物理選擇性必修第二冊(cè)(RJ)2、教師用書word6,章末優(yōu)化總結(jié)

1、本文格式為word版，下載可任意編輯物理選擇性必修第二冊(cè)(rj)2、教師用書word6,章末優(yōu)化總結(jié) 章末優(yōu)化總結(jié) 交變電流的四值及其應(yīng)用 【核心深化】 交變電流的四值是指瞬時(shí)值、最大值、有效值和平均值。 (1)瞬時(shí)值：它反映不同時(shí)刻交變電流的大小和方向，正弦溝通電瞬時(shí)值表達(dá)式為 ee m sin t，ii m sin t。應(yīng)當(dāng)留意必需從中性面開頭。 (2)最大值：它是瞬時(shí)值的最大值，它反映的是交變電流大小的變化范圍，當(dāng)線圈平面跟磁感線平行時(shí)，溝通電動(dòng)勢(shì)最大，e m nbs(轉(zhuǎn)軸垂直于磁感線)。電容器接在溝通電路中，則交變電壓的最大值不能超過電容器的耐壓值。 (3)有效值：交變電流的有效值是依

2、據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的：讓溝通和直流通過相同阻值的電阻，假如它們?cè)谙嗤臅r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這始終流的數(shù)值叫作這一溝通的有效值。正弦溝通電的有效值跟最大值之間的關(guān)系是 u12e m ，i12 im 。對(duì)于非正弦交變電流的有效值，以上關(guān)系不肯定成立，應(yīng)依據(jù)定義來求。通常所說的溝通電壓、電流是用電壓表、電流表測(cè)得的，都是指有效值。用電器上所標(biāo)電壓、電流值也是指有效值。在計(jì)算交變電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量、 電功以及確定保險(xiǎn)絲的熔斷電流時(shí)，只能用有效值。 (4)平均值：它是指溝通電圖像中圖線與橫軸所圍成的面積跟時(shí)間的比值。其值可用法拉第電磁感應(yīng)定律 ent來求，當(dāng)線圈從中性面轉(zhuǎn)過 90的過程中，有 e

3、 2 e m 。計(jì)算平均值切忌用算術(shù)平均法，即 ee 1 e 22求解，平均值不等于有效值。 【典題例析】 如圖所示，一個(gè)半徑為 r 的半圓形線圈，以直徑 ab 為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為 n，ab 的左側(cè)有垂直于紙面對(duì)里(與 ab 垂直)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 b。m 和 n是兩個(gè)集流環(huán)，負(fù)載電阻為 r，線圈、電流表和連接導(dǎo)線的電阻不計(jì)，求： (1)從圖示位置起轉(zhuǎn)過 14 周的時(shí)間內(nèi)負(fù)載電阻 r 上產(chǎn)生的熱量； (2)從圖示位置起轉(zhuǎn)過 14 周的時(shí)間內(nèi)通過負(fù)載電阻 r 的電荷量； (3)電流表的示數(shù)。 解析 (1)在線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過 14 周的時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)勢(shì)的有效值為 ee m2 2 2 bn

4、r 22 電阻 r 上產(chǎn)生的熱量 q è çæø÷öer2rt4 4 b 2 r 4 n8r。 (2)在線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過 14 周的時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)勢(shì)的平均值為 et 通過 r 的電荷量 qit er tr br22r。 (3)設(shè)此交變電動(dòng)勢(shì)在一個(gè)周期內(nèi)的有效值為 e，由有效值的定義得 èçæø÷öe m22r t2 e2rt，解得 e em2 故電流表的示數(shù)為 i er 2 r 2 nb2r。 答案 (1) 4 b 2 r 4 n8r (2) br22r (3) 2 r 2

5、nb2r 【針對(duì)訓(xùn)練】 1. 如圖所示，邊長(zhǎng)為 l 的正方形線圈 abcd 的匝數(shù)為 n，線圈電阻為 r，外電路的電阻為 r，ab 中點(diǎn)和 cd 中點(diǎn)的連線 oo恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 b，現(xiàn)在線圈以 oo為軸，以角速度 轉(zhuǎn)動(dòng)，求： (1)閉合電路中電流瞬時(shí)值的表達(dá)式。 (2)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過 90的過程中電阻 r 上產(chǎn)生的熱量。 (3)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過 90的過程中，通過 r 的電荷量； (4)電阻 r 上的最大電壓。 解析：(1)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，總有一條邊切割磁感線，且 ad 邊和 bc 邊轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大小相等，當(dāng)線圈平行于磁場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，為 enblvnbl

6、l2 12 nbl2 由閉合電路歐姆定律可知 i m err nbl 2 2（rr） 當(dāng)以圖示位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)時(shí)，流過 r 的電流表達(dá)式為 ii m sin tnbl 2 2（rr） sin t。 (2)在線圈由圖示位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 90角的過程中，用有效值計(jì)算 r 產(chǎn)生的熱量 qi 2 r t4 ，其中 ii m2 nbl 2 2 2（rr） ，t2 qi 2 r t4 n 2 b 2 l 4 r16（rr） 2 。 (3)在轉(zhuǎn)過 90角的過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為 en t。通過 r 的電荷量 qiterr tntrrt nrrnbl 22（rr） 。 (4)電阻 r 上的最大電壓 u m i

