人教版高中物理选修3-2学案：第五章交变电流章末总结

1、学案14章末总结线圄在为强跑场中挈垂直于磁场的汩-U速转动磁通曷，大线图平面与中性面重合 感应电动势为零特殊位置交变电流 的产生线圈平面与中性面垂直申流改变方向磁通量为零感应电动势最大表达式：/卜二亚必中性而开始计时）.其中卜二业鱼-最大值1 Em = "HS的有效值；根据电，的热效应定乙正弦交流电F书敕='表征交变电流的物理星41】周期丁与建率的关系"=十或， 平均值:K-交变电流气电感:通直流.阻套速通低蟆.阻包 电容;通交端.隔直连;通高颉.阻蛭 ，原理：互感现象理理空于器电能输送 一、交变电流“四值”的计算和应用1 .最大值：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴

2、匀速转动所产生的交变电流最大值Em= nBSco,在考虑电容器的耐压值时应根据交流电的最大值. Im2 .有效值：正弦式交流电的有效值1=、，其他交变电流的有效值应根据有效值的定义计算，求电功、2电功率，确定保险丝的熔断电流，要用到有效值；没有特殊说明时，交流电的电流、电压、电动势指有效 值，交流电表的测量值是有效值，交流用电设备上所标的额定电压、额定电流是有效值.3 .瞬时值：当线圈平面处于中性面时开始计时，瞬时电动势的表达式为e=EmSin cot.瞬时值对应某一时刻的电压、电流值. A E4 .平均值：平均值需用 E=n-=和I =七一进行计算，求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平

3、 tR均值.Aq= I A t = n r .如图1所示，交流发电机的矩形线圈abcd中，ab=cd = 50 cm, bc=ad=30 cm,匝数n=100匝，线圈电阻r= 0.2 ，外电阻 R= 4.8 Q.线圈在磁感应强度B= 0.05 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO匀速转动，角速度 3 = 100兀rad/s.(1)求产生感应电动势的最大值.(2)若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式.(3)交流电压表和交流电流表的示数各为多少?(4)此发电机的功率为多少?(5)从图示位置起，转过 90。过程中，平均电动势为多少？通过线圈截面的电荷量为多少?二、交变电流图象的应

4、用 交流电的图象反映了交变电动势 (电流)随时间的变化特征， 对正弦式交流电来说， 我们可以从图象中获取 如下信息:1 .交流电的周期(T)一个完整的正弦波对应的时间段，知道了周期便可以算出线圈转动的角速度2 .交流电的最大值(Em、Im)图象上的峰值，知道了最大值，便可计算出交变电动势(交变电流)的有效值.3 .任意时刻交流电的瞬时值图象上每个“点”表示某一时刻交流电的瞬时值.例3用一2所示是某正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的()图2A.周期是 0.01 s B .最大值是 311 VC.有效值是220 V D ,表达式为u=220sin兀t(V)三、变压器电路的动态问题分析处理此

5、类问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关系，大致有两种情况：(1)负载电阻、原线圈电压不变，副线圈的电压、原、副线圈的电流、功率随匝数变化而变化.(2)匝数比、原线圈电压不变，原、副线圈的电流、功率随负载电阻的变化而变化.动态分析该类问题的思路可表示为：U1町 ， ：1U1 >决4LnR.Pi = P; (Ii U = h 5)* I? J决定一决定巧=f U*pl次定理想变压器给负载供电，变压器输入端的电压不变，如图 3所示.开始时开关 S是断开的.现将开关 S闭合，则图中所有交流电表的示数以及输入功率的变化情况是（）图3A. Vi、V2的示数不变

6、，Ai的示数增大，A2的示数减小，P入增大B. V V2的示数不变，Ai、A2的示数增大，P入增大C. V V2的示数不变，Ai、A2的示数减小，P入减小D. Vi的示数不变，V2的示数增大，Ai的示数减小，4的示数增大，P入减小四、远距离输电线路的分析与计算解决远距离输电问题要注意以下两点：1 .首先画出输电示意图，包括发电机、升压变压器、输电线、降压变压器、负载等，在图中标出相应物 P oP O 理量符号，利用输电电流 I=U，输电线上损失电压 U损=IR线，输电线损失功率 P损=1 R线=-R线及其相 关知识解答.2 .分别在“三个回路”以及“两个变压器”上找各物理量之间的关系，特别注意

7、以升压变压器的副线圈、输电线、降压变压器的原线圈组成的回路，在此回路中利用电路知识分析电压关系和功率关系.例4发电机输出功率为40 k输出电压400 V,用变压比(原、副线圈匝数比)为1 ： 5的变压器升压后向远处供电,输电线的总电阻为 5 Q,到达用户后再用变压器降为220 V,求：(1) 输电线上损失的电功率是多少？(2) 降压变压器的变压比是多少？1 (变压器电路的动态分析问题 )如图 4 所示，是通过街头变压器降压给用户供电的示意图输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动输出电压通过输电线输送给用户，每条输电线总电阻用R0 表示当负载增加时，则( )4A.电压表B 电

