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1、第十部分 交流电 传感器,专题一交变电流 变压器 远距离输电,专题二传感器的应用,专题一交变电流 变压器 远距离输电,备考导航,例题剖析,（一）知识与技能,本专题考查交变电流及描述交变电流的物理量、变压器原副线圈电流、电压、功率之间关系，远距离输电等知识.考查理解能力、分析综合能力、逻辑推理能力和用数学关系解决物理问题的能力.,(二)过程与方法,1.交变电流的产生及其变化规律（正弦交流电）是复习的重点，近几年高考命题题型主要有选择题、填空题.命题率较高的是交流电的产生及变化规律、最大值、有效值和周期等.,2.根据公式和图象能求出交变电流的瞬时值、最大值、有效值、平均值、周期和频率等物理量，理解
2、它们的物理意义，掌握它们之间的区别和联系.,3.电磁感应原理、法拉第电磁感应定律、电流、电压及功率等知识是本节学习的基础，同学们要注意学过的物理知识的承前启后作用.通过实验得到变压器线圈电压与匝数的关系，得到实验结论，然后根据电磁感应原理分析、论证，理解变压器原理.电流与匝数、功率与匝数之间的关系是本节学习的难点.,4.在本专题复习过程中要在掌握变压器原理的基础上，弄清电流、电压、功率的含义及区别，善于结合线路图进行分析，搞清楚电能输送相关的运算，要学会正确分析和解决问题，不要死记硬背或乱套公式.正确画出电能输送线路图是学好本节的切入点，要在图上标清相应电压、电流、功率的符号，不能混淆.,5.
3、由于本专题内容与实验、生产、生活联系密切，其命题符合新课标对学生考查的要求，同学们在学习过程中要注意学会把生活、生产知识抽象成学过的具体知识，学会解决实际问题的思维方法，提高综合能力.本专题在高考中占有重要地位，从近年高考命题趋势看，涉及交变电流的考题经常同变压器或远距离输电内容有关，命题多以选择题形式出现，有少量的计算题，而在计算题中多是同其他知识点相结合的综合题.,【例1】小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀 强磁场中匀速运动，产生的感应电动势与时间呈正 弦函数关系，如右图所示.此线圈与一个R=1的电 阻构成闭合电路.不计电路的其他电阻，下列说法正确的是( ),A交变电流的周期为0.25s
4、B交变电流的频率为4Hz C交变电流的有效值为 A D交变电流的最大值为10A,【思路剖析】交变电流e-t图象可以直接得到的物理量有交变电流的电压的峰值、周期、各时刻的电压值，能通过计算可得到的物理量有电压有效值、频率等物理量.,【解析】由图象可知，交流电的周期为0.50s，经计算得交变电流的频率为 ,选项A、B错误.交变电动势的最大值为10V，有效值为 ，由欧姆定律可知，交变电流的有效值为： ，选项C错误.交变电流的最大值为： ，选项D正确.,【答案】 D,思维拓展,本题考查从交变电流的图象得出交变电流的周期和频率、有效值和最大值，是近年高考常见的命题模式.,【例2】如右图所示一交变电流的电
5、流随时间而变化的图象,此交变电流的有效值是( ),【思路剖析】正弦交变电流的有效值与最大值是一种特殊关系，也符合等效原理.,设交变电流通过电阻R所用时间为T，根据有效值定义有：,【解析】,【答案】 B,思维拓展,交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的，应紧扣此意义去求解.,【例3】（珠海2008年）如右图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡L1和 L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关S断开，当S接通时，以下说法中正确的是( ) A副线圈两端M、N的输出电压减小 B副线圈输电线的等效电阻R上的电压将增大 C通过灯泡L1的电流减小 D原线圈中的电流增大,【思路剖析】对于理想
6、变压器，其输入电压决定输出电压，输出电流决定输入电流.,副线圈两端M、N的输出电压由变压比决定，应不变，选项A错误.当S接通时，副线圈电路总电阻减小，通过副线圈输电线的电流I2变大，其等效电阻R上的电压将增大，选项B正确.灯泡L1的电压减小，故选项C正确.根据变压器原理 知，原线圈中的电流增大，选项D正确.,【解析】,【答案】 BCD,本题考查变压器原理、动态电路分析问题，理想变压器的动态问题分析，大致有两种情况：一是负载电阻不变，原、副线圈的电压U1、U2，电流I1、I2，输入和输出功率P1、P2随匝数比变化而变化的情况；另一类是匝数比不变，上述各量随负载电阻变化而变化的情况，不论哪种情况都
7、要注意：根据题意分清变量和不变量；要弄清“谁决定谁”的制约关系.,思维拓展,【例4】如右图所示，一理想变压器上绕有A、B、C三个线圈，匝数比nAnBnC=421，在副线圈B 和C的两端各接一个相同的电阻R，当原线圈A与交变电源连接时，交变电流表A2的示数为I0，则交变电流表A1的示数为多少?,【解析】,又在副线圈B和C的两端各接一个相同的电阻R，故,【答案】,考查具有多个副线圈的变压器问题，涉及理想变压器的变压比及功率关系式.对于具有多个副线圈的变压器，原线圈的输入功率等于各副线圈的输出功率之和.,思维拓展,【解析】如右图所示，在绕制变压器时，某人将两个线圈绕在图示变压器铁芯的左右两个臂上，当
