高中物理 章末復習課2 粵教版選修32

1、章末復習課【知識體系】交變電流答案填寫TEmnBSEeEmsin tnP1P2P耗IR線U耗I線R線主題1交變電流的“四值”應用1瞬時值(1)當線圈平面與中性面重合(BS)時，線圈中感應電動勢為零，若從此位置開始計時，則瞬時值表達式為eEmsin tnBSsin t，iImsin tsin t.(2)當線圈平面與中性面垂直(BS)時，線圈中感應電動勢最大；若從此位置開始計時，則瞬時值表達式應為eEmcos tnBScos t，iImcos tcos t.2最大值線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸旋轉所產生的交變電流的電動勢，其最大值EmnBS.其中n表示線圈匝數，S表示線圈面積，與線圈轉動時轉軸

2、的位置無關，與線圈的形狀無關在考慮電容器的耐壓值時，應采用交流電的最大值3有效值正弦式交流電的有效值大小為E，I.其他交變電流的有效值根據有效值的定義計算求電功、電功率，確定保險絲的熔斷電流，要用有效值；沒有特殊說明時，交流電的電流、電壓、電動勢均指有效值，交流電表的測量值是有效值，交流用電設備上所標的額定電壓、額定電流是有效值4平均值平均值需用進行計算，求一段時間內通過導體橫截面的電荷量時要用平均值，qt.【典例1】如圖所示，勻強磁場的磁感應強度B0.5 T，邊長L10 cm的正方形線圈abcd共100匝，線圈電阻r1，線圈繞垂直于磁感線的對稱軸OO勻速轉動，角速度為2 rad/s，外電路電

3、阻R4，求：(1)轉動過程中感應電動勢的最大值；(2)由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉過60°時的瞬時感應電動勢；(3)由圖示位置轉過60°角的過程中產生的平均感應電動勢；(4)交流電壓表的示數；(5)轉動一周外力做的功；(6)周期內通過R的電荷量解析：(1)感應電動勢的最大值EmNBS100×0.5×0.12×2 V3.14 V.(2)轉過60°時的瞬時感應電動勢：eEmcos 60°3.14×0.5 V1.57 V.(3)通過60°角過程中產生的平均感應電動勢：E V2.6 V.(4)電壓表示數為

4、外電路電壓的有效值：U·R× V1.78 V.(5)轉動一周外力所做的功等于電流產生的熱量：WQ·t0.99 J.(6)周期內通過電阻R的電荷量：·t·t0.086 6 C.答案：(1)3.14 V(2)1.57 V(3)2.6 V(4)1.78 V(5)0.99 J(6)0.086 6 C針對訓練1(2014·天津卷)(多選)如圖1所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉動，產生的交變電動勢圖象如圖2中曲線a、b所示，則()圖1圖2A兩次t0時刻線圈平面均與中性面重合B曲線a、b對應的線圈轉速

5、之比為23C曲線a表示的交變電動勢頻率為25 HzD曲線b表示的交變電動勢有效值為10 V解析：線圈位于中性面時，磁通量最大，電動勢為零，所以選項A正確；轉速之比等于周期的反比，故該比值為32，故選項B錯誤；頻率為周期的倒數，即f，a的周期為0.04 s，頻率為25 Hz，所以選項C正確；正弦交流電動勢的有效值為E，已知Ea V，且ba，故可知Eb× V V，所以選項D錯誤答案：AC主題2理想變壓器的分析1輸入功率和輸出功率理想變壓器無能量損失，輸入功率和輸出功率相等，即P入P出當變壓器只有一個副線圈時，P1P2；當變壓器有多個副線圈時，P1P2P3輸入功率P入由輸出功率P出決定，即

6、輸出功率增大，輸入功率也隨之增大，輸出功率減小，輸入功率也隨之減小通俗地說，就是用多少給多少，而不是給多少用多少2輸入電壓和輸出電壓變壓器原、副線圈的電壓之比為；當變壓器有多個副線圈時即對同一變壓器的任意兩個線圈，都有電壓和匝數成正比輸入U1電壓決定輸出電壓U2，即U2隨著U1的變化而變化，因為U2U1，所以只要U1和匝數比不變化，不論負載如何變化，U2不變3輸入電流與輸出電流由I知，當變壓器只有一個副線圈時：.有多個副線圈時n1I1n2I2n3I3當線圈的結構一定時，n1、n2一定，輸出電流決定輸入電流輸出電流增大，輸入電流也隨之增大；輸出電流減小，輸入電流也隨之減小當變壓器有多個副線圈同時

