【金牌學(xué)案】年高中物理 第五章 章末整合課件 新人教選修32

專(zhuān)題一交變電流的產(chǎn)生及圖象

交變電流產(chǎn)生的相關(guān)問(wèn)題，要注意交流電的三要素，最大值，頻率(或周期)，初始位置．其中最大值是關(guān)鍵，應(yīng)找到在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的有效面積，直接由表達(dá)式確定．

【例1】如圖5－1所示，abcd為一個(gè)閉合矩形金屬線(xiàn)框，已知ab長(zhǎng)L1＝10cm，bc長(zhǎng)L2＝20cm，內(nèi)阻R＝0.1Ω.圖中虛線(xiàn)O1O2

為磁場(chǎng)右邊界(磁場(chǎng)左邊界很遠(yuǎn))，它與線(xiàn)圈的ab邊平行，等分bc邊，即線(xiàn)圈有一半位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)之中，而另一半位于磁場(chǎng)之外．磁感線(xiàn)方向垂直于線(xiàn)框平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.1T．線(xiàn)框以ab邊為軸以角速度ω＝100πrad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，t＝0時(shí)刻位置如圖所示，在圖右邊的坐標(biāo)系上定性畫(huà)出轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中線(xiàn)圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象(只要求畫(huà)出一個(gè)周期)．圖5－1圖5－2專(zhuān)題二交流電四值的對(duì)比及應(yīng)用

1．最大值(Em，Im) 矩形線(xiàn)圈繞垂直于磁感線(xiàn)的軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生正弦交流電，當(dāng)線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)平行時(shí)，線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，最大值為Em＝NBSω，其中N表示線(xiàn)圈匝數(shù)，S表示線(xiàn)圈面積．最大值Em

與線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)軸的位置無(wú)關(guān)．

2．有效值(E，I) 對(duì)同樣的電阻，在相同時(shí)間內(nèi)跟交流電熱效應(yīng)相等的直流電的值為交流電的有效值．一般交流電壓表、電流表測(cè)出的數(shù)值是有效值．交流電器銘牌上標(biāo)明的電流、電壓值也是有效值．計(jì)算電功、電熱時(shí)應(yīng)使用有效值．正弦式交流電的有效值大小

3．瞬時(shí)值(e，i) (1)當(dāng)線(xiàn)圈平面與中性面重合時(shí)，線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零．若從此位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則瞬時(shí)值表達(dá)式為：

(2)當(dāng)線(xiàn)圈平面與中性面垂直時(shí)，線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大．若從此位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則瞬時(shí)值表達(dá)式應(yīng)為：

【例2】矩形金屬線(xiàn)圈共

10匝，繞垂直磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變)化的情況如圖5－3所示．下列說(shuō)法中正確的是( 圖5－3A．此交流電的頻率為0.2HzB．此交流電動(dòng)勢(shì)的有效值為1VC．t＝0.1s時(shí)，線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行D．線(xiàn)圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的最大磁通量為

