2019版物理人教版选修3-2课件：第五章　交变电流 本章整合

1、-1- 本章整合 -2- 本章整合 知识网络专题突破 -3- 本章整合 知识网络专题突破 -4- 本章整合 知识网络专题突破 -5- 本章整合 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 专题一如何运用交变电流的“四值” 交变电流的“四值”是指交变电流的峰值、瞬时值、有效值和平 均值。它是近几年的高考在考查“交变电流”有关内容时的主要考 点,只有弄清它们的适用情景,才能在具体应用中避免张冠李戴。 下面举例说明。 (1)在研究与交变电流热效应有关的问题时,只能用有效值。如研 究交变电流的电功、电功率、保险丝的熔断电流、交流电表的示 数等问题时。 -6- 本章整合 专题突破知识网络 专题一专题二专题三

2、【例题1】如图所示,一理想变压器原、副线圈的匝数比为 丝不致熔断,调节R时,其阻值最低不能小于() 点拨I0=1 A是指原线圈中电流的有效值不能大于1 A,保险丝才 不致熔断。 -7- 本章整合 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 解析:当原线圈电流I1=I0时, 故选项C正确。 答案:C -8- 本章整合 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 (2)在研究电容器的耐压值时,只能用峰值。 【例题2】 一电容器两端允许加的直流电压最大值是260 V,能否 将它接在按正弦规律变化的交流电压为220 V的电路中? 点拨电容器工作时加在它两端电压的最大值不能超过它的耐压 值。 解析:题中所述的220

3、 V交流电压是指有效值,其最大值为 化的电压有效值为220 V的电路中,否则该电容器将会被击穿。 答案:不能 -9- 本章整合 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 (3)在研究交变电流通过导体横截面的电荷量时,只能用平均值。 【例题3】如图所示,物理实验中,常用一种叫作“冲击电流计”的 仪器测定通过电路的电荷量,探测线圈与冲击电流计串联后可用来 测定磁场的磁感应强度。已知线圈匝数为n,面积为S,线圈与冲击 电流计组成的回路电阻为R。若将线圈放在被测匀强磁场中,开始 线圈平面与磁场垂直,现把探测线圈翻转180,冲击电流计测出通过 线圈电荷量为q,由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为() -1

4、0- 本章整合 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 答案:A -11- 本章整合 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 (4)在研究某一时刻线圈受到的安培力或研究氖管的发光时间等 问题时,只能用瞬时值来考虑。 【例题4】如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下。 在磁场中有一个边长为l的正方形刚性金属框,ab边质量为m,其他 三边的质量不计。金属框的总电阻为R,cd边上装有固定的水平轴。 现在将金属框从水平位置由静止释放。不计一切摩擦,金属框经t 时间恰好通过竖直位置abcd。若在此t时间内,金属框中产生的焦 耳热为Q,求ab边通过最低位置时受到的安培力。 -12- 本章整合 专题突

5、破知识网络 专题一专题二专题三 点拨:本题既不能用电流的有效值求解,也不能用电流的平均值 求解,而是用ab边到最低位置时的瞬时电流值求解。 解析:由能量守恒知,在t时间内ab杆重力势能的减少量最后转化 为它到达最低点的动能和全过程中框中产生的热量,即 -13- 本章整合 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 专题二变压器与分压器 变压器(图甲)和分压器(图乙)都能起到改变电压的作用,但二者 又有着本质的区别。 为了加深同学们对这两种装置的认识,更好地理解和应用它们来 解决实际问题,现结合上图将二者区别如下: -14- 本章整合 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 -15- 本章整合 专题突破

6、知识网络 专题一专题二专题三 【例题5】如图甲、乙所示的两电路中,当a、b两端与e、f两端分 别加上220 V的交流电压时,测得c、d间与g、h间的电压均为110 V。 若分别在c、d两端与g、h两端加上110 V的交流电压,则a、b间与e、 f间电压分别为() A.220 V,220 VB.220 V,110 V C.110 V,110 VD.220 V,0 点拨:对变压器应根据理想变压器的电压关系分析求解,对分压 器应根据串联电路的分压关系分析求解。 -16- 本章整合 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 解析:具有接头的变压器,由实际所用的原、副线圈匝数比决定 电压比,a、b与c、d的

