交變電流全章導學案

問題一交變電流（1）________隨時間做_________變化的電流叫做交變電流，簡稱交流；（2）________不隨時間變化的電流稱為直流；（3）________和_______都不隨時間變化的電流叫做_________電流；練習：如圖所示的的幾種電流隨時間變化的圖線中，屬于交變電流的是_______，屬于正弦式交變電流的是______。問題二交變電流的產(chǎn)生2．結論：（1）在線圈轉動時，磁通量最大時，磁通量的變化率__________；磁通量為0時，磁通量變化率_______；感應電動勢的大小由_____________________決定，與___________無關。（2）線圈轉動一周，感應電流方向改變______次（3）中性面：_______________________________，如圖有________、_________位置；中性面的相關特點：磁通量___________，磁通量的變化率____________，感應電動勢e＝________，________感應電流問題三交變電流的變化規(guī)律推導：從中性面計時，t時刻線圈中的感應電動勢e的推導：線圈轉過的角度為θ=__________ab邊的線速度跟磁感線方向的夾角為______________ab邊的線速度大小_______________ab邊產(chǎn)生的感應電動勢eab=_____________________________線圈產(chǎn)生的電動勢e=_____________________________N匝線圈產(chǎn)生的電動勢e=_____________________________結論：交流電的電動勢按正弦規(guī)律變化；當θ=90°，即線圈處于__________位置時，電動勢最大，即電動勢的峰值Em=_____________交變電流的電動勢隨時間變化規(guī)律為當負載為電燈等純電阻用電器時：①電流按正弦規(guī)律為______________________________②電壓按正弦規(guī)律變化____________________________【鞏固訓練】1、正弦交變電動勢的最大值出現(xiàn)在（）A．線圈經(jīng)過中性面時 B．穿過線圈的磁通量為零時O′OcO′OcdbaB2、如圖所示的100匝矩形線框繞OO′軸勻速轉動，轉速為120r/min。ab=cd=，ad=bc=，磁感應強度B＝1T，試求：（1）線圈中產(chǎn)生的感應電動勢的最大值是多少？（2）感應電動勢的瞬時表達式（從圖示位置計時）；（3）線圈與外電路組成閉合電路時，總電阻為100Ω，求電流的瞬時表達式及t=1/12s時的電流。§5.2《描述交變電流的物理量》導學案【預習案】⑴周期：交變電流完成所需的時間，通常用表示，單位是。角速度與頻率的關系為。⑵頻率：交變電流在內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，通常用表示，單位是。角速度與頻率之間關系是。⑶周期和頻率的關系：。（注：轉速n的單位是轉每秒(r/s)）（4）我國工農(nóng)業(yè)及生活用電的周期為0.02s，頻率為50Hz，電流方向每秒改變次★②線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速旋轉時，電動勢的最大值Em=．⑵有效值：根據(jù)電流的來規(guī)定。讓交變電流和恒定電流通過相同的，如果它們在一個周期內(nèi)產(chǎn)生，則這個恒定電流I、電壓U叫做這個交流電流的有效值。人們常說的家庭電路的電壓是220 指的是它的⑶正弦交變電流的有效值和峰值之間的關系：I=，U=。注意：任何交變電流都有有效值，但上述關系只限于正弦交變電流，對其他形式的交變電流并不適用．2、最大值、有效值和平均值的應用①求電功、平均電功率以及確定保險絲的熔斷電流等物理量時，要用值計算，②求一段時間內(nèi)通過導體橫截面的電量時要用值，=t=③在考慮電容器的耐壓值時，則應根據(jù)交流電的值u乙＝，其中“ωt＋Φ”叫做交變電流的Φ是t＝0時的相位，叫做交變電流的．【預習自測】1．由交變電動勢的瞬時表達式V可知（）A．此交流的頻率是．B．此交流的周期是s．C．此交流電動勢的有效值V．D．s時，該交流電動勢達最大值．2．有一交變電流如下圖所示，則由此圖象可知()A．它的周期是0.8sB．它的峰值是4AC．它的有效值是2eq\r(2)AD．它的頻率是0.8Hz3．標有“250V0.5μF”字樣的電容器能接入下面哪個電路中使用()A．