，I2I线I3，.(4)输电电流：I线.(5)输电导线上损耗的电功率：P损P2P3IR线U线I线(6)输电导线上的电压损失：U线I线R线U2U3.【例3】如图所示，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n1n214，降压变压器的匝数比为n3n441，输电线总电阻为R线4 ，全校有22间教室，每间教室安装“220 V,40 W”的电灯6盏，要求所有的电灯都正常发光，求：(1)输电线上损耗的电功率P损为多大？(2)发电机的电动势E为多大？思路点拨：解答本题时应把握以下三点：根据电灯的总功率计算出输电电流根据输电电流和导线电阻计算损失功率根据闭合电路的电动势与内、外电压的关系求出电动势解析(1)所有电灯正常发光时消耗的功率为P灯40226 W5 280 WP4由于灯正常发光时，降压变压器副线圈两端电压U4220 V所以降压变压器原线圈的两端电压U3U4220 V880 V两变压器之间输电线上的电流为I线 A6 A输电线上损失的功率P损IR线624 W144 W.(2)输电线上损失的电压U损I线R线64 V24 V 升压变压器副线圈两端电压U2U3U损(88024) V904 V升压变压器原线圈两端电压U1U2904 V226 V升压变压器原线圈中的电流I1I线6 A24 A发电机内阻上的电压UrI1r24 V发电机的电动势EU1Ur226 V24 V250 V.答案(1)144 W (2)250 V一语通关远距离输电问题的处理思路(1)根据具体问题画出输电线路示意图(2)研究三个回路，分析其中的已知量、可求量、待求量(3)研究两个变压器，分析其中的已知量、可求量、待求量(4)确定求解思路，根据回路及变压器上的电压、电流、功率关系列式求解3(多选)如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器升压变压器T1的原、副线圈匝数之比为n1n2110，在T1的原线圈两端接入一正弦交流电，输电线的总电阻为2r2 ，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为n3n4101，若T2的用电设备两端的电压为U4200 V，且用电设备消耗的电功率为10 kW，不考虑其他因素的影响，则 ()AT1的副线圈两端电压的最大值为2 010 VBT2的原线圈两端的电压为2 000 VC输电线上损失的电功率为50 WDT1的原线圈输入的电功率为10.1 kWABC由，得T2原线圈两端的电压为U32 000 V，选项B正确；因为用电设备消耗的电功率为10 kW，T2副线圈两端的电压为U4200 V，则流过T2副线圈的电流为I450 A，由变压器原、副线圈的电