7、m rnbl 2 r2（rr） 。 答案：(1)inbl 2 2（rr） sin t (2)n 2 b 2 l 4 r16（rr） 2 (3)nbl 22（rr） (4)nbl 2 r2（rr） 變壓器問題解題思路分析 【核心深化】 1抱負(fù)變壓器的變壓原理問題 對(duì)于磁感線回路唯一的"'形變壓器，當(dāng)原線圈中磁通量變化時(shí)，整個(gè)閉合鐵芯中， t到處相等，而對(duì)于磁感線回路不唯一的如"'形變壓器。不同位置 t可能不同，此時(shí)有 1t 2t 3t。 2抱負(fù)變壓器的動(dòng)態(tài)分析問題 首先應(yīng)明確"不變量'和"變化量'，對(duì)變化量要把握它們之間的制

8、約關(guān)系， 依據(jù)程序分析的思想，從主動(dòng)變化量開頭，依據(jù)制約關(guān)系從前到后或從后到前逐一分析各物理量的變化狀況。 (1)首先明確變壓器各物理量間的制約關(guān)系。變壓器原、副線圈匝數(shù) n 1 、n 2 確定，u 1 打算了 u 2 ，與輸出端有無負(fù)載、負(fù)載大小無關(guān)，也與變壓器有無其他副線圈無關(guān)。u 2 與負(fù)載電阻 r，通過歐姆定律打算了輸出電流 i 2 的大小，輸出功率p 2 打算輸入功率 p 1 ，p 1 u 1 i 1 ，從而打算 i 1 大小。 (2)分清動(dòng)態(tài)變化中哪個(gè)量變化，結(jié)合串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，歐姆定律及變壓器各物理量間因果關(guān)系依次確定。 3變壓器原線圈接有用電器的問題 由于原線圈中接有用電器

9、，所以原線圈兩端電壓不等于電源電壓，這種狀況下電源兩端電壓等于用電器兩端電壓與原線圈兩端電壓之和。若從電壓與匝數(shù)關(guān)系分析，難以得出結(jié)論，所以這類問題一般由電源關(guān)系入手解決比較便利。 4有兩組或兩組以上副線圈的變壓器問題 兩個(gè)或兩個(gè)以上副線圈的變壓器稱為多個(gè)副線圈問題，這一類抱負(fù)變壓器同樣遵守功率關(guān)系和電壓關(guān)系，一對(duì)一的電流跟匝數(shù)的反比不再成立。同一鐵芯上的每個(gè)線圈都處在同樣的變化的磁場(chǎng)中，因此穿過任何一個(gè)線圈的每一匝內(nèi)的磁通量的變化率是一樣的，因此電壓關(guān)系同樣成立，而電流關(guān)系，只能由 p 入 p 出(即 i 1 u 1 i 2 u 2 i 3 u 3 )求解。 【典題例析】 用一抱負(fù)變壓器給負(fù)

10、載供電，變壓器輸入端的電壓不變，如圖所示。開頭時(shí)開關(guān) s 是斷開的。現(xiàn)將開關(guān) s 閉合，則圖中全部溝通電表的示數(shù)以及輸入功率的變化狀況是( ) av 1 、v 2 的示數(shù)不變，a 1 的示數(shù)增大，a 2 的示數(shù)減小，p 入 增大 bv 1 、v 2 的示數(shù)不變，a 1 、a 2 的示數(shù)增大，p 入 增大 cv 1 、v 2 的示數(shù)不變，a 1 、a 2 的示數(shù)減小，p 入 減小 dv 1 的示數(shù)不變，v 2 的示數(shù)增大，a 1 的示數(shù)減小，a 2 的示數(shù)增大，p 入 減小 解析 電壓表 v 1 的示數(shù)由輸入電壓打算，電壓表 v 2 的示數(shù)由輸入電壓u 1 (大小等于電壓表 v 1 的示數(shù))和匝

11、數(shù)比 n1n 2 打算，電流表 a 2的示數(shù)由輸出電壓u 2 (大小等于電壓表 v 2 的示數(shù))和負(fù)載電阻 r 負(fù) 打算；電流表 a 1 的示數(shù)即 i 1 由變壓器的匝數(shù)比 n2n 1 和輸出電流 i 2打算；p 入 隨 p 出 變化而變化。因輸入電壓不變，所以電壓表 v 1 的示數(shù)不變。據(jù)公式 u 2 n2 u 1n 1，可知 u 2 也不變，即電壓表 v 2 的示數(shù)不變。又據(jù) i 2 u2r 負(fù) 知，s 閉合后 r負(fù) 減小，故 i 2 增大，電流表 a 2 的示數(shù)增大。輸入電流 i 1 隨輸出電流 i 2 增大而增大，故電流表 a 1 的示數(shù)增大。因 p 出 u 2 i 2 ，p 出增大，