220sin100πtV B．220V照明電路中C．380sin100πtV D．380V動力電路中問題1.在實際應用中，交流電器銘牌上標明的額定電壓或額定電流都是指，交流電流表和交流電壓表指示的電流、電壓也是值，解題中，若題示不加特別說明，提到的電流、電壓、電動勢時，都是指值。問題2．照明用交流電壓是200V，動力提供線路的電壓是380V，它們的有效值、最大值各是多少？若用電壓表測，測得值各是多大？問題1.交流發(fā)電機矩形線圈邊長ab=cd=0.4m，bc=ad=0.2m，共50匝，線圈電阻r=1Ω，線圈在B=0.2T的勻強磁場中，繞垂直磁場方向的軸OO′以100πr/s轉速勻速轉動，外接電阻9Ω，如圖所示.求：（1）電壓表讀數(shù)；（2）電阻R上電功率問題2.如圖所示，交流發(fā)電機矩形線圈的邊長ab=cd=40cm，bc=ad=20cm，共50匝，線圈電阻r=1?。線圈在B=0.2T的勻強磁場中，繞垂直磁場方向的軸OO’以r/s的轉速勻速轉動，外接電阻R=9?。求：（1）電壓表讀數(shù)；（2）電阻R上的電功率（3）從圖示位置轉過900時，通過R的電量多少？【訓練案】1、關于正弦交流電的有效值，正確的說法是A．給定的交流電數(shù)值，在沒有特別說明的情況下，都是指有效值B．保險絲的熔斷電流指交流電的有效值C．交流用電器設備銘牌所標的額定電壓、額定電流都是有效值．D．電容器的擊穿電壓指交流電的有效值2、一個電阻接在10V的直流電源上，它的發(fā)熱功率是P，當接到電壓為u=10sinωtV的交流電源上，它的發(fā)熱功率是PPC．PD．2P3、一電熱器接在10V的直流電源上產(chǎn)生一定的熱功率，把它改接在交流電源上要使產(chǎn)生的熱功率是原來的兩倍，則交流電壓的最大值應是A．20VB．7.1VC．10VD．14V4、如圖所示，交變電流電源的電壓是6V，它跟電阻R1、R2及電容C、電壓表一起連成如圖電路.忽略電源內(nèi)阻，為保證電容器不擊穿，電容器耐壓值U2和電壓表示數(shù)U1分別為A．U1=6V B．U2=6VC．U1=6V D．U2≥6V5、電阻R1、R2交流電源按照圖所示方式連接，R1=10，R2=20。合上開關后S后，通過電阻R2的正弦交變電流i隨時間t變化的情況如圖5-2-2所示。圖圖5-2-2A．通過R1的電流的有效值是B．R1兩端的電壓有效值是6VC．通過R2的電流的有效值是AD．R2兩端的電壓有效值是6V6、一個矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，從線圈經(jīng)過中性面算起,再轉動30°時，產(chǎn)生的電動勢的瞬時值為V，則該線圈產(chǎn)生的感應電動勢的有效值是_____。7、兩個相同電阻分別通以圖5-2-3所示兩種電流，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量QA∶QB=圖圖5-2-35-3電感和電容對交變電流的影響練習：一個燈泡通過一個粗導線的線圈與一交流電源相連接，如圖所示。將一條形鐵塊插進線圈之后，該燈將（）A、變亮B、變暗C、對燈沒影響D、無法判斷電容器對交變電流的阻礙作用：通交流，隔直流；通高頻，阻低頻。跟蹤練習：如圖所示，接在交流電源上的電燈泡正常發(fā)光，以下說法正確的是A、把電介質插入電容器，燈泡變亮B、增大電容器兩極板間的距離，燈泡變亮C、減小電容器兩極板間的正對面積，燈泡變暗D、使交變電流頻率減小，燈泡變暗鞏固練習1、關于低頻扼流圈，下列說法正確的是A、這種線圈的自感系數(shù)很小，對直流有很大的阻礙作用B、這種線圈的自感系數(shù)很大，對低頻電流有很大的阻礙作用C、這種線圈的自感系數(shù)很大，對高頻交流的阻礙作用比低頻交流的阻礙作用更大D、這種線圈的自感系數(shù)很小，對高頻交流的阻礙作用很大而對低頻交流的阻礙作用很小2、在右圖所示電路中，u是有效值為220V的交流電源，C是電容器，R是電阻。關于交流電壓表的示數(shù)，下列說法正確的是（）A、等于220V B、大于220VC、小于220VD、等于零3、在圖所示的電路中，a、b兩端連接的交流電源既含高頻交流，又含低頻交流；L是一個25mH的高頻扼流圈，C是一個100pF的電容器，R是負載電阻，下列說法中正確的是（）A、L的作用是“通低頻，阻高頻”B、C的作用是“通交流，隔直流”C、C的作用是“通高頻，阻低頻”D、通過R的電流中，低頻電流所占的百分比遠遠大于高頻交流所占的百分比4、如圖所示，交變電流電壓的瞬時表達式u=311sin157tV時，三個電流表的示數(shù)相同，若電源電壓改為u′=311sin314tV時，則（）A、電流表的示數(shù)減小B、電流表的示數(shù)增大C、電流表的示數(shù)不變D、以上均不對5-4變壓器導學案班級姓名編寫：高二物理備課組練習1、變壓器為什么不改變恒定電流的電壓？