2018-2019学年高中物理 第五章 交变电流本章优化总结学案 新人教版选修3-2.doc

第五章 交变电流本章优化总结专题一交变电流四值的计算和应用1最大值：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动所产生的交流电，最大值EmnBS.在考虑电容器的耐压值时应根据交流电的最大值2有效值：正弦式交流电的有效值E、I，非正弦式交流电的有效值应根据有效值的定义计算求电功、电功率，确定保险丝的熔断电流，要用到有效值；没有特殊说明时，交流电的电流、电压、电动势指有效值，交流电表的测量值是有效值，交流用电设备上所标的额定电压、额定电流是有效值3瞬时值：当线圈平面处于中性面时开始计时，电动势的瞬时值表达式为eEmsin t.瞬时值对应某一时刻的电压、电流值4平均值：平均值需用n和进行计算，求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值，qtn.如图所示，N50匝的矩形线圈abcd，ab边长l120 cm，ad边长l225 cm，放在磁感应强度B0.4 T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO轴以n3 000 r/min的转速匀速转动，线圈电阻r1 ，外电路电阻R9 ，t0时线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里求：(1)t0时感应电流的方向；(2)感应电动势的瞬时值表达式；(3)线圈转一圈外力做的功；(4)从图示位置转过90的过程中流过电阻R的电荷量解析(1)根据右手定则，线圈感应电流方向为adcba.(2)线圈的角速度2n100 rad/s图示位置的感应电动势最大，其大小为EmNBl1l2代入数据得Em314 V感应电动势的瞬时值表达式eEmcos t314cos 100t V.(3)电动势的有效值E线圈匀速转动的周期T0.02 s线圈匀速转动一圈，外力做功大小等于电功的大小，即WI2(Rr)TT代入数据得W98.6 J.(4)从t0起转过90过程中，t内流过R的电荷量qt代入数据得q0.1 C.答案(1)感应电流方向沿adcba(2)e314cos 100t V(3)98.6 J(4)0.1 C瞬时值、有效值的应用(1)研究交变电流某一时刻的电流、电压或某一时刻线圈受到的安培力时，只能用瞬时值(2)不仅热量的计算用有效值，与热效应有关的计算，如保险丝的熔断电流都必须用有效值 (多选)(2018浙江金华一中段考)在匀强磁场中，一矩形金属框(电阻不计)绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，将此电源连接到丙图理想变压器的原线圈上，变压器的原副线圈匝数比为21，副线圈的电阻R110 ，则()At0.005 s时金属框在中性面位置B因为原线圈电阻不计，所以原线圈两端电压为零C电流表的示数为1.0 AD通过电阻R的电流方向每秒改变100次解析：选CD.t0.005 s时金属框的磁通量变化率最大，感应电动势最大，故A错误；根据可知，副线圈有电压，原线圈就有电压，故B错误；原线圈两端电压为U1 V，根据可知：U2110 V，根据I1.0 A，故C正确；根据图乙可知，交流电的周期为0.02 s，即每秒电流方向改变100次，所以通过电阻R的电流方向每秒改变100次，故D正确. 专题二理想变压器的应用1基本关系(1)P入P出(2)，有多个副线圈时，仍然成立(3)，电流与匝数成反比，只对一个副线圈的变压器适用有多个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确定电流关系(4)原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同2制约关系(1)电压制约：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定(2)功率制约：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定(3)电流制约：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定(2018黑龙江大庆中学月考)如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n1n2 101，原线圈输入的交流电压如图乙所示，副线圈电路接有滑动变阻器R和额定电压为12 V、工作时内阻为2 的电动机M.闭合开关，电动机正常工作，电流表示数为1 A则下列判断错误的是()A副线圈两端电压为22 VB电动机输出的机械功率为12 WC通过电动机的交流电频率为50 HzD突然卡住电动机，原线圈输入功率变大解析原线圈电压的有效值为220 V，因此副线圈两端电压为22 V，故A项正确；电动机的输出功率为输入功率减去内阻消耗功率，PUII2r12210 W，故B项错误；通过电动机交流电频率f50 Hz，故C项正确；电动机突然卡住，电动机就相当于一个电阻，副线圈中电压不变，电流增大，总功率增大，则原线圈的输入功率增大，故D项正确答案B解答变压器问题离不开理想变压器的三个关系，即功率关系、电压关系、电流关系仔细分析题目中的已知条件，找到突破口，再结合三个关系求解 (多选)(2018河南八市质检)理想变压器原线圈a匝数n1200匝，副线圈b匝数n2100匝，线圈a接在u44sin 314t (V)交流电源上，“12 V6 W”的灯泡恰好正常发光电阻R216 ，电压表V为理想电表下列推断正确的是()A交变电流的频率为100 HzB穿过铁芯的磁通量的最大变化率为 Wb/sC电压表V的示数为22 VDR1消耗的功率是1 W解析：选BD.由u44sin 314t V，知f50 Hz，A错误；灯泡正常发光，由PUI得灯泡中的电流I20.5 A，电压表的示数U212 V0.516 V20 V，C错误；穿过铁芯的磁通量的最大变化率为 Wb/s Wb/s，B正确；根据，得U140 V，则R1两端电压UR144 V40 V4 V，由原、副线圈的电流与匝数成反比，可得通过R1的电流I10.25 A，则R1的功率PUR1I11 W，D正确