2020年高考物理一轮总复习：交变电流课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2020年高考物理一轮总复习,17 十一月 2024,2020年高考物理一轮总复习26 九月 2023,第,12,章 交变电流,考点,33,变压器电能的输送,考点,32,交流电的产生与描述,第12章 交变电流考点33变压器电能的输送考点3,考点,32,交流电的产生与描述,必备知识 全面把握,核心方法 重点突破,方法,1,交变电流的图像问题,方法,2,有效值和平均值的求解,考法例析 成就能力,考法,1,交流电的产生及变化规律,考法,2,交变电流的“四值”及应用,考法,3,用有效值的定义求解非正弦交流电的有效值,考点32交流电的产生与描述必备知识 全面把握,必备知识全面把握,1,交变电流的产生和规律,(1),交变电流,定义：,大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流电,方向随时间做周期性变化是交流电的重要特征如图所示的电流都是交变电流,正弦式交变电流：随时间按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流正弦式交变电流的图像是正弦曲线,(2),正弦交流电,产生方法：如图所示，将一个平面线圈置于匀强磁场中，并使它绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中就会产生正弦式交变电流,必备知识全面把握1交变电流的产生和规律,中性面,a,定义：平面线圈在匀强磁场中旋转，当线圈平面垂直磁感线时，线圈所在平面叫中性面,b,中性面的特点,i,穿过线圈的磁通量最大，即,BS,.,ii.,线圈中磁通量的变化率最小，感应电动势最小，为零，即,E,0.,iii.,每经过一次中性面，闭合回路中的电流方向就改变一次,(3),正弦交流电的变化规律,中性面,2020年高考物理一轮总复习：交变电流课件,2,描述交变电流的物理量,(1),周期和频率,周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，单位是秒,(s),；周期越大，交变电流变化越慢；在一个周期内，交变电流的方向变化,2,次,频率,f,：交变电流在,1 s,内完成周期性变化的次数，单位是赫兹，符号为,Hz.,频率越大，交变电流变化越快,(2),交变电流的,“,四值,”,瞬时值,：交变电流的瞬时值反映的是不同时刻交变电流的大小和方向，瞬时值表达式为,e,E,m,sin,t,.,最大值,：交变电流的最大值反映的是交变电流大小的变化范围，当线圈平面与磁感线平行时，电动势最大，,E,m,nBS,.,注意，此最大值与线圈的形状无关,平均值,：交变电流的平均值是交变电流图像的波形与横轴,(,t,轴,),所围面积跟时间的比值其数值可用,E,计算,2描述交变电流的物理量,有效值,：交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的，即在交流电的一个周期内，跟某一交变电流使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫该交变电流的有效值正弦式交变电流的有效值和最大值之间的关系：,有效值：交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的，即在交流,核心方法重点突破,方法,1,交变电流的图像问题,(,多选,),如图,1,所示，单匝矩形线圈,abcd,在匀强磁场中绕垂直磁场的轴转动改变线圈的转速，穿过该线圈的磁通量随时间分别按图,2,中图线甲、乙的正弦规律变化设线圈的电阻为,1.0,，则,(,),A,图线甲对应线圈在,t,0,时产生的感应电动势最大,B,图线甲、乙对应的线圈在,t,0.2,s,时，线圈平面均平行于磁感线,C,图线甲、乙对应的线圈转速之比为,54,D,图线甲对应的线圈中交变电流的最大值为,2.5,A,例,1,核心方法重点突破方法1交变电流的图像问题例1,【,解析,】,【答案】,BC,例,1,例1,方法,2,交流电有效值的求解,天津理综,20147,，,6,分,(,多选,),如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中图线,a,、,b,所示，则,(,),A,两次,t,0,时刻线圈平面均与中性面重合,B,图线,a,、,b,对应的线圈转速之比为,23,C,图线,a,表示的交变电动势频率为,25,Hz,D,图线,b,表示的交变电动势有效值为,10,V,例,2,方法2交流电有效值的求解例2,【,解析,】,【答案】,AC,例,2,例2,考法例析成就能力,考法,1,交流电的产生及变化规律,天津理综,20176,，,6,分,(,多选,),在匀强磁场中，一个,100,匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化设线圈总电阻为,2,，则,(,),A,t,0,时，线圈平面平行于磁感线,B,t,1 s,时，线圈中的电流改变方向,C,t,1.5 s,时，线圈中的感应电动势最大,D,一个周期内，线圈产生的热量为,82 J,例,1,考法例析成就能力考法1交流电的产生及变化规律例1,【,解析,】,【答案】,AD,例,1,例1,考法,2,交变电流的“四值”及应用,如图所示，一半径为,r,的半圆形单匝线圈垂直放在具有理想边界的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为,B.,以直径,ab,为轴匀速转动，转速为,n,，,ab,与磁场边界重合，,M,和,N,是两个滑环，负载电阻为,R.,线圈、电流表和连接导线的电阻不计，下列说法中正确的是,(,),例,2,考法2交变电流的“四值”及应用例2,【,解析,】,【答案】,A,例,2,例2,考法,3,非正弦交流电的有效值的计算,(,多选,),如图所示，甲、乙为两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所示的电压波形是正弦函数图像的一部分下列说法正确的是,(,),A,图甲、图乙均表示交变电流,B,图甲所示电压的瞬时值表达式为,u,20sin 100t(V),C,图乙所示电压的有效值为,20 V,D,图乙所示电压的有效值为,10 V,例,3,考法3非正弦交流电的有效值的计算例3,【,解析,】,【答案】,ABD,例,3,例3,考点,33,变压器电能的输送,必备知识 全面把握,核心方法 