《高二物理教案：第五章章末整合(新人教版选修)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二物理教案：第五章章末整合(新人教版选修)（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 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 10 cm bc 长 L2 20 cm 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 1 T 线框以 ab 边为轴以角速度 100 rad s 匀速转动 t 0 时刻
2、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
3、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 2 Hz B 此交流电动势的有效值为 1 V C t 0 1 s 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 1
4、100 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 3 300 V 副线圈的输出电压 U2 220 V 绕过铁心的单 匝导线的电压表的示数为 U0 2 V 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 5
5、A 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 3 m s 的速度流入水轮机 而以 1 m s 的速度流出 流出水位比流入水位低 1 6 m 水的流 量 Q 1 m3 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
6、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 110 V 下列表述正确的是 图 5 6 A 电流表的示数为 2 A B 原 副线圈匝数比为 1 2 C 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 100 Hz 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 220 V 额定功率为 22 W 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
7、 5 7 答案 A 3 2010 年重庆卷 输入电压为 220 V 输出电压为 36 V 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 220 V 交流电源上 测得新 绕线圈的端电压为 1 V 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 360 C 2200 180 B 1100 180 D 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 0
8、1 s C 有效值是 220 V B 最大值是 311 V D 表达式为 U 220sin 100 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
9、 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 80 W 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