8、流表的示数减小图5C.电流表D 电压表的示数之差增大2.（交变电流“四值”的应用和计算 ）如图5所示，匀强磁场的磁感应强度 B= 0.5 T ,边长L=10 cm的 正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r = 1 Q,线圈绕垂直于磁感线的对称轴 OO匀速转动，角速度 « =2兀rad/s ,外电路电阻 R= 4 Q,求：(1)转动过程中感应电动势的最大值；(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过600角时的瞬时感应电动势；(3)由图示位置转过 60。角的过程中产生的平均感应电动势；(4)交流电压表的示数；(5)线圈转动一周外力所做的功；1(6)从图示位置起，6周期内通过R的电荷

9、量为多少？3.(远距离输电线路的分析与计算)图6为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1和输电线的电阻、理想变压器的匝数均不变，且ni ： 112= n4 ： ii3.当用户消耗的功率增大时，下列表述正确的是()A.用户的总电阻增大B .用户的电压U4增大C. Ui ： U 2= U4 ： U 3D.用户消耗的功率等于发电机的输出功率高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2选择题必须使用2B 铅笔填涂；非选择题必须使用 0.5 毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3 请按照题号顺序在各题目的答题区域内

10、作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。、单项选择题sin 100兀 t (V)1.如图，理想变压器的原线圈接在u=220的交流电源上，副线圈接有R= 55 Q的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2 ： 1,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是( )W B 电压表的读数为A.原线圈的输入功率为220110VC.电流表的读数为 1 A D.副线圈输出交流电的周期为50 s2课堂上，老师演示了一个有趣的电磁现象：将一铝管竖立，把一块直径比铝管内径小一些的圆柱形的强磁铁从铝管上端由静止释放，强磁铁在铝

11、管中始终与管壁不接触。可以观察到，相比强磁铁自由下落，强磁铁在铝管中的下落会延缓许多。下课后，好奇的小明将一块较厚的泡沫塑料垫在电子秤上，再将这个铝管竖直固定在泡沫塑料上（用以消除电子秤内部铁磁性材料与磁铁相互作用的影响） ，如图所示，重复上述实验操作。在强磁铁由静止释放至落到泡沫塑料上之前，关于强磁铁的运动和受力情况，下列情况可能发生的是（ ）A.先加速下落后减速下落B.始终做加速运动，且加速度不断增大C.所受合力方向竖直向上D.所受铝管对它的作用力越来越大3一次物理课上老师拿了一只微安表，用手左右晃动表壳，让同学们观察表针相对表盘摆动的情况。然后用导线把微安表的两个接线柱连在一起， 再次以

12、同样的方式晃动表壳， 让同学们再次观察表针相对表盘摆动的情况，对比两次实验。下列判断和解释正确的是A.不连接接线柱时，晃动电表，由于表内没有电流，指针摆动幅度较小B.连接接线柱后，晃动电表，微安表内会形成闭合回路，造成指针打偏、降低灵敏度、失灵等C.连接接线柱后，晃动电表，由于电磁阻尼表针晃动幅度会变小，并能较快停下D.两次实验指针相对于表盘摆动的情况是一样的4如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin100 兀 t(V)的交流电源上，副线圈接有R=110Q的负载电阻，原、副线圈的匝数之比为4:1。电流表、电压表均为理想电表。则A.电压表的示数为 220VB.电流表的示数为 0.5AC.

13、变压器的输入功率为27.5WD.变压器输出交流电的周期为50s5.两电荷量分别为 qi和q2的点电荷固定在 x轴上的A、B两点，两电荷连线上各点电势随坐标x变化的关系图象如图所示，其中 P点电势最高,且 Xap<Xpb,贝UA. qi和q2都是正电荷B q1 的电荷量大于q2 的电荷量C.在A B之间将一负点电荷沿 x轴从P点左侧移到右侧，电势能先减小后增大D.一点电荷只在电场力作用下沿x轴从P点运动到B点，加速度逐渐变小6 .如图所示，PQ MNI放置在水平面内的光滑导轨， G幅长度为L、电阻为r的导体棒，其中点与一端 固定的轻弹簧连接，轻弹簧的劲度系数为 K.导体棒处在方向竖直向下、