2、為了安全，機床上照明電燈用的電壓是36v，這個電壓是將380V的電壓降壓后得到的。如果變壓器的原線圈是1140匝，副線圈是多少匝？3、一臺理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為4∶1,若原線圈加上u=1414sin100πt（V）的交流電，則用交流電壓表測得副線圈兩端的電壓是()A、250VB、353.5VC、499.8VD、200V4、當變壓器一個線圈的匝數(shù)已知時，可以用下面的方法測量其它線圈的匝數(shù)：把被測線圈作為原線圈，用匝數(shù)已知的線圈作為副線圈，通入交流，測出兩線圈的電壓，就可以求出被測線圈的匝數(shù)。已知副線圈有400匝，把原線圈接到220V的線路中，測得副線圈的電壓是55V，求原線圈的匝數(shù)。能力提升1、如圖5-4-5甲所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R，開始時，開關S斷開，當S接通時，以下說法中正確的是()圖5-4-5A、副線圈兩端M、N的輸出電壓減小B、原線圈中的電流增大C、通過燈泡L1的電流減小D、副線圈輸電線等效電阻R上的電壓降增大2、圖5.4-9是街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，負載變化時輸入電壓不會有太大的波動。輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，輸電線的電阻用R0表示，變阻器R表示用戶用電器的總電阻，當用電器增加時，相當于R的值減?。ɑ瑒悠蛳乱疲?。當用戶的用電器增加時，圖中各表的讀數(shù)如何變化？、如圖5-4-6乙所示，一理想變壓器的變壓比為3∶1、L2、L3正常發(fā)光的條件下，若斷開L4，則()圖5-4-6A、L1、L2、L3變亮B、L1、L2、L3變暗C、L1變亮，L2、L3變暗D、L1變暗，L2、L3亮度變亮第5節(jié)電能的輸送學案一、課前預習1．輸電線上的功率損失P＝______降低輸電損耗的兩個途徑為：_____________，_____________2．遠距離輸電基本原理：在發(fā)電站內(nèi)用________變壓器______電壓，然后進行遠距離輸電，在用電區(qū)域通過______變壓器______所需的電壓．3．下列關于電能輸送的說法中正確的是()A．輸送電能的基本要求是可靠、保質、經(jīng)濟B．減小輸電導線上功率損失的惟一辦法是采用高壓輸電C．減小輸電導線上電壓損失的惟一方法是增大輸電線的橫截面積D．實際輸電時，要綜合考慮各種因素，如輸電功率大小、距離遠近、技術和經(jīng)濟條件等4．輸電導線的電阻為R，1和U2兩種電壓來輸電，則兩次輸電線上損失的功率之比為()A．U1∶U2B．Ueq\o\al(2,1)∶Ueq\o\al(2,2)C．Ueq\o\al(2,2)∶Ueq\o\al(2,1)D．U2∶U15．如圖1所示為遠距離高壓輸電的示意圖．關于遠距離輸電，下列表述正確的是()圖1A．增加輸電導線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失B．高壓輸電是通過減小輸電電流來減小電路的發(fā)熱損耗C．在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越小D．高壓輸電必須綜合考慮各種因素，不一定是電壓越高越好二、課堂探究【概念規(guī)律練】知識點一線路損耗問題1．發(fā)電廠發(fā)電機的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至學校的輸電線電阻為R，通過導線的電流為I，學校輸入電壓為U2，下列計算輸電線損耗的式子中，正確的是()A.eq\f(U\o\al(2,1),R)B.eq\f(U1－U22,R)C．I2RD．I(U1－U2)2．某發(fā)電站采用高壓輸電向外輸送電能．若輸送的總功率為P0，輸電電壓為U，()A．輸電線上的電流I＝eq\f(U,R)B．輸電線上的電流I＝eq\f(P0,U)C．輸電線上損失的功率P＝(eq\f(P0,U))2RD．