7、輸出時，同樣也有輸出電流決定輸入電流的關系【典例2】(2015·安徽卷)如圖所示電路中，變壓器為理想變壓器，a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端，R0為定值電阻，R為滑動變阻器現將變阻器的滑片從一個位置滑動到另一個位置，觀察到電流表A1的示數增大了0.2 A，電流表A2的示數增大了0.8 A則下列說法正確的是()A電壓表V1示數增大B電壓表V2、V3示數均增大C該變壓器起升壓作用D變阻器滑片是沿cd的方向滑動解析：電流表示數增大，說明滑動變阻器接入電路的阻值減小，故應從c向d滑動，故D正確；電壓表V1、V2示數不變，A、B錯誤；原副線圈中的電流和匝數成反比，即n1I1n2I2，電流

8、變化時，n1I1n2I2，故，是降壓變壓器，C錯誤答案：D針對訓練2(2015·廣東卷)如圖為氣流加熱裝置的示意圖，使用電阻絲加熱導氣管，視變壓器為理想變壓器，原線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數不變，調節(jié)觸頭P，使輸出電壓有效值由220 V降至110 V，調節(jié)前后()A副線圈中的電流比為12B副線圈輸出功率比為21C副線圈的接入匝數比為21D原線圈輸入功率比為12解析：設原線圈中電流為I1，匝數為n1，兩端輸入電壓為U1，輸入功率為P1，副線圈中電流為I2，匝數為n2，兩端輸出電壓為U2，輸出功率為P2，根據理想變壓器原副線圈兩端電壓與匝數關系有：，所以當輸出電壓U2由220

9、 V降至110 V時，副線圈匝數n2也應減少為一半，故選項C正確；由于副線圈兩端所接用電器不變，所以當用電器電壓減半時，其電流I2也減半，故選項A錯誤；根據功率計算式PUI可知，副線圈中輸出功率P2變?yōu)樵瓉淼?，故選項B錯誤；由能量守恒定律可知，原線圈中輸入功率P1也變?yōu)樵瓉淼?，故選項D錯誤答案：C主題3遠距離高壓輸電問題1輸電示意圖2正確理解幾個基本關系(1)功率關系，P1P2，P2P損P3，P3P4.(2)電壓關系：，U2U線U3，.(3)電流關系：，I2I線I3，.(4)輸電電流：I線.(5)輸電導線上損耗的電功率：P損P2P3IR線U線I線(6)輸電導線上的電壓損失U線I線·R

10、線U2U3.【典例3】(2015·福建卷)如圖為遠距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數分別為n1、n2.在T的原線圈兩端接入一電壓uUmsin t的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為()A.B.C4r D4r解析：原線圈電壓的有效值：U1，根據可得：U2，又因為是理想變壓器所以T的副線圈的電流功率等于輸入功率P，所以輸電線上電流I，導線上損耗的電功率PI2r4r，所以C正確，A、B、D錯誤答案：C針對訓練3(2014·四川卷)如圖所示，甲是遠距離的輸電示意圖，乙是發(fā)電機輸出電壓隨時

11、間變化的圖象，則()圖甲圖乙A用戶用電器上交流電的頻率是100 HzB發(fā)電機輸出交流電的電壓有效值是500 VC輸電線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數比決定D當用戶用電器的總電阻增大時，輸電線上損失功率減小解析：由題圖乙知交變電流的周期為T0.02 s，設頻率為f50 Hz，A選項錯誤；發(fā)電機輸出的最大電壓為500 V，故B選項錯誤；輸電線的電流由負載決定，故C選項錯誤；當用戶的用電器的總電阻增大時，輸出的電流減小，故輸電線上損耗PI2R的功率減小，故D選項正確答案：D統(tǒng)攬考情1交變電流的四值計算以及變壓器的原理和應用是高考考查的熱點，題型以選擇題為主，分值6分左右2本章知識與生產、生活聯系

12、緊密，理論聯系實際的題目出現的可能性較大，如涉及民生的遠距離輸電問題真題例析(2015·課標全國卷)一理想變壓器的原、副線圈的匝數比為31，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側接在電壓為220 V的正弦交流電源上，如圖所示設副線圈回路中電阻兩端的電壓為U，原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k，則()AU66 V，kBU22 V，kCU66 V，k DU22 V，k解析：原副線圈電壓比等于匝數比，根據副線圈負載電阻的電壓U，可知副線圈電壓為U，原線圈電壓為3U，副線圈電流I，原副線圈電流與匝數成反比，所以原線圈電流I1，那么原線圈輸入電壓2203UR，整理可得U6