1100πWb

答案：D專(zhuān)題題三三理想想變變壓壓器器的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)分分析析理想想變變壓壓器器的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)問(wèn)問(wèn)題題的的分分析析，，要要注注意意以以下下四四點(diǎn)點(diǎn)．．1．．緊緊緊緊把把握握三三個(gè)個(gè)““決決定定””：：輸輸入入電電壓壓決決定定輸輸出出電電壓壓，，輸輸出出功率率決決定定輸輸入入功功率率，，輸輸出出電電流流決決定定輸輸入入電電流流．．2．．理理清清四四個(gè)個(gè)關(guān)關(guān)系系：：變變壓壓比比，，變變流流比比，，輸輸出出功功率率等等于于輸輸入入功功率，，不不變變頻頻．．3．．準(zhǔn)準(zhǔn)確確分分析析兩兩個(gè)個(gè)回回路路：：原原線(xiàn)線(xiàn)圈圈回回路路，，副副線(xiàn)線(xiàn)圈圈回回路路．．4．．將將歐歐姆姆定定律律與與其其他他電電學(xué)學(xué)規(guī)規(guī)律律緊緊密密結(jié)結(jié)合合．．【例例3】如圖圖5－4所所示示為為一一理理想想變變壓壓器器，，原原線(xiàn)線(xiàn)圈圈的的輸輸入入電電壓U1＝3300V，，副副線(xiàn)線(xiàn)圈圈的的輸輸出出電電壓壓U2＝220V，，繞繞過(guò)過(guò)鐵鐵心心的的單單匝導(dǎo)導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)的的電電壓壓表表的的示示數(shù)數(shù)為為U0＝2V，，則則：：圖5－－4(1)原原、、副副線(xiàn)線(xiàn)圈圈的的匝匝數(shù)數(shù)各各是是多多少少？？(2)當(dāng)當(dāng)S斷斷開(kāi)開(kāi)時(shí)時(shí)，，A2的示數(shù)I2＝5A，那么么A1的示數(shù)是是多少？？(3)當(dāng)當(dāng)S閉閉合時(shí)時(shí)，A2的示數(shù)將將如何變變化？A1的示數(shù)如如何變化？專(zhuān)題四高壓輸電電線(xiàn)路的的綜合分分析高壓電路路的認(rèn)識(shí)識(shí)中，要要深刻領(lǐng)領(lǐng)會(huì)輸電電電壓不不是導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)上的線(xiàn)線(xiàn)電壓，但但輸電電電流就是是輸電線(xiàn)線(xiàn)上的線(xiàn)線(xiàn)電流，，分析問(wèn)問(wèn)題中要要緊扣能量守恒恒，注意意電學(xué)規(guī)規(guī)律的應(yīng)應(yīng)用，畫(huà)畫(huà)出電路路示意圖圖．【例4】一座小型型水電站站，水以以3m/s的速速度流入入水輪機(jī)機(jī)，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%供給發(fā)電電機(jī)，20%用用于水溫溫升高．求：：(1)水水溫升高高多少；；圖5－51．(雙選，，2011年廣東東卷)圖5－6(a)左左側(cè)的的調(diào)壓壓裝置置可視視為理想想變壓壓器，，負(fù)載載電路路中R＝55ΩΩ，A、V為為理想想電流流表和和電壓表．．若原原線(xiàn)圈圈接入入如圖圖5－6(b)所所示的的正弦弦交變變電壓壓，電電壓表表)的示數(shù)數(shù)為110V，，下列列表述述正確確的是是(圖5－6A．電電流表表的示示數(shù)為為2AB．原原、副副線(xiàn)圈圈匝數(shù)數(shù)比為為1∶2C．電電壓表表的示示數(shù)為為電壓壓的有有效值值D．原原線(xiàn)圈圈中交交變電電壓的的頻率率為100Hz答案：：AC2．(2011年新課線(xiàn)圈的匝數(shù)比為1∶2；副線(xiàn)圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220V，額定功率為22W；原線(xiàn)圈電路中接有電壓表和電流表．現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)，燈泡正常發(fā)光．