輸電線上損失的功率P＝eq\f(U2,R)知識點二遠距離輸電線路中各物理量的關系3．一臺發(fā)電機最大輸出功率為4000kW，電壓為4000V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠方輸電．輸電線路總電阻R＝1kΩ.到目的地經(jīng)變壓器T2降壓，負載為多個正常發(fā)光的燈泡(220V，60W)．若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機輸出功率的10%，變壓器T1和T2的耗損可忽略，發(fā)電機處于滿負荷工作狀態(tài)，則A．T1原、副線圈電流分別為103A和20AB．T2原、×105C．T1和T2的變壓比分別為1∶50和40∶1D．有6×104盞燈泡(220V,60W)正常發(fā)光4．某小型水電站的電能輸送示意圖如圖2所示，發(fā)電機的輸出電壓為200V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，降壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器)．要使額定電壓為220V的用電器正常工作，則()圖2A.eq\f(n2,n1)>eq\f(n3,n4)B.eq\f(n2,n1)<eq\f(n3,n4)C．升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓D．升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率【方法技巧練】關于遠距離輸電問題的分析方法5．發(fā)電機的端電壓220V，輸出電功率44kW，Ω，如果用初、次級匝數(shù)之比為1∶10的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線后，再用初、次級匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶，則(1)畫出全過程的線路示意圖；(2)求用戶得到的電壓和功率；(3)若不經(jīng)過變壓而直接送到用戶，求用戶得到的電壓和功率．6．在遠距離輸電時，輸送的電功率為P，輸電電壓為U，所用導線電阻率為ρ，橫截面積為S，總長度為L，輸電線損失的電功率為P′，用戶得到的電功率為P用，則下列關系式正確的是()A．P′＝eq\f(U2S,ρL)B．P′＝eq\f(P2ρL,U2S)C．P用＝P－eq\f(U2S,ρL)D．P用＝P(1－eq\f(PρL,U2S))三、鞏固練習1．遠距離輸送交流電都采用高壓輸電．我國正在研究用比330kV高得多的電壓進行輸電．采用高壓輸電的優(yōu)點是()A．可節(jié)省輸電線的材料B．可根據(jù)需要調節(jié)交流電的頻率C．可減小輸電線上的能量損失D．可加快輸電的速度2．在遠距離輸電中，當輸電線的電阻和輸送的電功率不變時，那么()A．輸電線路上損失的電壓與輸送電流成正比B．輸電的電壓越高，輸電線路上損失的電壓越大C．輸電線路上損失的功率跟輸送電壓的平方成反比D．輸電線路上損失的功率跟輸電線上電流成正比3．某用電器離供電電源的距離為L，線路上的電流為I，若要求線路上的電壓降不超過U，已知輸電線的電阻率為ρ，該輸電線的橫截面積最小值是()A.eq\f(ρL,R)B.eq\f(2ρLI,U)C.eq\f(U,ρLI)D.eq\f(2UL,Iρ)4．在遠距離輸電時，若輸送的功率不變，使輸出電壓升高為原來的n倍，則輸電線路上因電阻而產(chǎn)生的電能損失將變?yōu)樵瓉淼?)A．n2倍B．n倍C.eq\f(1,n2)D.eq\f(1,n)5．在如圖3所示的遠距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變．隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有()圖3A．升壓變壓器的輸出電壓增大B．降壓變壓器的輸出電壓增大C．輸電線上損耗的功率增大D．輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大6．某農(nóng)村水力發(fā)電站的發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定，它發(fā)出的電先通過電站附近的升壓變壓器升壓，然后用輸電線路把電能輸送到遠處村寨附近的降壓變壓器