重点突破,方法,3,理想变压器基本关系的问题,方法,4,理想变压器的动态分析问题,方法,5,远距离输电的应用,考法例析 成就能力,考法,4,理想变压器的应用,考法,5,理想变压器的动态分析,考法,6,远距离输电的应用,考法,7,自耦变压器与多副线圈变压器,考点33变压器电能的输送必备知识 全面把握,必备知识全面把握,1,变压器,(1),变压器,定义：,用来改变交流电的电压和电流的装置,构造：变压器是由闭合铁芯,(,由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成,),和绕在铁芯上的两个线圈,(,用绝缘导线绕制,),组成的，如图所示,原线圈：和交流电源相连接的线圈,(,匝数为,n,1,),副线圈：和负载相连接的线圈,(,匝数为,n,2,),，副线圈可能不止一个,(2),理想变压器,概念：没有能量损失的变压器叫作理想变压器,特点：,a.,变压器铁芯内无漏磁，即无,“,磁损,”,；,b.,原、副线圈不计内阻，电流通过时不产生焦耳热，即无,“,铜损”；,c.,闭合铁芯中的涡流为零，即无,“,铁损,”,(3),变压器的工作原理,原理：互感现象是变压器工作的基础，电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中磁场也在不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，使副线圈能够输出电流,必备知识全面把握1变压器,能量转换方式,变压器的作用：改变交流电的电压，不改变交流电的周期和频率,(4),理想变压器的,基本关系式,能量转换方式,2020年高考物理一轮总复习：交变电流课件,2,远距离输电,(1),为什么要采用高压输电,由,P,损,I,2,R,线,知，要减小电能在输电线上的损耗，可以有两种方法：,减小输电导线的电阻,，如采用电阻率低的材料，加大导线的横截面积；,提高输电电压，减小输电电流,第一种方法的作用十分有限，代价较高，所以实际中一般采用第二种方法,(2),远距离高压输电的电路模式,升压变压器建在离发电厂较近处，降压变压器建在离用户较近处,(,如图所示,),2远距离输电,(3),远距离高压输电的,基本关系,(4),损失电功率、电压的计算方法,(3)远距离高压输电的基本关系,核心方法重点突破,方法,3,理想变压器基本关系的问题,课标全国,201616,，,6,分,一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻,R1,、,R2,和,R3,的阻值分别为,3,、,1,和,4,，为理想交流电流表，,U,为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定当开关,S,断开时，电流表的示数为,I,；当,S,闭合时，电流表的示数为,4I.,该变压器原、副线圈匝数比为,(,),A,2 B,3,C,4 D,5,例,1,核心方法重点突破方法3理想变压器基本关系的问题例1,【,解析,】,【答案】,B,例,1,例1,方法,4,理想变压器的动态分析问题,天津理综,20165,，,6,分,如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表下列说法正确的是,(,),A,当滑动变阻器的滑动触头,P,向上滑动时，,R1,消耗的功率变大,B,当滑动变阻器的滑动触头,P,向上滑动时，电压表,V,示数变大,C,当滑动变阻器的滑动触头,P,向上滑动时，电流表,A1,示数变大,D,若闭合开关,S,，则电流表,A1,示数变大，,A2,示数变大,例,2,方法4理想变压器的动态分析问题例2,【解析】,滑动变阻器的触头向上滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，,R1,中的电流变小，,R1,消耗的功率变小，选项,A,错误；滑动变阻器的触头向上滑动时，,R1,两端的电压变小，电压表,V,示数变大，选项,B,正确；滑动变阻器的触头向上滑动时，副线圈电路的总电阻变大，总功率变小，原线圈的功率也变小，电流表,A1,的示数变小，选项,C,错误；闭合开关,S,，,R1,两端的电压变大，电压表,V,两端电压变小，,A2,示数变小，选项,D,错误,【答案】,B,例,2,例2,方法,5,远距离输电的应用,),安徽马鞍山,2018,二模,(,多选,),图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为,1100,，降压变压器原、副线圈匝数比为,1001,，远距离输电线的总电阻为,100,，若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为,750 kW.,下列说法正确的是,(,),A,用户端交流电的频率为,50 Hz,B,用户端电压为,250 V,C,输电线中的电流为,30 A,D,输电线路损耗的功率为,180 kW,例,3,方法5远距离输电的应用例3,【,解析,】,【答案】,AC,例,3,例3,考法例析成就能力,考法,4,理想变压器的应用,普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器,ab,一侧线圈的匝数较少，工作时电流为,Iab,，,cd,一侧线圈的匝数较多，工作时电流为,Icd,，为了使电流表能正常工作，则,(,),A,ab,接,MN,、,cd,接,PQ,，,Iab,Icd,B,ab,接,MN,、,cd,接,PQ,，,Iab,Icd,C,ab,接,PQ,、,cd,接,MN,，,Iab,Icd,D,ab,接,PQ,、,cd,接,MN,，,Iab,Icd,例,1,考法例析成就能力考法4理想变压器的应用例1,【,解析,】,根据单一副线圈的理想变压器原理知电流比等于匝数比的倒数，可得,ab,接,MN,、,cd,接,PQ,，,IabIcd,，故,B,正确,【答案】,B,例,1,例1,考法,5,理想变压器的动态分析,安徽理综,201516,，,6,分,图示电路中，变压器为理想变压器，,a,、,b,接在电压有效值不变的交流电源两端，,R0,为定值电阻，,R,为滑动变阻器现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表,A1,的示数增大了,0.2 A,，电流表,A2,的示数增大了,0.8 A,，则下列说法正确的是,(,),A,电压表,V1,示数增大,B,电压表,V2,、,V3,示数均增大,C,该变压器起升压作用,D,变阻器滑片是沿,cd,的方向滑动,例,2,考法5理想变压器的动态分析例2,