2017-2018高中物理 第二章 交變電流章末總結(jié)學(xué)案 粵教版選修3-2

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1、第二章 交變電流章末總結(jié)一、交變電流“四值”的計(jì)算和應(yīng)用1峰值：線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的交變電流的最大值，EmnBS.2瞬時(shí)值：線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，從中性面開始計(jì)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為enBSsint.3有效值：反映交變電流產(chǎn)生熱效應(yīng)的平均效果，正(或余)弦式交變電流的有效值與最大值之間的關(guān)系是E.4平均值：指在一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電壓(電流)的平均值，其數(shù)值由法拉第電磁感應(yīng)定律求出，即n.例1圖1為一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，其矩形線圈的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，寬度為L(zhǎng)2，共有n匝，總電阻為r，與線圈兩端相接觸的集流環(huán)上接有一個(gè)阻值為R的定值電阻，線圈以角速度在磁感應(yīng)

2、強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁場(chǎng)方向垂直的對(duì)稱軸OO勻速運(yùn)動(dòng)，沿轉(zhuǎn)軸OO方向看去，線圈沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，t0時(shí)刻線圈平面與磁感線垂直圖1(1)求線圈經(jīng)過(guò)圖示位置時(shí)，通過(guò)電阻R的感應(yīng)電流的方向(2)寫出線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式(3)求線圈從t0時(shí)所處的位置開始到轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(4)求線圈從t0時(shí)所處的位置開始轉(zhuǎn)過(guò)60時(shí)電路中的瞬時(shí)電流(5)求線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)周期內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量答案(1)自下而上(2)enBL1L2sint(3)(4)(5)解析(1)根據(jù)右手定則可判斷，線圈中的電流方向是dcba，故通過(guò)電阻R的電流是自下而上(2)從中性面開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間按正

3、弦規(guī)律變化，且最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EmnBL1L2，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式enBL1L2sint.(3)由法拉第電磁感應(yīng)定律有n.(4)由歐姆定律有i.(5)電動(dòng)勢(shì)的有效值E，電流的有效值I，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)周期內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量QI2RT.二、含變壓器電路的動(dòng)態(tài)分析解答這類問(wèn)題首先是分清變量和不變量，然后結(jié)合變壓器的基本規(guī)律和歐姆定律分析相關(guān)量的變化情況(1)理想變壓器將電能由原線圈傳給副線圈時(shí)總是“量出而入”即輸出功率決定輸入功率(2)可以把理想變壓器的副線圈看做給用戶供電的無(wú)阻電源，可以參照直流電路動(dòng)態(tài)分析的方法，分析負(fù)載電路的動(dòng)態(tài)變化例2如圖2所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各

4、電表均為理想電表下列說(shuō)法正確的是()圖2A當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，R1消耗的功率變大B當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V示數(shù)變大C當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表A1示數(shù)變大D若閉合開關(guān)S，則電流表A1示數(shù)變大，A2示數(shù)變大答案B解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，接入電路的阻值變大，變壓器副線圈兩端電壓不變，副線圈中的電流減小，則R1消耗的功率及其兩端電壓均變小，故電壓表的示數(shù)變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，副線圈中的電流減小，則原線圈中的電流也減小，電流表A1示數(shù)變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若閉合開關(guān)S，副線圈電路中總電阻減小，副線圈

5、中的電流變大，R1兩端電壓變大，R2兩端電壓減小，電流表A2示數(shù)減小，原線圈中的電流變大，電流表A1示數(shù)變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤三、遠(yuǎn)距離輸電線路的分析與計(jì)算解決遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題要注意以下兩點(diǎn)：(1)首先畫出輸電示意圖，包括發(fā)電機(jī)、升壓變壓器、輸電線、降壓變壓器、負(fù)載等，在圖中標(biāo)出相應(yīng)物理符號(hào)，利用輸電電流I，輸電線上損失電壓U損IR線，輸電線損失功率P損I2R線2R線及其相關(guān)知識(shí)解答(2)分別在“三個(gè)回路”以及“兩個(gè)變壓器”上找各物理量之間的關(guān)系，特別注意以升壓變壓器的副線圈、輸電線、降壓變壓器的原線圈組成的回路，在此回路中利用電路知識(shí)分析電壓關(guān)系和功率關(guān)系例3交流發(fā)電機(jī)兩端電壓是220V，輸出功率為

6、4400W，輸電導(dǎo)線總電阻為2.試求：(1)用戶得到的電壓和功率各多大？輸電損失功率多大？(2)若發(fā)電機(jī)輸出端用110的升壓變壓器升壓后，經(jīng)同樣輸電導(dǎo)線輸送，再用101的降壓變壓器降壓后供給用戶，則用戶得到的電壓和功率又是多大？答案(1)180V3600W800W (2)219.6V4392W解析(1)如圖，由PIU得：IA20A由UU用IR得：用戶得到的電壓為U用UIR220V202V180V由PP用I2R得：用戶得到的功率為P用PI2R4400W2022W3600W輸電損失功率為P損I2R2022W800W(2)輸電線路示意圖如圖所示根據(jù)理想變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)成正比可得：，解得U2V2200V因理想變壓器不改變功率，即P2P，所以I22AU3U2I2R2200V22V2196V由得：降壓變壓器副線圈兩端電壓U4V219.6V用戶得到的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率減去輸電線上損失的功率，即P4P3P2IRPIR4392W.5