【金牌学案】年高中物理 第五章 章末整合课件 新人教选修32

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＝0.1Ω.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ω＝100πrad/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＝NBSω，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5－3A．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

1100πWb

答案：D专题题三三理想想变变压压器器的的动动态态分分析析理想想变变压压器器的的动动态态问问题题的的分分析析，，要要注注意意以以下下四四点点．．1．．紧紧紧紧把把握握三三个个““决决定定””：：输输入入电电压压决决定定输输出出电电压压，，输输出出功率率决决定定输输入入功功率率，，输输出出电电流流决决定定输输入入电电流流．．2．．理理清清四四个个关关系系：：变变压压比比，，变变流流比比，，输输出出功功率率等等于于输输入入功功率，，不不变变频频．．3．．准准确确分分析析两两个个回回路路：：原原线线圈圈回回路路，，副副线线圈圈回回路路．．4．．将将欧欧姆姆定定律律与与其其他他电电学学规规律律紧紧密密结结合合．．【例例3】如图图5－4所所示示为为一一理理想想变变压压器器，，原原线线圈圈的的输输入入电电压U1＝3300V，，副副线线圈圈的的输输出出电电压压U2＝220V，，绕绕过过铁铁心心的的单单匝导导线线的的电电压压表表的的示示数数为为U0＝2V，，则则：：图5－－4(1)原原、、副副线线圈圈的的匝匝数数各各是是多多少少？？(2)当当S断断开开时时，，A2的示数I2＝5A，那么么A1的示数是是多少？？(3)当当S闭闭合时时，A2的示数将将如何变变化？A1的示数如如何变化？专题四高压输电电线路的的综合分分析高压电路路的认识识中，要要深刻领领会输电电电压不不是导线线上的线线电压，但但输电电电流就是是输电线线上的线线电流，，分析问问题中要要紧扣能量守恒恒，注意意电学规规律的应应用，画画出电路路示意图图．【例4】一座小型型水电站站，水以以3m/s的速速度流入入水轮机机，而以1m/s的的速度流流出．流流出水位位比流入入水位低低1.6m，水的的流量Q＝1m3/s如如果水流流能量的的75%供给发电电机，20%用用于水温温升高．求：：(1)水水温升高高多少；；图5－51．(双选，，2011年广东东卷)图5－6(a)左左侧的的调压压装置置可视视为理想想变压压器，，负载载电路路中R＝55ΩΩ，A、V为为理想想电流流表和和电压表．．若原原线圈圈接入入如图图5－6(b)所所示的的正弦弦交变变电压压，电电压表表)的示数数为110V，，下列列表述述正确确的是是(图5－6A．电电流表表的示示数为为2AB．原原、副副线圈圈匝数数比为为1∶2C．电电压表表的示示数为为电压压的有有效值值D．原原线圈圈中交交变电电压的的频率率为100Hz答案：：AC2．(2011年新课线圈的匝数比为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表和电电流表表的读读数，，则()图5－7答案：：A3．(2010年重庆庆卷)输入电电压为为220V，，输出出电压压为36V的的变压器器副线线圆烧烧坏，，为获获知此此变压压器原原、副副线圈圈匝数数，某某同学学拆下烧烧坏的的副线线圈，，用绝绝缘导导线在在铁芯芯上新新绕了了5匝匝线圈圈，如如题5－8图图所示示，然然后将将原线线圈接接到220V交交流流电源源上，，测得得新绕线圈圈的端端电压压为1V，，按理理想变变压器器分析析，该该变压压器烧烧坏前前的原、、副线线圈匝匝数分分别为为()图5－8A．1100、360C．2200、180B．1100、180D．220、360答案：B4．(双选，2010年广东卷)图5－9是某种种正弦式交交变电压)BC的波形图，，由图可确确定该电压压的(图5－9A．周期是是0.01sC．有效值值是220VB．最大值值是311VD．表达式式为U＝220sin100πt(V)5．(双选，2010年全国卷Ⅱ)图5－10中为为一理想变变压器，其原线圈与与一电压有有效值不变的交交流电源相相连：P为滑动头．．现令P从均匀密绕绕的副线圈圈最底端开开始，沿副副线圈匀速速上滑，直至白炽灯灯L两两端的电压压等于其额额定电压为为止．用I1表示流过原线圈的电电流，I2表示流过灯灯泡的电流流，U2表示灯泡两两端的电压，，N2表示示灯灯泡泡消消耗耗的的电电功功率率(这这里里的的电电流流、、电电压压均均指指有有效效值值：：电功功率率指指平平均均值值)．．下下列列4个个图图中中，，能能够够正正确确反反映映相相应应物物理理量量的的变化化趋趋势势的的是是()图5－－10均匀匀增增大大(k为单单位位时时间间增增加加的的匝匝数数)，C正确确．．灯灯泡泡两两端端的的电电压压由零零增增大大时时其其电电阻阻增增大大，，描描绘绘的的伏伏安安特特曲曲线线为为B.灯泡泡的的功功率率先先增大大的的快快(电阻阻小小)后增增大大的的慢慢(电阻阻大大)，D错错误误．．原原线线圈圈功功率率等等于灯灯泡泡功功率率是是增增大大的的，，所所以以原原线线圈圈电电流流一定定增增大大，，A错误误．．答案案：：BC6．．(双选选，，2010年天天津津卷卷)为探探究究理理想想变变压压器器原原、、副副线线圈圈电电压、、电电流流的的关关系系，，将将原原线线圈圈接接到到电电压压有有效效值值不不变变的的正正弦弦交交流流电电源上上，，副副线线圈圈连连接接相相同同的的灯灯泡泡L1、L2，电电路路中中分分别别接接了了理理想想交交流电电压压表表V1、V2和理理想想交交流流电电流流表表A1，A2，导导线线电电阻阻不不计计，，)如图图5－－11所所示示．．当当开开关关S闭闭合合后后(图5－－11A．．A1示数变大，A1与A2示数的比值不不变B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变变大C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变变大D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不不变答案：AD7．(2011年江苏卷)图5－12甲为一理想变变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出出的一个接头