7、匝数比为21,故c、d两端加上110 V的交流 电压,a、b间电压为220 V。滑动变阻器则必须用U=IR求电压。g、 h两端加上110 V的交流电压,因e、g之间无电流,e与g等电势,e、f间 电压为110 V。 答案:B -17- 本章整合 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 专题三变压器问题考查的几种类型 1.理想变压器的变压原理问题 -18- 本章整合 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 【例题6】在绕制变压器时,某人将两个线圈绕在如图所示变压 器铁芯的左右两个臂上。当通以交变电流时,每个线圈产生的磁通 量都只有一半通过另一个线圈,另一半通过中间的臂。已知线圈1、 2的匝数之比n1

8、n2=21。在不接负载的情况下() A.当线圈1输入电压为220 V时,线圈2输出电压为110 V B.当线圈1输入电压为220 V时,线圈2输出电压为 55 V C.当线圈2输入电压为110 V时,线圈1输出电压为220 V D.当线圈2输入电压为110 V时,线圈1输出电压为440 V -19- 本章整合 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 答案:B -20- 本章整合 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 2.理想变压器的动态分析问题 对理想变压器进行动态分析的两种常见情况: (1)原、副线圈匝数比不变,分析各物理量随负载电阻变化而变化 的情况,进行动态分析的顺序是 RI2P2P1I1

9、。 (2)负载电阻不变,分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况, 进行动态分析的顺序是 n1、n2U2I2P2P1I1。 -21- 本章整合 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 【例题7】如图所示,理想变压器原、副线圈回路中的输电线的 电阻忽略不计,当S闭合时() A.电流表A1的读数变大,电流表A2的读数变小 B.电流表A1的读数变大,电流表A2的读数变大 C.电流表A1的读数变小,电流表A2的读数变小 D.电流表A1的读数变小,电流表A2的读数变大 点拨:根据动态分析的第一种情况分析,即I2P2P1I1。 -22- 本章整合 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 答案:B -23- 本章

10、整合 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 3.变压器原线圈接有用电器的问题 由于原线圈中接有用电器,所以原线圈两端电压不等于电源电压, 这种情况下电源两端电压等于用电器两端电压与原线圈两端电压 之和。若从电压与匝数关系分析,难以得出结论,所以这类问题一 般由电流关系入手解决比较方便。 【例题8】 如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数之比为 n1n2=41,原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B 的阻值相等。a、b 端加一交流电压后,两电阻消耗的电功率之比 PAPB=,两电阻两端的电压之比UAUB=。 -24- 本章整合 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 点拨:由原、副线圈中的电流

11、关系入手可判断两电阻两端的电压 关系,进而判断出两电阻消耗的功率关系。 解析:理想变压器的原、副线圈中的电流之比 IAIB=n2n1=14 又RA=RB,因此消耗的电功率之比 由UA=IARA、UB=IBRB,得 UAUB=IAIB=n2n1=14。 答案:11614 -25- 本章整合 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 4.有两组或两组以上副线圈的变压器问题。 两个副线圈以上的理想变压器同样遵守功率关系和电压关系,一 个副线圈时的电流跟匝数的反比关系不再成立。同一铁芯上的每 个线圈都处在同样的变化的磁场中,因此穿过任何一个线圈的每一 匝的磁通量的变化率是一样的,因此电压关系同样成立,而电流关 系,只能由P入=P出(即I1U1=I2U2+I3U3+)求解。 -26- 本章整合 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 【例题9】如图所示,理想变压器原线圈 接到220 V的交流电 源上,副线圈 的匝数为30,与一标有“12 V 12 W”的灯泡连接,灯 泡正常发光。副线圈的输出电压为110 V,电流为0.4 A。求: (1)副线