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1、高 2016 届高三一轮复习学案交变电流1 交变电流一.学习目标（学习开始请明确本单元学习目标）1.理解交变电流的产生过程，能正确书写交变电流的表达式 2.理解描述交变电流的几个物理量，会计算交变电流的有效值3.理解变压器的原理，掌握理想变压器原、副线圈的功率关系、电压关系及电流关系，并会进行有关计算4.能利用功率、电压、电流关系对变压器进行动态分析. 5.会计算远距离输电问题中线路损失的功率和电压二.考纲要求及解读: 考点内容要求说明考纲解读交变电流； 描述交变电流的物理量和图象1.交变电流的产生及其各物理量的变化规律， 应用交变电流的图象解决问题2利用有效值的定义，对交变电流的有效值进行计
2、算3理想变压器原、副线圈中电流、电压、功率之间的关系应用，变压器动态变化的分析方法4远距离输电的原理和相关计算正弦交变电流的函数表达式电感和电容对交变电流的影响理想变压器II 限于单个副线圈的理想变压器电能的输送三.学习活动：课前复习学案(一)交变电流的产生及规律: 1交变电流的产生(1)产生条件 :线圈绕垂直于磁场方向的轴( )转动 (2)两个特殊位置的特点：线圈平面与中性面重合时，SB，( )， t( )，e( )，i( )，电流方向将发生( )线圈平面与中性面垂直时，SB，( )， t( )，e( )，i( )，电流方向不改变(3)电流方向的改变：线圈通过( )时，电流方向发生改变，一个
3、周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方 向改变 ( )次(4)交变电动势的最大值Em( )，与转轴位置无关，与线圈形状无关2交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时) 规律 物理量函数表达式图象磁通量 mcos tBScos t高 2016 届高三一轮复习学案交变电流2 电动势eEmsint nBS sin t电压uUmsint REm R rsin t电流iImsin tEm Rrsin t3.交变电流的描述: (1)我们民用交流电的周期是( ),频率是 ( ). (2)我们常说民用交流电的电压是220V,是指交流电的 ( )值. (3)正弦交流电的有效值和峰值间的关系是( ) (4)交
4、流电的有效值是根据( )定义的 . 4.迁移应用 : (1)图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是() (2)下面关于交变电流的说法中正确的是() A交流电器设备上所标的电压值和电流值是交变电流的峰值B用交流电流表和电压表测定的数值是交变电流的瞬时值C给定的交变电流数值，在没有特别说明的情况下指的都是有效值D跟交变电流有相同的热效应的直流电数值是交变电流的有效值(3)一闭合矩形线圈abcd 绕垂直于磁感线的固定轴OO匀速转动， 线圈平面位于如图1 甲所示的匀强磁场中通过 线圈的磁通量随时间 t 的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是() At1、 t
5、3时刻通过线圈的磁通量变化率最大Bt1、t3时刻线圈中感应电流方向改变Ct2、t4时刻线圈中磁通量最大Dt2、t4时刻线圈中感应电动势最小图 1 (4) 在匀强磁场中，一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图6所示，产生的交变电动势的图象如图7 所示，则 ( ) At0.005s 时线框的磁通量变化率为零Bt0.01s 时线框平面与中性面重合C线框产生的交变电动势有效值为311V D线框产生的交变电动势频率为100Hz 图 6图 7 (5) 两个完全相同的电热器，分别通以图甲、乙所示的峰值相等的矩形交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比P甲P乙等于 () A.21 B2 1
6、C41 D11 高 2016 届高三一轮复习学案交变电流3 (6)一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示，由图可知() A该交流电的电压的有效值为100V B该交流电的频率为25Hz C该交流电压瞬时值的表达式为u 100sin25tV D若将该交流电压加在阻值为100的电阻两端，则该电阻消耗的功率为50W ( 二)理想变压器基本关系: 基本关系功率关系P入( )P出电压关系U1 U2( )n1 n2，与负载情况、副线圈个数的多少无关电流关系只有一个副线圈时，I1 I2( )n2 n1；多个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确定电流关系频率关系原、副线圈中交流电的频率( ) 制约关系电压副
7、线圈的电压U2由原线圈的电压U1和匝数比决定功率原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定电流原线圈的电流I1由副线圈的电流I2和匝数比决定(三)电能的输送 : 远距离高压输电的几个基本关系(以图为例 ) (1)功率关系P1P2，P3P4，P2 P线P3(2)电压、电流关系U1 U2n1 n2I2 I1，U3 U4n3 n4I4 I3U2U线U3I2I3I线(3)输电电流： I线P2 U2P3 U3U2U3R线(4)输电导线上损失的电功率P线U线I线I2线R线(P2 U2)2R线高 2016 届高三一轮复习学案交变电流4 课上学案第一讲 :交变电流的产生和描述 一.任务 : 1. 矩形线框
8、绕垂直于匀强磁场的轴O 转动时，线圈的两条边切割磁感线产生感应电动势，如图所示设线圈的匝数为 n，转动角速度为 ，两对边分别为l1和 l2(其中 ab 边为 l1，ad边为 l2)求感应电动势. 2.如图所示为一交变电流的i t 图象，该交变电流的有效值为多少？3. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B 0.5T，边长L10cm 的正方形线圈共100 匝，线圈总电阻r1 ，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，角速度 2rad/s ，外电路中的电阻R4，求： (计算结果小数点后保留两位有效数字) (1)感应电动势的最大值；(2)由图示位置 (线圈平面与磁感线平行)转过 60 时的瞬时感应电动势；