8、通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间臂，已知线圈1、2的匝数比n1n2=21，在不接负载的情况下( ),A. 当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为110V B. 当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为55V C. 当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为220V D. 当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为110V,【思路剖析】本题中原、副线圈磁通量变化是不同的，因此在思考时要与法拉第电磁感应定律相结合，正确运用,【解析】当忽略原、副线圈内阻时变压器原、副线圈电压之比等于感应电动势之比即,【答案】 BD,思维拓展,本题考查学生是否对
9、变压器工作原理有深刻理解，是电磁感应知识与变压器知识的综合应用.,【例6】 （2008上海）某小型实验水电站输出功率是20kW，输电线路总 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n1n2=221的变压器降压，求用户得到的电压.,【思路剖析】对远距离输电要记住其基本原理图，根据原理图进行思考和计算.,（1）输电线上的电流强度为,输电线路损耗的功率为：,（2）改用高压输电后，输电线上的电流强度变为,用户端在变压器降压前获得的电压,【答案】,思维拓展,通过本题的解答，可以体会到提高输电电压，可大幅度减 小输电线上功率损失，从中也体会到
10、输电线的电压与输电上的损失电 压（电压降）是两个不同的物理量.,专题二传感器的应用,备考导航,例题剖析,（一）知识与技能,本专题考查传感器定义、组成、分类、原理等知识点,考查理解能力、逻辑推理、分析和综合能力.,(二)过程与方法,传感器在高考大纲中被列入实验内容，但在实验专题的复习中又往往忽略了这一内容，传感器在高考中的地位也较特殊，由于传感器是新课标理念下引入教材的，所以未来高考出现命题的可能性较大，又因为传感器涉及到的知识综合性较强，与电路、电磁感应等知识相关的命题出现的可能性较大，传感器在生产、生活与技术中的应用领域极其广泛的，近几年高考命题均有涉及传感器的应用，同学们要引起足够的重视.
11、,应用1： 电饭煲工作原理,如下图所示是电饭煲的电路图，S1是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103）时，会自动断开.S2是一个自动控温开关，当温度低于70时，会自动闭合；当温度高于80时，会自动断开.红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯.分流电阻R1=R2=500，加热电阻丝R3=50,两灯电阻不计.,（1）分析电饭煲的工作原理. （2）计算加热和保温两种状态下，电饭煲功率之比. （3）简要回答，如果不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？,【思路剖析】要根据电路图、各元件的作用进行分析，然后再根据相关物理规律进行求解.,（1）电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时手动
12、闭合S1，这 时黄灯短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态，加热到80时，S2自动断开，S1应闭合；水烧开后，温度升到103时，开关S1自动断开，这时饭 已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态.由于散热，待温度降至70时， S2自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80时，S2又自动断开，再次 处于保温状态.,（2）加热时电饭煲消耗的功率,保温时电饭煲消耗的功率,（3）如果不闭合开关S1，开始S2总是闭合的，R1被短路，功率为P1，当温度上升到80时，S2自动断开，功率降为P2，温度降到70时，S2自动闭合温度只能在，7080之间变化，不能把水烧开，不能煮熟饭.,思维拓展,本题取材于现实生活，给人一种亲切感
13、，从现实生活和生产实践中提取信息进行命题是近年高考命题的发展方向，本题通过对电饭煲工作过程运用所学的物理知识进行解读，分析过程分两个部分，一是煮饭和保温过程：S1闭合煮饭过程，包括温度达到80时S2自动断开过程；温度达到居里点，S1自动断开过程；保温过程，温度降到70时，S2自动闭合加热过程和当温度达到80时S2自动断开过程.二是如果不闭合开关S1能否煮熟饭的过程.本题对学生思维过程和解读问题的方法要求较高，是考查学生分析和解决实际问题能力的命题.,【例2】车床在工作时是不允许将手随便接近飞转的工件的，为了防止万一，工程师设计了光电自动控制安全电路，只要有人的手不小心靠近了工件，机器就会自动停转，请简述其工作原理.如下图中的A为车床上的电动机；B为随电动机高速转动的工件；C为光源，它发出的光照到光敏电阻D上；E为电磁铁；F为衔铁；G为电源，H为弹簧.,【解析】当手在C、D之间靠近工件时，遮挡住射向光敏电阻的光，光敏电阻的阻值迅速变大，电路中的电流减小，使电磁铁磁性减弱从而放开衔铁，造成电动机断路，使工件停转以保证人的安全.,【答案】 见解析,
