2022年人教版高中物理新导学笔记选修3-2江苏专用版名师制作精品讲义第五章交变电流章末总结Word版含答案 .docx

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1、名校名师举荐章末总结一、交变电流 “四值 ” 的运算和应用1. 峰值： 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时所产生的交变电流的最大值,nBS.2. 瞬时值： 线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动,从中性面开头计时,电动势的瞬时值表达式为 e nBSsin t.Em3.有效值： 反映交变电流产生热效应的平均成效,正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系是 E Em .24.平均值： 指在一段时间内产生的电压电流 的平均值,其数值由法拉第电磁感应定律求出,6即 E n t .例 1 图 1 为一个小型旋转电枢式沟通发电机结构示意图, 其矩形线圈的长度为 L1,宽度为L 2,共有 n 匝,总

2、电阻为 r ,与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为 R 的定值电阻, 线圈以角速度 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴 OO匀速转动, 沿转轴 OO方向看去,线圈沿逆时针方向转动, t 0 时刻线圈平面与磁感线垂直 .图 11求线圈经过图示位置时,通过电阻R 的感应电流的方向. 2写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式.3求线圈从 t0 时所处的位置开头到转过90的过程中的平均感应电动势. 4求线圈从 t0 时所处的位置开头转过60时电路中的瞬时电流 .5求线圈转动一个周期内电阻R 上产生的热量 .2nBL1 L2 3nBL1 L2 n2B2L 2L 2 R答案1

3、 自下而上2 e nBL1L2sin t 34512 22 RrRr解析1 依据右手定就可判定, 线圈中的电流方向是d c b a,故通过电阻 R 的电流是自下而上 .2从中性面开头计时, 感应电动势随时间按正弦规律变化,且最大感应电动势Em nBL1L 2,所以感应电动势的瞬时值表达式enBL 1L 2sin t. 3由法拉第电磁感应定律有nBL 1L 22nBL 1L 2E n t .2(4) 由闭合电路欧姆定律有nBL 1L 2sin e i R r R r3 3nBL 1L 2.2 R r2nBL1L2(5) 电动势的有效值E2,电流的有效值 I 2nBL1L 22 R r线圈转动一个

4、周期内电阻R 上产生的热量12n2B2L 22L2 RQ IRTRr 2.二、含变压器电路的动态分析解答这类问题第一是分清变量和不变量,然后结合变压器的基本规律和欧姆定律分析相关量的变化情形 .1抱负变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“量出而入”,即输出功率打算输入功率. 2可以把抱负变压器的副线圈看做给用户供电的无阻电源,可以参照直流电路动态分析的方 法,分析负载电路的动态变化.例 2如图 2 所示,抱负变压器原线圈接在沟通电源上,图中各电表均为抱负电表.以下说法正确选项 图 2A. 当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时, R1 消耗的功率变大B. 当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时,电

5、压表V 示数变大C. 当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时,电流表A1 示数变大D. 如闭合开关 S,就电流表 A 1 示数变大, A 2 示数变大答案B解析当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,变压器副线圈两端电压不变,副线圈中的电流变小, 就 R1 消耗的功率及其两端电压均变小,故电压表的示数变大,选项 A 错误, B 正确；当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时,副线圈中的电流变小,就原线圈中的电流也变小,电流表A 1 示数变小,选项 C 错误；如闭合开关 S,副线圈电路中总电阻变小,副线圈中的电流变大,R1 两端电压变大,R2 两端电压变小,电流表A 2 示

6、数变小,原线圈中的电流变大,电流表A 1 示数变大,选项 D 错误.例 3多项 调压变压器就是一种自耦变压器,它的构造如图3 所示 .线圈 AB 绕在一个圆环形的铁芯上, CD 之间加上输入电压,转动滑动触头P 就可以调剂输出电压,图中为沟通电流表,为沟通电压表, R1、R2 为定值电阻, R3 为滑动变阻器, CD 两端接恒压沟通电源, 变压器可视为抱负变压器,电表均为抱负电表,以下说法正确选项图 3A. 当滑动触头 P 逆时针转动时,电流表读数变大,电压表读数变大B. 当滑动触头 P 逆时针转动时,电流表读数变小,电压表读数变大C. 当滑动变阻器滑动触头向下滑动时,电流表读数变小,电压表读

7、数变大D. 当滑动变阻器滑动触头向下滑动时,电流表读数变大,电压表读数变小答案AD解析当滑动触头P 逆时针转动时,相当于增加了副线圈的匝数,而原线圈匝数保持不变,依据 U1n1U2 n2可知,输出电压增大,其他因素不变时,电压表读数变大,电流表读数变大,故A 正确, B 错误 .当线圈匝数不变而将滑动变阻器滑动触头向下滑动时,输出电压不变,总电阻减小,就总电流增大,R1 两端电压增大, R2 两端电压减小,电压表读数变小,流过R2 的电流减小,因此,流过R3 的电流增大,电流表读数变大,故C 错误, D 正确 .三、远距离输电线路的分析与运算解决远距离输电问题要留意以下两点：(1) 第一画出输

8、电示意图,包括发电机、升压变压器、输电线、降压变压器、负载等,在图中P标出相应物理符号,利用输电电流I ,输电线上缺失电压U 损 IR 线 ,输电线缺失功率 P 损UU I 2R 线 P2R 线及其相关学问解答 .(2) 分别在“三个回路”以及“两个变压器”上找各物理量之间的关系,特殊留意以升压变压器的副线圈、输电线、降压变压器的原线圈组成的回路,在此回路中利用电路学问分析电压关系和功率关系 .例 4沟通发电机两端电压是220 V,输出功率为 4 400 W,输电导线总电阻为2 .试求： 1用户得到的电压和功率各多大？输电缺失功率多大？2如发电机输出端用匝数比为1 10 的抱负升压变压器升压后

9、,经同样输电导线输送,再用匝数比为 10 1 的抱负降压变压器降压后供应用户,就用户得到的电压和功率又是多大？ 答案1180 V3 600 W800 W2219.6 V4 392 W解析1 如下列图,由P IU 得：PI U4 400220A 20 A由 U U 用 IR 得：用户得到的电压为U 用 U IR 220 V 20 2 V 180 V输电缺失功率为P 损 I2R 202 2 W 800 W由 P P 用 P 损 得：用户得到的功率为P 用 P P 损 4 400 W 800 W 3 600 W2输电线路示意图如下列图依据抱负变压器原、副线圈两端的电压与匝数成正比可得：U1n1n ,U22解得 U U1n2 220 10V 2 200 V2n11因抱负变压器不转变功率,即P2P,所以I2 P 2 AU 2U3U 2 I2R 2 200 V 2 2 V 2 196 V由U3n344U n 得：降压变压器副线圈两端电压U U 3n4 2 196 1V 219.6 V4n3102用户得到的功率等于发电机的输出功率减去输电线上缺失的功率,即2P4 P3 P2 I2 R P I2R 4 392 W.