2024-2025学年人教版高二物理选择性必修二教学课件 第三章 7 章末素养提升

第三章学案7章末素养提升物理观念交变电流的产生和描述(1)产生：闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动(2)交变电流的四值①瞬时值：e＝Emsinωti＝Imsinωt(从线圈位于中性面开始计时)②峰值：Em＝NBSω③有效值：U＝

，I＝

(只适用于正弦式交变电流)④平均值：

＝

，

＝______一、再现素养知识物理观念变压器

，I1n1＝I2n2(只有一个副线圈时)；P1＝P2电能的输送(1)输电线路上的功率损失：ΔP＝I2R线，电压损失：ΔU＝IR线，在线路电阻R线一定时，要减少输电损耗，需要减小输电电流，提高输电电压(2)远距离输电的基本原理：先用升压变压器升压到几百千伏后再向远距离输送，到达用户地区再通过降压变压器进行降压科学思维1.会用右手定则和法拉第电磁感应定律得出正弦式交变电流的大小和方向2.会根据电流的热效应计算有效值3.会推导理想变压器原、副线圈电流与匝数的关系科学探究通过实验，探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系科学态度与责任通过实验，养成安全操作、严谨认真、实事求是的科学态度；通过高压输电的学习，了解我国电网事业的高速发展二、提能综合训练1.(2023·河南郑州市高二期末)一线圈在匀强磁场中匀速转动会产生正弦式交流电。如图所示，图线a(实线)和图线b(虚线)是线圈在不同转速时，所产生正弦式交流电的图像。以下关于这两个正弦式交流电的说法正确的是A.两种转速下，t＝0时刻穿过线圈的磁

通量均为零B.线圈在两种转速下周期之比为Ta∶Tb

＝2∶1C.图线a所对应交流电的电压有效值为5VD.图线b所对应的交流电的瞬时值表达式为e＝5sin(50π·t)V√由题图可知，两种转速下，t＝0时刻感应电动势为零，则穿过线圈的磁通量最大，故A错误；由题图可知2Ta＝Tb则周期之比为Ta∶Tb＝1∶2，故B错误；由题图可知，图线b所对应的交流电的周期为Tb＝4×10－2s交流电的电压最大值为5V，则交流电的瞬时值表达式为e＝5sin(50π·t)V，故D正确。2.(2022·广东卷)如图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，n1>n2，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是A.两线圈产生的电动势的有效值相等B.两线圈产生的交变电流频率相等C.两线圈产生的电动势同时达到最大值D.两电阻消耗的电功率相等√因两线圈放在同一个旋转磁铁的旁边，则两线圈产生的交变电流的频率相等，选项B正确；当磁铁的磁极到达线圈轴线时，磁通量变化率最大，感应电动势最大，由题图可知两线圈产生的感应电动势不可能同时达到最大值，选项C错误。3.(2023·福建厦门市高二期末)贯彻新发展理念，福建省风力发电发展迅猛。某种风力发电机的发电、输电简易模型如图甲所示。风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机的输出电压u随时间t的变化关系如图乙所示，输出功率为1500kW。降压变压器原、副线圈的匝数比为n3∶n4＝130∶1，输电线总电阻为R，其余线路电阻不计，用户端的电压为U4＝220V，功率1430kW，所有变压器均为理想变压器，则A.每个周期内电流方向改变1次B.发电机线圈转动频率为100HzD.输电线总电阻R为28Ω√每个周期内电流方向改变2次，故A错误；根据理想变压器电压规律可知输电线路上损失的功率为ΔP＝P1－P3＝I32R＝70kW解得R＝28Ω，故D正确。4.如图甲所示，虚线(磁场边界)左侧有一竖直向下的匀强磁场(磁感应强度为B)，一正方形线框(边长为L，匝数为N，不计线框内阻)从图示位置以水平上边O为轴顺时针匀速转动，以角速度为ω进入磁场区域。现将该线框产生的交流电接入图乙电路的CD端，定值电阻R1阻值为R，L1电阻为4R，忽略灯丝电阻随温度的变化，A1为理想交流电流表，K为理想二极管，P为理想自耦变压器上的滑动触头，P′为滑动变阻器上的滑片。下列说法正确的是C.P不动，P′向下滑动时，U2减小D.P顺时针转动一个小角度，同时P′向下滑动时，小灯泡L2的亮度可能不变√线框转动切割磁感线产生的电动势最大值为Em＝NBL2ω，故A错误；P不动，P′向下滑动时，由于变压器的匝数比不变，可知电压U2不变，故C错误；P顺时针转动一个小角度，副线圈匝数减小，电压U2减小；同时P′向下滑动时，接入电路的电阻R′减小，所以I2可能不变，小灯泡L2的亮度可能不变，故D正确。5.(2023·福建宁德市月考)如图所示，作为北京奥运会主场馆之一的国家体育场“鸟巢”拥有9.1万个座位，其扇形屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心悦目之感，还隐藏着一座年发电量约为98550kW·h的太阳能光伏发电系统，供给体育场内的照明灯等使用。假如该发电系统的输出功率为1×105W。(1)按平均每天太阳照射6小时，该发电系统一年(365天)能输出多少电能？答案7.884×1011J设该发电系统一年能输出的电能为E，P＝1×105W，t＝365×6×3600s，E＝Pt解得E＝7.884×1011J(2)若发电系统的输出电压为250V，现准备向远处输电。所用输电线的总电阻为8Ω，要求输电时在输电线上损失的电功率为输送电功率的5%，用户获得220V电压，应选用匝数比多大的升压变压器和降压变压器？答案1∶16

190∶11依题意作出如图所示的输电示意图当输电线上损失的电功率为输送电功率的5%时，设输电线中的电流为I2，则