9、(3)由图示位置 (线圈平面与磁感线平行)转过 60 的过程中产生的平均感应电动势；(4)交流电压表的示数；(5)线圈转动一周产生的总热量；(6)从图示位置开始的1 6周期内通过R 的电荷量高 2016 届高三一轮复习学案交变电流5 二.归纳总结 : 1. 正弦式交流电产生的原理: 2.求非正弦交流电有效值的方法. 3.交流电四值的比较和应用: 三.迁移应用 : 1一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流的电动势e220 2sin100 tV，那么 () A该交变电流的频率是100Hz B当 t0 时，线圈平面恰好与中性面垂直C当 t1 200s 时， e 有最大值D该交变电流电动势的有效值
10、为220 2V 2如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度给该台灯接220V 的正弦交流电后加在灯管物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值eEmsin t i Imsin t计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值EmnBS Im讨论电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流值对正 (余)弦交变电流有： EEm/ 2 UUm/2 IIm/2 (1)计算与电流的热效应有关的量(如 功、功率、热量等) (2)电器设备“铭牌”上所标的一般是有效值(3)保险丝的熔断电流值为有效值平均值交变电流图象中图线与时间轴所围的面积与时间
11、的比值E Bl vE ntI ER r计算通过电路截面的电荷量高 2016 届高三一轮复习学案交变电流6 两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为() A220V B110V C.2202V D.1102V 3电吹风是电动机带动风叶转动的装置，电热丝给空气加热得到热风设电动机线圈和电热丝的总电阻为R，接在一电压为uU0sin t的交流电源上，若已知电吹风使用时消耗的功率为P，通过电热丝和电动机线圈的总电流为I，则有 () APU2 0 2RBPI2RCPI2RDP2 2U0I 4在两块金属板上加上交变电压uUmsin2 Tt，当 t0 时，板间有一个电子正好处于静止状态下面关于电子以后的
12、运动情况的判断正确的是() AtT 时，电子回到原出发点B电子始终向一个方向运动CtT/2 时，电子将有最大速度DtT/2 时，电子的位移最大5.如图甲所示， 标有“ 220V40W”的灯泡和标有“20F300V”的电容器并联到交流电源上，为交流电压表， 交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关下列判断正确的是() AtT 2时刻，的示数为零B灯泡恰好正常发光 C电容器不可能被击穿D.的示数保持110 2V 不变 6.如图所示， 线圈 abcd 的面积是0.05m2，共 100 匝， 线圈总电阻为 1，外接电阻R 9 ，匀强磁场的磁感应强度B1T，当线圈以300r/min 的转速匀速旋转时问：(
13、1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；(2)线圈转过1 30s 时电动势的瞬时值多大？ (3)电路中，电压表和电流表的示数各是多少？(4)从中性面开始计时，经1 30s 通过电阻R 的电荷量是多少？高 2016 届高三一轮复习学案交变电流7 第二讲 : 变压器、电能的输送一.任务 : 1.如图，理想变压器原、 副线圈匝数比n1n2 21，和均为理想电表， 灯泡电阻RL6， AB 端电压 u1122 sin100 t (V) 下列说法正确的是() A电流频率为100Hz B.的读数为24V C.的读数为 0.5A D变压器输入功率为6W 2.如图所示，理想变压器原、
14、副线圈的匝数比为101， b 是原线圈的中心接头，电压表V 和电流表A 均为理想电 表，除滑动变阻器电阻R、定值电阻R0以外的其余电阻不计，从某时刻开始在原线圈c、d 两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1220 2sin100 t(V) 下列说法中正确的是() At1 600s 时刻， c、d 两点间的电压瞬时值为110V B当单刀双掷开关与a 连接时，电压表的示数为222V C单刀双掷开关与a 连接，在滑动变阻器滑片P 向上移动的过程中，电压表和电流 表的示数均变小D当单刀双掷开关由a 扳向 b 时，电压表和电流表的示数均变大3.通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压
15、U 保持不变，输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k 时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为 P2，则 P1和P2 P1分别为 () A.PR kU，1 nB (P kU)2R，1 nC.PRkU，1 n2D(P kU)2R，1 n24.如图所示， 有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为 R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和 P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和 P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和 P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和 P4.设 T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有 () AU2变小， U4变大BU2不变， U3变小CP1变小， P2变小DP2变大， P3变大高 2016 届高三一轮复习学案交变电流8 二.归纳总结 : 1.关于理想变压器的四点说明(1)变压器不能改变直流电压 (2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率 (3)理想变压器本身不消耗能量 (4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2 均为有效值2.常见的理想变压器的动态分析一般分匝数比不变和负载电阻不变两种情况 1匝数比不变的情况(如图所示 ) (1)
