暑期复习——交流电问题综合

1、年 级高二学 科物理版 本人教新课标版课程标题暑期复习交流电问题综合编稿老师张子厚一校林卉二校张琦锋审核薛海燕一、学习目标：1. 掌握交流电内容的知识体系及脉络。2. 掌握交流电问题中典型题目的分析方法。二、重点、难点：重点：交流电内容的知识体系与典型题目的分析与理解。难点：交流电内容中重要模型的理解。三、考点分析：内容和要求考点细目出题方式交变电流的产生及其变化规律交流电的产生选择题交流电的变化规律磁通量、磁通量的变化率的变化规律交流电的四大值的描述与比较最大值、平均值、有效值的定义选择四大值的区别理想变压器的有关计算理想变压器的几个基本关系选择、计算题理想变压器的动态分析问题远距离输电问题

2、远距离输电原理图选择、计算题远距离输电中几个基本关系的理解知识点1：交变电流的产生及变化规律问题：例1. 如图甲为一个矩形线框abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线圈内磁通量随时间t的变化如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）A. t1时刻线圈中的感应电动势最大B. t2时刻ad的运动方向与磁场方向垂直C. t3时刻线圈平面与中性面重合D. t4、t5时刻线圈中感应电流的方向相同答案：BC变式：在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则（ ）A. t =0.005s时线框的磁通量变化率为零B. t =0.01s时线框

3、平面与中性面重合C. 线框产生的交变电动势有效值为311VD. 线框产生的交变电动势的频率为100Hz答案：B知识点2：最大值、有效值和平均值的计算及应用：例2. 如图所示为一周期性变化的电压，求其有效值。答案：7.91V变式1：如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度匀速转动（O轴位于磁场边界）。则线框内产生的感应电流的有效值为A. B. C. D. 答案：D变式2：图中甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是（ ）A. 图甲表示交变电流，图乙表示直流B

4、. 两种电压的有效值相等C. 图甲所示电压的瞬间值表达式为D. 图甲所示电压经匝数比为10：1的变压器变压后，频率变为原来的答案：C知识点3：理想变压器的相关计算问题：例3. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为4:1，原线圈接入一电压为的交流电源，副线圈接一个的负载电阻，若，则下述结论正确的是（ ）A. 副线圈中电压表的读数为55VB. 副线圈中输出交变电流的周期为C. 原线圈中电流表的读数为0.5AD. 原线圈中的输入功率为答案：AC变式：如图，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭

5、合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则（ ）A. ，B. ，C. ，D. ，答案：A知识点4、远距离输电问题：例4. 某小型实验水电站的输出功率是20kW，输电线路的总电阻是6。（1）若采用380V输电，求输电线路损耗的功率。（2）若改用5000V高压输电，用户端利用的变压器降压，求用户得到的电压。解析：（1）输电线上的电流为。输电线路损耗的功率为。（2）改用5000V高压输电后，输电线上的电流变为，用户端在变压器降压前获得的电压为。根据得用户得到的电压为。本讲内容涉及交流发电机、理想变压器、远距离输电这些重要的物理模型，同时涉及交流电的有效值、最大值、平均值、瞬

6、时值的理解和相关的计算，对重要模型的理解要注重模型成立的条件及规律，侧重于对其原理的理解，对于理想变压器，要注意输入功率与输出功率，原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，原、副线圈中电流、电压及功率的相互制约关系；远距离输电实际体现的是变压器模型的拓展与应用，核心问题是要抓住输电导线上的输电电流，输电导线上损失的功率与电压的计算方法，本讲内容在试题中多以选择题和填空题的形式考查。从考查方式上，本讲内容还可与电学、力学等其他知识进行综合性的考查，在备考中应引起同学们足够的重视。一、预习新知暑期复习三：简谐振动和波的问题综合二、预习点拨探究任务一：简谐运动的图象：【反思】（1）简谐运动图象的物理意义

7、及特点是什么？ （2）利用简谐运动图象可读取哪些重要的物理信息？探究任务二：波的图象问题：【反思】（1）波的图象的物理意义及特点是什么？（2）振动图象与波的图象的区别与联系是什么？（答题时间：45分钟）1. 有一理想变压器，原、副线圈匝数之比，则变压器工作时原、副线圈（ ）A. 电压之比 B. 电流之比C. 功率之比 D. 频率之比2. 关于交变电流的最大值和有效值之间的关系，以下说法中正确的是（ ）A. 正弦式交变电流满足B. 电子计算机中的矩形脉冲电流满足C. 所有交变电流满足D. 交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的，不是所有的交变电流都满足3. 一个理想变压器，当副线圈所接电阻R