12、故 p 入 也增大，故 b 正確。 答案 b 【針對(duì)訓(xùn)練】 2(多選) 一抱負(fù)變壓器如圖所示，s 為單刀雙擲開關(guān)，p 為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，u 1 為加在原線圈兩端的電壓，i 1 為原線圈中的電流，則( ) a保持 u 1 及 p 的位置不變，s 由 a 到 b，i 1 將增大 b保持 p 的位置及 u 1 不變，s 由 b 到 a，r 消耗的功率減小 c保持 u 1 不變，s 在 a 處，使 p 上滑，i 1 將增大 d保持 p 的位置不變，s 在 a 處，若 u 1 增大，i 1 將增大 解析：選 abd。s 由 a 到 b，n 1 減小而 u 1 不變，由 u1u 2 n 1n 2 可

13、知副線圈上電壓u 2 增大，負(fù)載 r 的電流 i 2 增大，p 2 增大；又由于 p 1 p 2 u 1 i 1 ，i 1 增大，a 正確；同理 s 由 b 到 a 時(shí)，p 2 減小，b 正確；p 上滑時(shí)，負(fù)載電阻 r 增大，而 u 1 、u 2均不變，由 i 2 u2r可知 i 2 減小，又由于 n 1 、n 2 均不變，由 i1i 2 n 2n 1 可知 i 1將減小，c錯(cuò)誤；當(dāng) u 1 增大時(shí)，由 u1u 2 n 1n 2 可知 u 2也增大，i 2 u2r增大，再由 i1i 2 n 2n 1 可知 i 1增大，d 正確。 遠(yuǎn)距離輸電問題 【核心深化】 1輸電示意圖 2正確理解幾個(gè)基本關(guān)

14、系 (1)功率關(guān)系：p 1 p 2 ，p 2 p 損 p 3 ，p 3 p 4 。 (2)電壓關(guān)系： u1u 2 n 1n 2 ，u 2 u線 u 3 ， u3u 4 n 3n 4 。 (3)電流關(guān)系： i1i 2 n 2n 1 ，i 2 i線 i 3 ， i3i 4 n 4n 3 。 (4)輸電電流：i 線 p2u 2 p 3u 3 u 線r 線 。 (5)輸電導(dǎo)線上損耗的電功率： p 損 p 2 p 3 i 2 線 r 線 錯(cuò)誤! ! u 線 i 線 。 (6)輸電導(dǎo)線上的電壓損失： u 線 i 線 r 線 u 2 u 3 。 3處理思路 (1)依據(jù)詳細(xì)問題畫出輸電線路示意圖。 (2)討論

15、三個(gè)回路，分析其中的已知量、可求量、待求量。 (3)討論兩個(gè)變壓器，分析其中的已知量、可求量、待求量。 (4)確定求解思路，依據(jù)回路及變壓器上的電壓、電流、功率關(guān)系列式求解。 【典題例析】 模擬遠(yuǎn)距離輸電試驗(yàn)電路圖如圖所示，兩抱負(fù)變壓器的匝數(shù) n 1 n 4 n 2 n 3 ，四根模擬輸電線的電阻 r 1 、r 2 、r 3 、r 4 的阻值均為 r，a 1 、a 2 為相同的抱負(fù)溝通電流表，l 1 、l 2 為相同的小燈泡，燈絲電阻 r l 2r，忽視燈絲電阻隨溫度的變化。當(dāng) a、b 端接入低壓溝通電源時(shí)( ) aa 1 、a 2 兩表的示數(shù)相同 bl 1 、l 2 兩燈泡的亮度相同 cr

16、1 消耗的功率大于 r 3 消耗的功率 dr 2 兩端的電壓小于 r 4 兩端的電壓 解析 設(shè) a、b 兩端所加電壓為 u。由歐姆定律知，通過 a 2 表的電流大小i 2 u2rr l 。通過升壓變壓器升壓后輸出電壓 un 2n 1 u，降壓變壓器獲得電壓為 ui 1 2r n2n 1 ui 1 2r，燈泡 l 1兩端電壓為 è çæø÷ön 2n 1 ui 1 2rn 4n 3 ，則通過燈泡 l 1的電流為 èçæø÷ön 2n 1 ui 1 2rn 4n 3r l。故由變

17、壓器電流變化規(guī)律得 i 1 錯(cuò)誤! ! 。又由于 n 1 n 4 n 2n 3 ，解上式得 i 1 un 2n 1 r l n 1n 2 2r。由于 r l 2r，所以 i 1 i 2 ，a 錯(cuò)誤；通過燈泡l 1 的電流為 n3n 4 i 1 n 2n 1 i 1 錯(cuò)誤! ! i 2 ，故燈泡 l 1 亮度更大，b 錯(cuò)誤；由于 i 1 i 2 ，依據(jù)歐姆定律以及電功率的有關(guān)學(xué)問可知，c 錯(cuò)誤，d 正確。 答案 d 【針對(duì)訓(xùn)練】 3輸送功率為 p，輸送電壓為 u，輸電線電阻為 r，用戶得到的電壓為 u 1 ，則下列說法錯(cuò)誤的是( ) a輸電線損失的功率為 è çæø