1、【金版學(xué)案】2014-2015學(xué)年高中物理 第二章 交變電流章末知識(shí)整合 粵教版選修3-2專題一交變電流的“四值”應(yīng)用交變電流的峰值、瞬時(shí)值、有效值、平均值稱為交變電流的“四值”下面舉例說它們在不同情況下的應(yīng)用1在研究電容器的耐壓值時(shí)，只能用峰值(最大值)一電容器兩端允許加的直流電壓最大值是260 V，能否將它接在按正弦規(guī)律變化的交流電壓為220 V的電路中？解析：題中所述的220 V交變電流電壓是指有效值，其峰值為Um220 V311 V260 V，所以不能將該電容器接在按正弦規(guī)律變化的電壓為220 V的電路中，否則該電容器將會(huì)擊穿答案：不能2在研究交變電流某一時(shí)刻的電流、電壓時(shí)，只能用瞬時(shí)

2、值磁鐵在電器中有廣泛的應(yīng)用，如發(fā)電機(jī)如圖所示，已知一臺(tái)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)線框共有N匝，線框長為l1、寬為l2，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為，磁極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.試導(dǎo)出發(fā)電機(jī)的瞬時(shí)電動(dòng)勢e的表達(dá)式現(xiàn)在知道有一種強(qiáng)永磁材料釹鐵硼，用它制成發(fā)電機(jī)的磁極時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度可增大到原來的k倍如果保持發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)和尺寸、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)角速度、需產(chǎn)生的電動(dòng)勢都不變，那么這時(shí)轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)線框需要多少匝？解析：取軸Ox垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度，線框轉(zhuǎn)角為(如圖所示)，線框長邊垂直于紙面，點(diǎn)A、B表示線框長邊導(dǎo)線與紙面的交點(diǎn)，O點(diǎn)表示轉(zhuǎn)軸與紙面的交點(diǎn)線框長邊的線速度為：v一根長邊導(dǎo)線產(chǎn)生的電動(dòng)勢為：Bl1 sin 一匝導(dǎo)線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為：e

3、1Bl1l2 sin N匝線框所產(chǎn)生的電動(dòng)勢應(yīng)為：eNNBl1l2 sin t.磁極換成釹鐵硼永磁體時(shí)，設(shè)匝數(shù)為N，有eNNkBl1l2 sin t由eNeN可得N.3在研究交變電流做功、電功率及產(chǎn)生的熱量時(shí)，只能用有效值，交流電表的示數(shù)也是有效值交流發(fā)電機(jī)電樞電阻為2 ，感應(yīng)電動(dòng)勢瞬時(shí)值表達(dá)式為e388sin 100t (V)，給電阻R8 的用電器供電，則(1)通過用電器的電流為多少？(2)電源輸出功率和發(fā)電總功率為多少？(3)發(fā)電機(jī)輸出端電壓為多少？ 解析：(1)感應(yīng)電動(dòng)勢有效值E V274 V通過用電器的電流I A27.4 A(2)P出I2R(27.4)28 W6 006.08 WP總E

4、I27427.4 W7 507.6 W(3)輸出端電壓UIR27.48 V219.2 V4在研究交變電流的電荷量時(shí)，只能用平均值如圖所示，矩形線圈的匝數(shù)為n，線圈面積為S，線圈電阻為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞OO軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻為R，在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90的過程中，求：(1)通過電阻R的電荷量q；(2)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q.解析：(1)BS，時(shí)間t所以產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢為 n平均電流為通過R的電荷量qt(2)在此過程中電阻R上的焦耳熱為一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱的QI2RT2R專題二理想變壓器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出應(yīng)注意：

5、輸入功率P入由輸出功率P出決定，即輸出功率增大，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變壓比：，即對同一變壓器的任意兩個(gè)線圈，都有電壓和匝數(shù)成正比輸入U(xiǎn)1電壓決定輸出電壓U2，即U2隨著U1的變化而變化，因?yàn)閁2U1，所以只要U1不變化，不論負(fù)載如何變化，U2不變3輸入電流與輸出電流如果理想變壓器只有一個(gè)副線圈工作時(shí)，根據(jù)P入 P出和有：U1I1U2I2，得I1I2，即當(dāng)線圈的結(jié)構(gòu)一定時(shí)，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(dāng)變壓器有多個(gè)副線圈同時(shí)輸出時(shí)，同樣也有輸

6、出電流決定輸入電流的關(guān)系(多選)如右圖所示是一個(gè)理想變壓器，K為單刀雙擲電鍵，P是滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈上的電流強(qiáng)度，則()A保持U1及P的位置不變，K由a合在b時(shí)，I1將增大B保持P的位置及U1不變，K由b合在a時(shí)，R消耗的功率減小C保持U1不變，K合在a處，使P上滑I1將增大D保持P的位置不變，K合在a時(shí)，若U1增大，I1將增大解析：K由a合在b時(shí)，原線圈匝數(shù)減小，原、副線圈匝數(shù)比變小，保持U1不變，據(jù)，U2增大，P的位置不變，變壓器輸出功率增大，I2增大，I1將增大，反之，K由b合在a時(shí)， R消耗的功率減小，所以A、B對C選項(xiàng)中，保持U1不變，K合在

