高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)考法 第12章 交變電流課件 新人教版

第12章 交變電流l考點(diǎn)34變壓器電能的輸送l考點(diǎn)33交流電的產(chǎn)生與描述考點(diǎn)33交流電的產(chǎn)生與描述必備知識(shí) 全面把握核心方法 重點(diǎn)突破 考法1交變電流的圖像問(wèn)題 考法2有效值和平均值的求解考法例析 成就能力 題型1交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律 題型2交變電流的“四值”及應(yīng)用 題型3用有效值的定義求解非正弦交流電的有效值必備知識(shí)全面把握u1交變電流的產(chǎn)生和規(guī)律(1)交變電流定義：大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流叫交變電流，簡(jiǎn)稱交流電方向隨時(shí)間做周期性變化是交流電的重要特征如圖所示的電流都是交變電流正弦式交變電流：隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦式交變電流正弦式交變電流的圖像是正弦曲線(2)正弦交流電的產(chǎn)生產(chǎn)生方法：如圖所示，將一個(gè)平面線圈置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并使它繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生正弦式交變電流中性面a定義：平面線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，當(dāng)線圈平面垂直磁感線時(shí)，線圈所在平面叫中性面b中性面的特點(diǎn)i穿過(guò)線圈的磁通量最大，即BS.ii.線圈中磁通量的變化率最小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，為零，即E0.iii.每經(jīng)過(guò)一次中性面，閉合回路中的電流方向就改變一次 (3)正弦交流電的變化規(guī)律u2描述交變電流的物理量(1)周期和頻率周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間，單位是秒(s)；周期越大，交變電流變化越慢；在一個(gè)周期內(nèi)，交變電流的方向變化2次頻率f：交變電流在1 s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，單位是赫茲，符號(hào)為Hz.頻率越大，交變電流變化越快(2)交變電流的“四值”瞬時(shí)值：交變電流的瞬時(shí)值反映的是不同時(shí)刻交變電流的大小和方向，瞬時(shí)值表達(dá)式為eEmsin t.最大值：交變電流的最大值反映的是交變電流大小的變化范圍，當(dāng)線圈平面與磁感線平行時(shí)，電動(dòng)勢(shì)最大，EmnBS.注意，此最大值與線圈的形狀無(wú)關(guān)平均值：交變電流的平均值是交變電流圖像的波形與橫軸(t軸)所圍面積跟時(shí)間的比值其數(shù)值可用E 計(jì)算有效值：交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的，即在交流電的一個(gè)周期內(nèi)，跟某一交變電流使同一電阻產(chǎn)生相等熱量的直流電的數(shù)值，叫該交變電流的有效值正弦式交變電流的有效值和最大值之間的關(guān)系：考點(diǎn)33核心方法重點(diǎn)突破u考法1交變電流的圖像問(wèn)題河南豫南九校2018質(zhì)檢(多選)圖甲為小型交流發(fā)電機(jī)的原理圖，發(fā)電機(jī)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從t0時(shí)刻開始，通過(guò)矩形線圈的磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，已知線圈的匝數(shù)n50，線圈的電阻r5 ，線圈與外電路連接的定值電阻R45 ，電壓表為理想交流電表則下列判斷正確的是()例例1【解析】【答案】BD例例1u考法2有效值和平均值的求解匝數(shù)為n、面積為S、電阻為R的閉合線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在線圈從中性面開始勻速轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中，求此交變電流的有效值和平均值例例2【解析】【答案】例例2考點(diǎn)33考法例析成就能力u題型1交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律圖甲是一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)的構(gòu)造示意圖，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的正弦規(guī)律圖像如圖乙所示發(fā)電機(jī)線圈的內(nèi)阻不計(jì)，外接燈泡的電阻為12 .則()例例1【解析】【答案】C例例1u題型2交變電流的“四值”及應(yīng)用課標(biāo)全國(guó)201621，6分(多選)如圖，M為半圓形導(dǎo)線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框，圓心為ON；兩導(dǎo)線框在同一豎直面(紙面)內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過(guò)直線OMON的水平面上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面現(xiàn)使線框M、N在t0時(shí)從圖示位置開始，分別繞垂直于紙面且過(guò)OM和ON的軸，以相同的周期T逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則()例例2【解析】【答案】BC例例2u題型3用有效值的定義求解非正弦交流電的有效值安徽黃山2017期末統(tǒng)考如圖所示為一電流通過(guò)一電子元件后的波形圖，則下列說(shuō)法正確的是()A電流的變化周期是0.02 sB電流的變化周期是0.01 sC這也是一種交流電D若該元件為阻值100 的電阻，則1 s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為200 J例例3【解析】【答案】A例例3第12章考點(diǎn)34變壓器電能的輸送必備知識(shí) 全面把握核心方法 重點(diǎn)突破 考法3變壓器與動(dòng)態(tài)電路問(wèn)題 考法4原線圈中接有用電器問(wèn)題 考法5遠(yuǎn)距離輸電的應(yīng)用考法例析 成就能力 題型4理想變壓器和交變電流的產(chǎn)生相結(jié)合 題型5原線圈有負(fù)載的變壓器問(wèn)題 題型6理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析 題型7自耦變壓器與多副線圈變壓器 題型8遠(yuǎn)距離輸電的應(yīng)用必備知識(shí)全面把握u1變壓器(1)變壓器定義：用來(lái)改變交流電的電壓和電流的裝置構(gòu)造：變壓器是由閉合鐵芯(由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成)和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈(用絕緣導(dǎo)線繞制)組成的，如圖所示原線圈：和交流電源相連接的線圈(匝數(shù)為n1)副線圈：和負(fù)載相連接的線圈(匝數(shù)為n2)，副線圈可能不止一個(gè)(2)理想變壓器概念：沒有能量損失的變壓器叫作理想變壓器特點(diǎn)：a.