2012高二物理课件：第五章 章末整合 (新人教版选修3-2).ppt

专题一 交变电流的产生及图象 交变电流产生的相关问题 要注意交流电的三要素 最大值 频率 或周期 初始位置 其中最大值是关键 应找到在磁场中转动的有效面积 直接由表达式确定 例1 如图5 1所示 abcd为一个闭合矩形金属线框 已知ab长L1 10cm bc长L2 20cm 内阻R 0 1 图中虚线O1O2为磁场右边界 磁场左边界很远 它与线圈的ab边平行 等分bc边 即线圈有一半位于匀强磁场之中 而另一半位于磁场之外 磁感线方向垂直于线框平面向里 磁感应强度B 0 1T 线框以ab边为轴以角速度 100 rad s匀速转动 t 0时刻位置如图所示 在图右边的坐标系上定性画出转动过程中线圈内感应电流随时间变化的 图象 只要求画出一个周期 图5 1 图5 2 专题二 交流电四值的对比及应用 1 最大值 Em Im 矩形线圈绕垂直于磁感线的轴在匀强磁场中匀速转动时 线圈中产生正弦交流电 当线圈平面与磁感线平行时 线圈中感应电动势最大 最大值为Em NBS 其中N表示线圈匝数 S表示线圈面积 最大值Em与线圈转动时转轴的位置无关 2 有效值 E I 对同样的电阻 在相同时间内跟交流电热效应相等的直流电的值为交流电的有效值 一般交流电压表 电流表测出的数值是有效值 交流电器铭牌上标明的电流 电压值也是有效值 计算电功 电热时应使用有效值 正弦式交流电的有效值大小 3 瞬时值 e i 1 当线圈平面与中性面重合时 线圈中感应电动势为零 若从此位置开始计时 则瞬时值表达式为 2 当线圈平面与中性面垂直时 线圈中感应电动势最大 若从此位置开始计时 则瞬时值表达式应为 例2 矩形金属线圈共10匝 绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动 线圈中产生的交流电动势e随时间t变 化的情况如图5 3所示 下列说法中正确的是 图5 3 A 此交流电的频率为0 2HzB 此交流电动势的有效值为1VC t 0 1s时 线圈平面与磁场方向平行 D 线圈在转动过程中的最大磁通量为 1100 Wb 答案 D 专题三 理想变压器的动态分析 理想变压器的动态问题的分析 要注意以下四点 1 紧紧把握三个 决定 输入电压决定输出电压 输出功率决定输入功率 输出电流决定输入电流 2 理清四个关系 变压比 变流比 输出功率等于输入功率 不变频 3 准确分析两个回路 原线圈回路 副线圈回路 4 将欧姆定律与其他电学规律紧密结合 例3 如图5 4所示为一理想变压器 原线圈的输入电压U1 3300V 副线圈的输出电压U2 220V 绕过铁心的单匝导线的电压表的示数为U0 2V 则 图5 4 1 原 副线圈的匝数各是多少 2 当S断开时 A2的示数I2 5A 那么A1的示数是多少 3 当S闭合时 A2的示数将如何变化 A1的示数如何变化 专题四 高压输电线路的综合分析 高压电路的认识中 要深刻领会输电电压不是导线上的线电压 但输电电流就是输电线上的线电流 分析问题中要紧扣能量守恒 注意电学规律的应用 画出电路示意图 例4 一座小型水电站 水以3m s的速度流入水轮机 而以1m s的速度流出 流出水位比流入水位低1 6m 水的流量Q 1m3 s如果水流能量的75 供给发电机 20 用于水温升高 求 1 水温升高多少 图5 5 1 双选 2011年广东卷 图5 6 a 左侧的调压装置可视为理想变压器 负载电路中R 55 A V为理想电流表和电压表 若原线圈接入如图5 6 b 所示的正弦交变电压 电压表 的示数为110V 下列表述正确的是 图5 6 A 电流表的示数为2AB 原 副线圈匝数比为1 2C 电压表的示数为电压的有效值D 原线圈中交变电压的频率为100Hz 答案 AC 2 2011年新课标卷 如图5 7所示 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 图5 7 答案 A 3 2010年重庆卷 输入电压为220V 输出电压为36V的变压器副线圆烧坏 为获知此变压器原 副线圈匝数 某同学拆下烧坏的副线圈 用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈 如题5 8图所示 然后将原线圈接到220V交流电源上 测得新绕线圈的端电压为1V 按理想变压器分析 该变压器烧坏前 的原 副线圈匝数分别为 图5 8 A 1100 360C 2200 180 B 1100 180D 220 360 答案 B 4 双选 2010年广东卷 图5 9是某种正弦式交变电压 BC 的波形图 由图可确定该电压的 图5 9 A 周期是0 01sC 有效值是220V B 最大值是311VD 表达式为U 220sin100 t V 5 双选 2010年全国卷 图5 10中为一理想变压器 其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连 P为滑动头 现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始 沿副线圈匀速上滑 直至白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止 用I1表示流过原线圈的电流 I2表示流过灯泡的电流 U2表示灯泡两端的电压 N2表示灯泡消耗的电功率 这里的电流 电压均指有效值 电功率指平均值 下列4个图中 能够正确反映相应物理量的 变化趋势的是 图5 10 均匀增大 k为单位时间增加的匝数 C正确 灯泡两端的电压由零增大时其电阻增大 描绘的伏安特曲线为B 灯泡的功率先增大的快 电阻小 后增大的慢 电阻大 D错误 原线圈功率等于灯泡功率是增大的 所以原线圈电流一定增大 A错误 答案 BC 6 双选 2010年天津卷 为探究理想变压器原 副线圈电压 电流的关系 将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上 副线圈连接相同的灯泡L1 L2 电路中分别接了理想交流电压表V1 V2和理想交流电流表A1 A2 导线电阻不计 如图5 11所示 当开关S闭合后 图5 11 A A1示数变大 A1与A2示数的比值不变B A1示数变大 A1与A2示数的比值变大C V2示数变小 V1与V2示数的比值变大D V2示数不变 V1与V2示数的比值不变答案 AD 7 2011年江苏卷 图5 12甲为一理想变压器 ab为原线圈 ce为副线圈 d为副线圈引出的一个接头 原线圈输入正弦式交变电压的u t图象如图乙5 12所示 若只在ce间接一只Rce 400 的电阻 或只在de间接一只Rde 225 的电阻 两种情况下电阻消耗的功率均为80W 图5 12 1 请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式 2 求只在ce间接400 的电阻时 原线圈中的电流I1 。