14、磁感应强度为B的匀强磁场中,图中直流电源电动势为 E、内阻不计，电容器的电容为 C.闭合开关，待电路稳定后，下列说法正确的是（）A.导体棒中电流为B.电容器带电量为C.轻弹簧的长度增加D.轻弹簧的长度减少二、多项选择题7 .如图所示，某一复色光由半球形玻璃的右侧面斜射到球心。处，经AB界面折射后得到 C D两束可见30单色光。已知AB竖直，OO水平，若= 45° ,则玻璃对C光的折射率为 。现将复色光绕。点沿逆时针转动，则 （填"C或"D'）光后消失。8 如图， 两条水平光滑金属导轨固定在电磁铁两磁极之间， 导轨两端 a、 b 断开， 金属杆 L 垂直导轨

15、放置。闭合开关S,下列判断正确的是A.电磁铁两磁极之间的磁场方向向下B.若给金属杆向左的初速度，则a点电势高于b点C.若a、b间接导线，向下移动滑片 p,则金属杆向左运动D.若a、b间接直流电源，a接正极、b接负极，则金属杆向左运动9如图甲所示一轻弹簧的两端与质量分别为的两物块A、 B 相连接并静止在光滑的水平面上现使B瞬时获得水平向右的速度3m/s 以此刻为计时起点两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示从图象信息可得A.在时刻两物块达到共同速度1m/s ，且弹簧都处于伸长状态B.从到时刻弹簧由压缩状态恢复到原长C.两物体的质量之比为=1 ： 2D.在时刻A与B的动能之比为10.如图所示，一轻

16、弹簧一端固定于 。点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由摆下.不计空气阻力，则在重物由A点摆向最低点B的过程中（）A.弹簧与重物的总机械能守恒B.弹簧的弹性势能增加C.重物的机械能不变D.重物的机械能增加三、实验题11“天宫二号”是我国自主研发的一个“空间实验室”，科学家、航天员们将在里面展开各种工作和试验，为建成空间站奠定了基础。“天宫二号”绕地球做匀速圆周运动，距地球表面的高度为h 。已知地球质量为M,半彳仝为R,引力常量为 G试回答下列问题：(1) 求“天宫二号”在轨运行线速度v 的大小；(2) “太空移民”是人们的大胆设想，为解决在空

17、间站生活的失重问题，科学家设想让空间站通过自转产生的向心加速度来模仿重力加速度，获得“人工重力”，就是要使人们感受到“人工重力”与在地球表面上受到的重力一样(不考虑重力因地理位置不同而产生的差异) 。设自转半径为 r ，求空间站自转周期 T 的大小。12.如图所示，方向水平向右的匀强电场中有a、b、c三点，线段ab= 10cmK bc=15cm,其中ab沿电场方向，bc与电场方向间成53角。电荷量q = 4X 10 7C的正电荷从a点移到b点，电场力做功 WW= 1.2X10 5J,已知 sin53 ° =0.8。求：(1) 电场的电场强度大小 E(2)电荷q从a点移到c点过程中电势

18、能变化量E四、解答题13 如图是简易报警装置， 其原理是： 导热性能良好的竖直细管中装有水银， 当温度升高时， 水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警声。27c时，空气柱长度 L1为20cm,水银柱上表面与导线下端的距离L2为 10cm,管内水银柱高 h为5cm,大气压强 p0为75.5cmHg。(1) 当温度达到多少时，报警器会报警？(2) 若要使该装置在102时报警，应该再往管内注入多高的水银柱？14某物理兴趣小组设计了一个货物传送装置模型，如图所示。水平面左端A 处有一固定挡板，连接一轻弹簧， 右端 B 处与一倾角的传送带平滑衔接。传送带BC间顺时,半径OB、O2C均针运转。两个转动轮O

19、1、 O2 的半径均为与传送带上表面垂直。用力将一个质量为的小滑块（可视为质点）向左压弹簧至位置 K,撤去外力由静止释放滑块，最终使滑块恰好能从C点抛出（即滑块在 C点所受弹力恰为零） 。 已知传送带与滑块间动摩擦因数 ， 释放滑块时弹簧的弹性势能为1J ，重力加速度g 取不考虑滑块在水平面和传送带衔接处的能量损失。求:(1)滑块到达B时的速度大小及滑块在传送带上的运动时间(2)滑块在水平面上克服摩擦所做的功【参考答案】、单项选择题题号123456答案CDCCCD、多项选择题78 AC9 BD10 AB三、实验题11 (1)(2)12. ( 1) 300N/C (2) -2.28X10-5J四

20、、解答题(2) x=7cm13 (1) t 2=177时，报警器会报警14 ( 1) 1s(2) 0.68J高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2选择题必须使用2B 铅笔填涂；非选择题必须使用 0.5 毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3 请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、单项选择题1.如图所示是某质点做直线运动的v-t图象，由图可知这个质点的运动情况是（）A