若用U和I分別表示此時(shí)電壓表表和電電流表表的讀讀數(shù)，，則()圖5－7答案：：A3．(2010年重慶慶卷)輸入電電壓為為220V，，輸出出電壓壓為36V的的變壓器器副線(xiàn)線(xiàn)圓燒燒壞，，為獲獲知此此變壓壓器原原、副副線(xiàn)圈圈匝數(shù)數(shù)，某某同學(xué)學(xué)拆下燒燒壞的的副線(xiàn)線(xiàn)圈，，用絕絕緣導(dǎo)導(dǎo)線(xiàn)在在鐵芯芯上新新繞了了5匝匝線(xiàn)圈圈，如如題5－8圖圖所示示，然然后將將原線(xiàn)線(xiàn)圈接接到220V交交流流電源源上，，測(cè)得得新繞線(xiàn)圈圈的端端電壓壓為1V，，按理理想變變壓器器分析析，該該變壓壓器燒燒壞前前的原、、副線(xiàn)線(xiàn)圈匝匝數(shù)分分別為為()圖5－8A．1100、360C．2200、180B．1100、180D．220、360答案：B4．(雙選，2010年廣東卷)圖5－9是某種種正弦式交交變電壓)BC的波形圖，，由圖可確確定該電壓壓的(圖5－9A．周期是是0.01sC．有效值值是220VB．最大值值是311VD．表達(dá)式式為U＝220sin100πt(V)5．(雙選，2010年全國(guó)卷Ⅱ)圖5－10中為為一理想變變壓器，其原線(xiàn)圈與與一電壓有有效值不變的交交流電源相相連：P為滑動(dòng)頭．．現(xiàn)令P從均勻密繞繞的副線(xiàn)圈圈最底端開(kāi)開(kāi)始，沿副副線(xiàn)圈勻速速上滑，直至白熾燈燈L兩兩端的電壓壓等于其額額定電壓為為止．用I1表示流過(guò)原線(xiàn)圈的電電流，I2表示流過(guò)燈燈泡的電流流，U2表示燈泡兩兩端的電壓，，N2表示示燈燈泡泡消消耗耗的的電電功功率率(這這里里的的電電流流、、電電壓壓均均指指有有效效值值：：電功功率率指指平平均均值值)．．下下列列4個(gè)個(gè)圖圖中中，，能能夠夠正正確確反反映映相相應(yīng)應(yīng)物物理理量量的的變化化趨趨勢(shì)勢(shì)的的是是()圖5－－10均勻勻增增大大(k為單單位位時(shí)時(shí)間間增增加加的的匝匝數(shù)數(shù))，C正確確．．燈燈泡泡兩兩端端的的電電壓壓由零零增增大大時(shí)時(shí)其其電電阻阻增增大大，，描描繪繪的的伏伏安安特特曲曲線(xiàn)線(xiàn)為為B.燈泡泡的的功功率率先先增大大的的快快(電阻阻小小)后增增大大的的慢慢(電阻阻大大)，D錯(cuò)錯(cuò)誤誤．．原原線(xiàn)線(xiàn)圈圈功功率率等等于燈燈泡泡功功率率是是增增大大的的，，所所以以原原線(xiàn)線(xiàn)圈圈電電流流一定定增增大大，，A錯(cuò)誤誤．．答案案：：BC6．．(雙選選，，2010年天天津津卷卷)為探探究究理理想想變變壓壓器器原原、、副副線(xiàn)線(xiàn)圈圈電電壓、、電電流流的的關(guān)關(guān)系系，，將將原原線(xiàn)線(xiàn)圈圈接接到到電電壓壓有有效效值值不不變變的的正正弦弦交交流流電電源上上，，副副線(xiàn)線(xiàn)圈圈連連接接相相同同的的燈燈泡泡L1、L2，電電路路中中分分別別接接了了理理想想交交流電電壓壓表表V1、V2和理理想想交交流流電電流流表表A1，A2，導(dǎo)導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)電電阻阻不不計(jì)計(jì)，，)如圖圖5－－11所所示示．．當(dāng)當(dāng)開(kāi)開(kāi)關(guān)關(guān)S閉閉合合后后(圖5－－11A．．A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值不不變B．A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值變變大C．V2示數(shù)變小，V1與V2示數(shù)的比值變變大D．V2示數(shù)不變，V1與V2示數(shù)的比值不不變答案：AD7．(2011年江蘇卷)圖5－12甲為一理想變變壓器，ab為原線(xiàn)圈，ce為副線(xiàn)圈，d為副線(xiàn)圈引出出的一個(gè)接頭