7、a處，使P上滑，電阻R增大，I2減小，I1減小，所以C錯(cuò)，D選項(xiàng)中，保持P的位置不變，K合在a時(shí)，若U1增大，則U2增大，R消耗功率增大，I2增大，I1將增大，D對答案：ABD練習(xí)1(雙選)為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關(guān)系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1、A2，導(dǎo)線電阻不計(jì)，如下圖所示當(dāng)開關(guān)S閉合后 ()AA1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值不變BA1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值變大CV2示數(shù)變小，V1與V2示數(shù)的比值變大DV2示數(shù)不變，V1與V2示數(shù)的比值不變解析：因，所以V1、

8、V2都不變，D對；當(dāng)開關(guān)S閉合后，負(fù)載總電阻減少，則由I2可得I2增大，由U1I1U2I2得I1也增大，且，A對答案：AD2如下圖所示，理想變壓器的a、b端加上一交流電壓(電壓有效值保持不變)，副線圈c、d端所接燈泡L恰好正常發(fā)光此時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于圖示位置現(xiàn)將滑片下移(導(dǎo)線電阻不計(jì))，則以下說法中正確的是()A燈仍能正常發(fā)光，原線圈輸入電流變小B燈不能正常發(fā)光，原線圈輸入功率變大C燈不能正常發(fā)光，原線圈輸入電壓變大D燈仍能正常發(fā)光，原線圈輸入功率不變解析：變壓器的原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，與負(fù)載無關(guān)，將滑片P下移，副線圈電壓不變，燈仍能正常發(fā)光，電阻增大，流經(jīng)電阻的電流減小，副線圈

9、的電流減小，原線圈的電流也變小答案：A專題三遠(yuǎn)距離輸電遠(yuǎn)距離輸電的示意圖如右圖所示：包括發(fā)電機(jī)、兩臺(tái)變壓器、輸電線等效電阻和負(fù)載電阻并按照規(guī)范在圖中標(biāo)出相應(yīng)的物理量符號(hào)一般設(shè)兩個(gè)變壓器的初、次級(jí)線圈的匝數(shù)分別為：n1、n1、 n2、n2，相應(yīng)的電壓、電流、功率也應(yīng)該采用相應(yīng)的符號(hào)來表示從圖中應(yīng)該看出功率之間的關(guān)系是：P1P1，P2P2，P1PrP2.電壓之間的關(guān)系是： ，U1UrU2.電流之間的關(guān)系是：，I1IrI2.可見其中電流之間的關(guān)系最簡單，I1、Ir、I2中只要知道一個(gè)，另兩個(gè)總和它相等因此求輸電線上的電流往往是這類問題的突破口輸電線上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的分析和計(jì)算時(shí)

10、都必須用Pr，UrIrr，而不能用Pr. 學(xué)校有一臺(tái)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻為r1 ，升壓變壓器匝數(shù)比為14，降壓變壓器的匝數(shù)比為41，輸電線的總電阻為R4 ，全校22個(gè)教室，每個(gè)教室用“220 V,40 W”的燈6盞，要求所有燈都正常發(fā)光，則：(1)發(fā)電機(jī)的輸出功率多大？(2)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢多大？(3)輸電線上損耗的電功率多大？解析：輸電示意圖如圖所示答案：(1)5 424 W(2)250 V(3)144 W練習(xí)3(雙選)在如圖所示的遠(yuǎn)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()A升壓變壓器的輸出電

11、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讓囚犯產(chǎn)生錯(cuò)覺的技術(shù) 服刑8小時(shí)猶如千年一項(xiàng)研究指稱，未來能利用生物技術(shù)讓囚犯產(chǎn)生錯(cuò)覺，例如，明明才服刑8小時(shí)，他們卻感到自己已服刑1千年根據(jù)每日電訊報(bào)指出，哲學(xué)家麗貝卡羅奇(Rebecca Roache)帶領(lǐng)一批學(xué)者研究，未來可以通過哪些方式改變刑罰羅奇接受網(wǎng)絡(luò)媒體訪問時(shí)提到，希望可以研發(fā)使囚犯產(chǎn)生錯(cuò)覺的藥物，讓他們覺得時(shí)間過得更慢，刑期更加難熬羅奇進(jìn)一步解釋，“有些精神藥物能改變?nèi)说臅r(shí)間意識(shí)，所以可以想像研發(fā)一種藥片或藥水，讓人感覺他們在服1千年徒刑”另一種方式則是，透過一些技術(shù)，加快人類的思維羅奇表示，讓罪犯的思維比正常速度提高100萬倍，就會(huì)使該名囚犯在8個(gè)半小時(shí)里產(chǎn)生服刑千年的