8、变小时，下列说法中正确的是（ ）A. 流过电阻R的电流不变B. 电阻R两端的电压不变C. 流过原线圈的电流不变D. 原线圈消耗的电功率不变4. 如图所示，在交变电路中，如果电源电动势的最大值不变，频率可以改变，在图中电路的a、b两点间逐次将图中的电路元件甲、乙、丙单独接入，当使交流频率增加时，可以观察到下列论述的哪种情况？（ ）A. 读数不变，读数增大，读数减小B. 读数减小，读数不变，读数增大C. 读数增大，读数不变，读数减小D. 、读数均不变5. 关于线圈在匀强磁场中转动产生的交流电，以下说法中正确的是（ ）A. 线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变B. 线

9、圈每转动一周，感应电流方向就改变一次C. 线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次D. 线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次6. 如图所示，一理想变压器由一个初级线圈和两个次级线圈组成，当此变压器工作时，初级、次级线圈的匝数、电流、电压均在图中标出，则下列几组关系式中正确的是（ ）A. ，B. ，C. D. 7. 一理想变压器的副线圈为200匝，输出电压为10V，则铁芯内的磁通量变化率的最大值为（ ）A. 0.07Wb/s B. 5Wb/sC. 7.05Wb/s D. 14.1Wb/s8. 如图所示电路中，a、b两端连接的交流电源既含高频交流，又含低频交流

10、；L是一个25mH的高频扼流圈，C是一个100pF的电容器，R是负载电阻，下列说法正确的是（ ）A. L的作用是“通低频，阻高频”B. C的作用是“通交流，隔直流”C. C的作用是“通高频，阻低频”D. 通过R的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比9. 如图所示为一理想自耦变压器电路图，L1、L2、L3、L4为四个完全相同的灯泡，在A、B两点间加上交变电压时，四个灯泡都同样正常发光，设C、D两端的电压为，则为（ ）A. 4:1 B. 3:1 C. 2:1 D. 6:110. 如图所示，在闭合铁芯上绕着两个线圈M和P，线圈P与电流表构成闭合回路。若在至这段时间内，观察到通过电

11、流表的电流方向自上向下（即为由c经电流表至d），则可以判断出线圈M两端的电势差随时间的变化情况可能是图中的（ ）11. 如图所示为理想变压器，它的原线圈接在交流电源上，副线圈接一标有“12V，100W”的灯泡，已知变压器原、副线圈匝数比为18:1，那么小灯泡正常工作时，图中的电压表与电流表的读数分别是多少？1. A2. A、D3. B4. C 解析：频率越高，电容器容抗越小，而电感的感抗越大，但电阻不变。5. C 解析：依据交流电的变化规律可得，如果从中性面开始计时有和；如果从垂直于中性面的位置开始计时有和；则不难看出：线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向也改变一次

12、；线圈每转动一周，感应电流和感应电动势方向都改变两次。6. A、C 解析：电压与匝数成正比，故A正确，能量守恒，故C正确。7. A 解析：因为是理想变压器，原、副线圈的内电阻可忽略不计，故，又因为，可得，。正确选项是A。8. A、C、D 解析：L是一个自感系数很小的高频扼流圈，其作用是“通低频，阻高频”，A选项正确。C是一个电容很小的电容器，在题图所示的电路中，对高频交流的容抗远小于对低频交流的容抗，其作用是“通高频，阻低频”，C选项正确。因电路中无直流电源，故B选项错误。由于L对高频交流的阻碍作用和C对高频交流的旁路作用，使得通过R的电流中，低频交流所占的百分比远大于高频交流所占的百分比，D选项正确。9. A 解析：题中的自耦变压器M、B两点间的线圈为原线圈，匝数为，C、B两点间的线圈为副线圈，匝数为，流过C点的电流是副线圈中的电流，流过M点的电流是原线圈中的电流，由于四盏相同的灯均正常发光，由理想变压器的输入功率与输出功率相等有：、，两端的