變壓器鐵芯內(nèi)無(wú)漏磁，即無(wú)“磁損”；b.原、副線圈不計(jì)內(nèi)阻，電流通過(guò)時(shí)不產(chǎn)生焦耳熱，即無(wú)“銅損”；c.閉合鐵芯中的渦流為零，即無(wú)“鐵損”(3)變壓器的工作原理原理：互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)，電流通過(guò)原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)磁場(chǎng)，由于電流的大小、方向在不斷變化，鐵芯中磁場(chǎng)也在不斷變化，變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使副線圈能夠輸出電流能量轉(zhuǎn)換方式變壓器的作用：改變交流電的電壓，不改變交流電的周期和頻率 (4)理想變壓器的基本關(guān)系式u2遠(yuǎn)距離輸電(1)為什么要采用高壓輸電由P損I2R線知，要減小電能在輸電線上的損耗，可以有兩種方法：減小輸電導(dǎo)線的電阻，如采用電阻率低的材料，加大導(dǎo)線的橫截面積；提高輸電電壓，減小輸電電流第一種方法的作用十分有限，代價(jià)較高，所以實(shí)際中一般采用第二種方法(2)遠(yuǎn)距離高壓輸電的電路模式升壓變壓器建在離發(fā)電廠較近處，降壓變壓器建在離用戶較近處(如圖所示)(3)遠(yuǎn)距離高壓輸電的基本關(guān)系(4)損失電功率、電壓的計(jì)算方法考點(diǎn)34核心方法重點(diǎn)突破u考法3變壓器與動(dòng)態(tài)電路問(wèn)題課標(biāo)全國(guó)201421，6分(多選)如圖，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2.原線圈通過(guò)一理想電流表A接正弦交流電源，一個(gè)二極管和阻值為R的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無(wú)窮大用交流電壓表測(cè)得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd，則()AUabUcdn1n2B增大負(fù)載電阻的阻值R，電流表的讀數(shù)變小C負(fù)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(shù)加倍例例1【解析】【答案】B、D例例1u考法4原線圈中接有用電器問(wèn)題課標(biāo)全國(guó)201516，6分一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)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(cè)接在電壓為220 V的正弦交流電源上，如圖所示設(shè)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()例例2【解析】【答案】A例例2u考法5遠(yuǎn)距離輸電的應(yīng)用浙江理綜201415，6分如圖所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡(jiǎn)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()例例3【解析】【答案】A例例3考點(diǎn)34考法例析成就能力u題型4理想變壓器和交變電流的產(chǎn)生相結(jié)合例例1【解析】【答案】CD例例1u題型5原線圈有負(fù)載的變壓器問(wèn)題課標(biāo)全國(guó)201616，6分一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3 、1 和4 ，A為理想交流電流表，U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為I；當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為4I.該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為()A2B3C4D5例例2【解析】【答案】B例例2u題型6理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析天津理綜20165，6分如圖所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表下列說(shuō)法正確的是()A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)變大例例3【解析】滑動(dòng)變阻器的觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻變大，R1中的電流變小，R1消耗的功率變小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器的觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，R1兩端的電壓變小，電壓表V示數(shù)變大，選項(xiàng)B正確；滑動(dòng)變阻器的觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，副線圈電路的總電阻變大，總功率變小，原線圈的功率也變小，電流表A1的示數(shù)變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；閉合開關(guān)S，R1兩端的電壓變大，電壓表V兩端電壓變小，A2示數(shù)變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤【答案】B例例3例例4【解析】【答案】C例例4u題型7自耦變壓器與多副線圈變壓器天津十二所重點(diǎn)中學(xué)2017聯(lián)考某理想自耦變壓器接入電路中的示意圖如圖甲所示，圖乙是其輸入電壓u的變化規(guī)律已知滑動(dòng)觸頭在圖示位置時(shí)原、副線圈的匝數(shù)比為n1n2101，電阻R22 .下列說(shuō)法正確的是()例例5【解析】【答案】C例例5重慶萬(wàn)州區(qū)2017二診如圖所示，一理想變壓器原線圈與每個(gè)副線圈的匝數(shù)比均為31，原線圈與每個(gè)副線圈所連的電阻阻值均為R，原線圈接220 V的正弦交流電，副線圈n2回路中電阻兩端的電壓為U2，原線圈電阻與每個(gè)副線圈電阻消耗的功率之比均為k.則()例例6【解析】【答案】A例例6u題型8遠(yuǎn)距離輸電的應(yīng)用福建理綜201515，6分圖為遠(yuǎn)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(shù)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()例例7【解析】【答案】C例例7