高中物理第5章交變電流章末小結(jié)講義新人教版選修

成才之路·物理路漫漫其修遠(yuǎn)兮吾將上下而求索人教版·選修3-2交變電流第五章章末小結(jié)第五章規(guī)律方法2觸及高考3考題探析4臨場練兵5知識(shí)結(jié)構(gòu)1知識(shí)結(jié)構(gòu)規(guī)律方法一、交流電瞬時(shí)值、最大值、有效值、平均值的計(jì)算和應(yīng)用1．瞬時(shí)值它反映的是不同時(shí)刻交流電的大小和方向，瞬時(shí)值是時(shí)間的函數(shù)，正弦交流電瞬時(shí)值表達(dá)式為：e＝Emsinωt，i＝Imsinωt，應(yīng)當(dāng)注意此式表示從中性面開始計(jì)時(shí)。2．最大值線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的交變電流的電動(dòng)勢(shì)，其最大值Em＝nBSω，在考慮電容器的耐壓值時(shí)，應(yīng)根據(jù)交流電的最大值。答案：CD點(diǎn)評(píng)：交變電流的“四值”是易于混淆的問題。要認(rèn)真掌握“四值”的辨析及應(yīng)用。二、交變電流的圖象及應(yīng)用交變電流的圖象反映了交流電動(dòng)勢(shì)(電流)隨時(shí)間的變化規(guī)律，對(duì)正弦交變電流來說，我們可以從圖象中獲取如下信息：1．交變電源的周期(T)一個(gè)完整的正弦波對(duì)應(yīng)的時(shí)間段。知道了周期便可以算出線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝2π/T。2．交變電流的最大值(Em，Im)3．任意時(shí)刻交變電流的瞬時(shí)值圖象上每個(gè)“點(diǎn)”表示某一時(shí)刻交變電流的瞬時(shí)值。4．交流電圖象問題的分析方法(1)分析要點(diǎn)：一看、二變、三判。一看：看“軸”、看“線”、看“斜率”、看“截距”、看“面積”、看“拐點(diǎn)”，并理解其物理意義。二變：掌握“圖與圖”、“圖與式”和“圖與物”之間的變通關(guān)系。三判：在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正確的分析和判斷。(2)對(duì)于正弦交變電流的變化規(guī)律，不應(yīng)只從其隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化這一點(diǎn)去認(rèn)識(shí)，還應(yīng)看到交流電動(dòng)勢(shì)隨線圈在勻強(qiáng)磁場中空間位置的變化而變化，隨線圈的磁通量變化而變化。A．電流表的示數(shù)為10AB．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50πrad/sC．0.01s時(shí)線圈平面與磁場方向平行D．0.02s時(shí)電阻R中電流的方向自右向左答案：AC三、理想變壓器動(dòng)態(tài)問題分析1．匝數(shù)比不變的情況如圖所示(2)當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，I2變化，輸出電流I2決定輸入電流I1，故I1發(fā)生變化；(3)I2變化引起P2變化，P1＝P2，故P1發(fā)生變化。2．負(fù)載電阻不變的情況如圖所示3．分析動(dòng)態(tài)問題的程序C．滑動(dòng)變阻器觸片向上移，電壓表和電流表的示數(shù)均變大D．單刀雙擲開關(guān)由a扳向b，電壓表和電流表的示數(shù)均變小答案：B點(diǎn)評(píng)：該題屬于理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問題，解題關(guān)鍵是明確各物理量的相互制約關(guān)系。四、高壓輸電問題的一般解題思路1．解決高壓輸電問題時(shí)，應(yīng)先畫輸電電路草圖，并在草圖上標(biāo)出各量，然后依次逐級(jí)計(jì)算；2．以升壓變壓器和降壓變壓器原、副線圈為參考將輸電線路劃分為幾個(gè)獨(dú)立回路；3．根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式等確定各部分回路電學(xué)量之間的關(guān)系；4．根據(jù)升壓變壓器和降壓變壓器原、副線圈的電壓、電流關(guān)系和功率關(guān)系列式求解，利用好能量守恒這條主線。(1)畫出全過程的線路示意圖；(2)求用戶得到的電壓和功率；

解析：(1)示意圖如下圖所示。P損＝IR線＝202×0.2W＝80W。U損＝ΔU＝IR線＝20×0.2V＝4V。所以降壓變壓器初級(jí)上的輸入電壓和電流為U3＝U2－U損＝2200V－4V＝2196V，I3＝I2＝20A。降壓變壓器次級(jí)的輸出電壓和電流為用戶得到的功率為P4＝U4·I4＝219.6×200W＝4.392×104W。答案：(1)見解析(2)219.6V

4.392×104W點(diǎn)評(píng)：求解遠(yuǎn)距離輸電的關(guān)鍵是：熟悉“交流發(fā)電機(jī)→升壓變壓器→輸電線→降壓變壓器→用戶”這一過程，并畫出這一過程的示意圖，把需要的物理量符號(hào)都標(biāo)在圖中的相應(yīng)位置上。(2)以升壓變壓器的副線圈、輸電線、降壓變壓器的原線圈為回路，利用電路知識(shí)分析三者的電壓關(guān)系和功率關(guān)系。觸及高考本章內(nèi)容是高考的熱點(diǎn)，命題頻率比較高的知識(shí)點(diǎn)有：交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律、交變電流的有效值、理想變壓器的規(guī)律及動(dòng)態(tài)分析、遠(yuǎn)距離輸電等。在高考試題中基本上是以選擇題和填空題的形式出現(xiàn)的。計(jì)算題常與電學(xué)的其它知識(shí)相聯(lián)系，在學(xué)習(xí)中應(yīng)注意知識(shí)的整合性。另外由于電能輸送與生產(chǎn)生活實(shí)際聯(lián)系密切，符合高考趨于實(shí)際問題分析的命題趨勢(shì)，應(yīng)引起重視。考題探析答案：A臨場練兵一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)答案：DA．副線圈中的電流比為1∶2B．副線圈輸出功率比為2∶1C．副線圈的接入匝數(shù)比為2∶1D．原線圈輸入功率比為1∶2答案：C解析：A項(xiàng)，由于輸出電壓有效值降至原來的一半，而副線圈電路中電阻不變，由歐姆定律，副線圈中電流變?yōu)檎{(diào)節(jié)前的一半，前后電流比應(yīng)為21，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。C項(xiàng)，由于原線圈條件未變，調(diào)節(jié)觸頭P，輸出電壓有效值降至原來的一半，因此副線圈接入匝數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话耄蔆項(xiàng)正確。B、D項(xiàng)，副線圈輸出功率可表示為P＝I2R，由A項(xiàng)分析可知電流變?yōu)檎{(diào)節(jié)前的一半，前后功率比應(yīng)為41；在理想變壓器中，P入＝P出，所以原線圈前后功率之比也為41，故B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。綜上所述，本題正確答案為C。答案：CA．保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大B．保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小C．保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大D．保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小答案：BC解析：A、B項(xiàng)，保持Q的位置不動(dòng)，則原、副線圈匝數(shù)比不變，所以副線圈兩端電壓不變，P向上滑動(dòng)時(shí)，副線圈的電阻變大，則副線圈電流變小，原線圈電流隨之變小，所以電流表讀數(shù)變小，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確。C、D項(xiàng)，保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，原、副線圈匝數(shù)比變小，則副線圈兩端電壓變大，副線圈電阻不變，則副線圈電流變大，原線圈電流隨之變大，所以電流表