21、.前5 s质点静止B 10 s 末质点的速度为 3 m/sC 015 s 内质点的平均速度为 3.5 m/sD 515 s 内质点做匀加速运动，加速度为 0.3 m/s 22如图所示，质量相等的甲、乙两个小球，在光滑玻璃漏斗内壁做水平面内的匀速圆周运动，甲在乙的上方。则它们运动的A.向心力F甲F乙B.线速度u甲u乙C.角速度3甲3乙D.向心加速度a甲a乙3 地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷曾经在1662 年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的 18 倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会再次出现。这颗彗星最近出现的时间是1986

22、年，它下次飞近地球大约是哪一年（ ）A 2046 年 B 2052 年 C 2062 年D 2076 年4 如图所示，木块静止在光滑水平面上，两颗不同的子弹A、 B 从木块两侧同时射入木块，最终都停在木块内，这一过程中木块始终保持静止。若子弹A射入的深度大于子弹B射入的深度，则（）A.子弹A的质量一定比子弹B的质量大B.入射过程中子弹A受到的阻力比子弹 B受到的阻力大C.子弹A在木块中运动的时间比子弹B在木块中运动的时间长D.子弹A射入木块时的初动能一定比子弹B射入木块时的初动能大5如图所示是一种健身器材的简化图一根不可伸长的足够长轻绳跨过两个定滑轮连接两个质量均为v 竖直向下匀速拉动绳的时下

23、列说法正确的是中点，当滑轮中间两段绳的夹角为A.重物的速度大小为B.重物的速度大小为C.重物正在匀速上升D.重物正在减速上升6一质点沿x 轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其图像如图所示，则(B.质点做匀加速直线A.质点做匀速直线运动，速度为运动，加速度为C.质点在1s末速度为D.质点在第1s内的位移为1.5m二、多项选择题7.如图所示，竖直平面内有一光滑直杆AB,杆与水平方向的夹角为,一质量为m的小圆环套在直杆上，给小圆环施加一与该竖直平面平行的恒力 F,并从A端由静止释放，改变直杆和水平方向的夹角，当直杆与水平方向的夹角为30°时，小圆环在直杆上运动的时间最短，重力加速

24、度为g,则A.恒力F可能沿与水平方向夹30°斜向右下的方向B.当小圆环在直杆上运动的时间最短时，小圆环与直杆间必无挤压C.若，f1力F的方向水平向右，则恒力 F的大小为D.恒力F的最小值为8 2018 年 2 月 12 日，长征三号乙运载火箭以“箭双星”的形式将北斗三号第五颗、第六颗全球组网导航卫星成功送入预定轨道，这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星，即采用圆轨道，轨道高度低于同步卫星的轨道高度，万有引力常量为已知，下列说法正确的是( )A.这两颗卫星在其轨道上运行的速率小于同步卫星的速率B.这两颗卫星在其轨道上运行的速率小于第一宇宙速度的大小C.如果已知这两颗卫星在其轨道上运行的周期与

25、轨道半径可以计算出地球质量D.如果已知这两颗卫星在其轨道上运行的周期与轨道半径可以计算出地球密度9 轻质弹簧一端悬挂于天花板，另一端与一小木块相连处于静止状态，一子弹以水平速度v 瞬间射穿木块，不计空气阻力A.子弹射穿木块的过程中，子弹与木块组成的系统机械能不守恒B.子弹射穿木块后，木块在运动过程中机械能守恒C.木块在向右摆动过程中，木块的动能与弹簧的弹性势能之和在变小D.木块在向右摆动过程中重力的功率在变小10.如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M N两小孔中，。为M N连线中点，连线上a、b两点关于。点对称。导线均通有大小相等、方向向上的电流；已知长直导线在周围产生的磁场的

26、磁感应强度k 是常数、 I 是导线中电流、 r 为点到导线的距离；一带正电的小球以初速度 V0从a点出发沿连线运动到 b点.关于上述过程，下列说法正确的是A.小球先做加速运动后做减速运动B.小球一直做匀速直线运动C.小球对桌面的压力先减小后增大D.小球对桌面的压力一直在增大三、实验题11.在不久的将来，我国科学家乘坐“嫦娥 N号”飞上月球(可认为是均匀球体)，为了研究月球，科学家在月球的“赤道”上以大小为v0 的初速度竖直上抛一物体，极”处仍以大小为v0 的初速度竖直上抛同一物体，经过时间求：(1) 月球的质量；(2) 月球的自转周期。12如图所示, 某同学用图装置做验证动量守恒定律的实验经过时间 t 1， 物体回到抛出点； 在月球的“两t 2，物体回到抛出点。已知月球的半径为R，. 先将球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下, 在水平地面上的记录纸上留下压痕, 重复 10 次 ; 再把同样大小的球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止, 让球仍从原固定点由静止开始滚下, 和球相碰后 , 两球分别落在记录纸的不同位置处, 重复 10 次