13、6 V；原副線圈電阻消耗的功率根據PI2R，電阻相等，電流為13，可得功率比為19，k，對照選項A對答案：A針對訓練(2014·課標全國卷)(多選)如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數分別為n1、n2.原線圈通過一理想電流表接正弦交流電源，一個二極管和阻值為R的負載電阻串聯后接到副線圈的兩端假設該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大用交流電壓表測得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd，則()AUabUcdn1n2B增大負載電阻的阻值R，電流表的讀數變小C負載電阻的阻值越小，cd間的電壓Ucd越大D將二極管短路，電流表的讀數加倍解析：若變壓器初級電壓為Uab，則次級電壓為U

14、2Uab；由于二極管的單向導電性使得UcdU2，故，選項A錯誤；增大負載的阻值R，則變壓器次級電流減小，則初級電流也減小，即電流表的讀數減小，選項B正確；cd間的電壓由變壓器的初級電壓決定，與負載電阻R的大小無關，選項C錯誤；若二極管短路，UcdU2，故次級電流會加倍，則初級電流也加倍，選項D正確答案：BD1(2015·江蘇卷)一電器中的變壓器可視為理想變壓器，它將220 V交變電流改為110 V，已知變壓器原線圈匝數為800，則副線圈匝數為()A200B400C1 600 D3 200解析：根據變壓器的變壓規(guī)律，代入數據可求副線圈匝數為400，B正確答案：B2(2015·

15、四川卷)小型手搖發(fā)電機線圈共n匝，每匝可簡化為矩形線圈abcd，磁極間的磁場視為勻強磁場，方向垂直于線圈中心軸OO，線圈繞OO勻速轉動，如圖所示矩形線圈ab邊和cd邊產生的感應電動勢的最大值都為e0，不計線圈電阻，則發(fā)電機輸出電壓()A峰值是e0 B峰值是2e0C有效值是ne0 D有效值是ne0解析：由題意可知，線圈ab邊和cd邊產生的感應電動勢的最大值都為e0，因此對單匝矩形線圈總電動勢最大值為2e0，又因為發(fā)電機線圈共n匝，所以發(fā)電機線圈中總電動勢最大值為2ne0，根據閉合電路歐姆定律可知，在不計線圈內阻時，輸出電壓等于感應電動勢的大小，即其峰值為2ne0，故選項A、B錯誤；又由題意可知，

16、若從題圖示位置開始計時，發(fā)電機線圈中產生的感應電流為正弦式交變電流，由其有效值與峰值的關系可知，U，即Une0，故選項C錯誤，選項D正確答案：D3(2014·浙江卷)如圖所示為遠距離交流輸電的簡化電路圖發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1.在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流是I2.則()A用戶端的電壓為B輸電線上的電壓降為UC理想變壓器的輸入功率為IrD輸電線路上損失的電功率為I1U解析：根據理想變壓器輸入端與輸出端的電功率相同，可得U1I1U2I2，則U2，所以A正確；根據歐姆定律可得輸電線上的電壓降為

17、I1r，所以B錯誤；理想變壓器的輸入功率為U1I1，故C錯誤；輸電線路上損失的電功率為Ir，故D錯誤答案：A4(2015·天津卷)(多選)如圖所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數可以通過滑動觸頭Q來調節(jié)，在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑動觸頭，在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，則()A保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數變大B保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數變小C保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數變大D保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數變小解析：保持Q位置不動時，負載電路電壓保持不變，將P

18、向上滑動時，連入電路的電阻變大，故負載消耗功率變小，原線圈輸入功率變小，電流表示數變小，所以選項A錯誤、B正確；保持P位置不動，即負載電路電阻不變，將Q向上滑動時，由理想變壓器電壓、匝數關系可知，副線圈輸出電壓升高，負載電路消耗功率變大，故原線圈輸入電流變大，所以選項C正確、D錯誤答案：BC5(2015·海南卷)(多選)如圖，一理想變壓器原、副線圈匝數比為41，原線圈與一可變電阻串聯后，接入一正弦交流電源副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負載電阻的阻值R11R0，是理想電壓表現將負載電阻的阻值減小為R5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時電壓表讀數為5.0 V，則()A此時原線圈兩端電壓的最大值約為34 VB此時原線圈兩端電壓的最大值約為24 VC原線圈兩端原來的電壓有效值約為68 VD原線圈兩端原來的電壓有效