【物理】2019届一轮复习人教版 交变电流 学案 13页

知识网络 考情分析 ‎1．主要题型：选择题、计算题 ‎2．命题特点 ‎（1）结合理想变压器的规律，解决远距离输电的能量、效率问题．‎ ‎（2）结合图象，应用电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、电功率等知识，综合解决交变电流的产生与描述等问题．‎ ‎3．思想方法 常用方法：程序法、等效法、分析推理法、守恒法 考点一　交变电流的产生及描述 核心知识 ‎ (1)瞬时值 ‎(2)最大值：Em＝nBSω ‎(3)有效值：根据电流的热效应求解，在正(余)弦交变电流中E＝，U＝，I＝.‎ ‎(4)两个特殊位置的特点：‎ ‎①线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，‎ e＝0，i＝0，电流方向将发生改变．‎ ‎②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变．‎ 规律方法 ‎1．交流电“四值”的应用 ‎(1)最大值：分析电容器的耐压值；‎ ‎(2)瞬时值：计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的受力情况；‎ ‎(3)有效值：电表的读数及计算电热、电功、电功率及保险丝的熔断电流；‎ ‎(4)平均值：计算通过电路截面的电荷量．‎ ‎2．书写交变电流瞬时值表达式的基本思路 ‎(1)确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式Em＝nBSω，求出相应峰值．‎ ‎(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式．‎ ‎①若线圈从中性面位置开始转动，e＝Emsinωt ‎②若线圈从垂直中性面位置开始转动，e＝Emcosωt 典例分析 ‎【例1】　(2017年贵州贵阳模拟)图甲是某交流电发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表，电阻 R＝10 Ω.线圈绕对称轴OO′沿逆时针方向转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图11－2－1乙所示，线圈电阻不计，下列判断正确的是(　　)‎ A．t＝0时电流表的示数为10A B．t＝0.02 s时穿过线圈平面的磁通量最大 C．t＝0.01 s时通过电阻R的电流方向自右向左 D．在一个周期内电阻R上产生的热量为40 J ‎【答案】　C 圈中感应电流沿A→B→C→D方向，电阻R中电流的方向自右向左，故C正确；在一个周期内电阻R 产生的热量为Q＝I2RT＝102×10×0.02 J＝20 J，D错误． ‎ ‎【例2】　(多选)(2017年湖北黄冈中 模拟)如图甲所示是一种振动发电装置的示意图，半径为r＝0.1 m、匝数n＝20的线圈位于辐向分布的磁场中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)，线圈所在位置的磁感应强度的大小均为B＝T，线圈电阻为R1＝0.5 Ω，它的引出线接有R2＝9.5 Ω的小灯泡L，外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示(摩擦等损耗不计)，则(　　)‎ A．小灯泡中电流的峰值为0.16 A B．小灯泡中电流的有效值为0.16 A C．电压表的示数约为1.5 V D．t ＝0.1 s时外力的大小为0.128 N ‎【答案】　AD ‎【例3】. (多选)(2017年成阳一模)如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦式电流的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦式电流的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦式电流的说法正确的是(　　)‎ A．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B．线圈先后两次转速之比为3∶2‎ C．正弦式电流a的瞬时值为u＝10sin5πtV D．正弦式电流b的最大值为V ‎【答案】BCD ‎【例4】　(多选)(2017年哈尔滨模拟)如图甲所示为一交变电压随时间变化的图象，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化．若将此交流电连接成如图11－3－3乙所示的电路，电阻R阻值为100 Ω，则(　　)‎ A．理想电压表读数为100 V B．理想电流表读数为0.75 A C．电阻R消耗的电功率为56 W D．电阻R在100秒内产生的热量为5 625 J ‎【答案】　BD 规律总结 ‎1．两个特殊位置的特点 ‎(1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变．‎ ‎(2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变．‎ ‎2．正弦式交流电的“四值”‎ ⇒⇒ ⇒⇒ ⇒⇒ ⇒⇒ ‎3．只有正(余)弦式交流电最大值与有效值间才有倍关系 考点二、有关变压器的动态分析问题 核心知识 变压器动态变化分析方法 ‎(1)变压器动态分析常见的两种情况 ‎①负载不变，匝数比变化；‎ ‎②匝数比不变，负载变化．‎ ‎(2)处理此类问题应注意三点 ‎①根据题意分清变量和不变量；‎ ‎②要弄清“谁决定谁”的制约关系——电压是输入决定输出，电流和功率是输出决定输入；‎ ‎③动态分析顺序：‎ a．由U1和决定U2；‎ b．由负载电阻R和U2决定I2；‎ c．由P2＝U2I2，确定P1；‎ d．由P1＝U1I1，确定I1.‎ 典例分析 ‎【例1】如图理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，现在原线圈两端加上交变电压u＝311sin (100πt)V时，灯泡L1、L2均正常发光，电压表和电流表可视为理想电表. 则下列说法中正确的是(　　)‎ A． 该交流电的频率为100 H ‎ B． 电压表的示数为155.5 V C． 若将变阻器的滑片P向上滑动，则电流表读数变大 D． 若将变阻器的滑片P向上滑动，则L1将变暗、L2将变亮 ‎【答案】C ‎【例2】如图所示，理想变压器的原线圈接高电压，降压后通过一段电阻不可忽略的线路接用电器，其中灯L1、L2的规格完全相同，R为一滑动变阻器．现将R的滑动触头P向下滑动，则交流电压表V、交流电流表A的示数变化及灯L1、灯L2的明暗变化情况为(　　)‎ A． V增大，A增大，灯L1、灯L2都变亮 B． V增大，A减小，灯L1变亮，灯L2变暗 C． V减小，A减小，灯L1变暗，灯L2变亮 D． V不变，A减小，灯L1不变，灯L2变暗 ‎【答案】B ‎【例3】．(多选)在如图甲所示的电路中，有一理想的降压变压器，其匝数比为3∶1，一额定功率为“6 W 9 V”的灯泡L1与变压器的原线圈串接，在变压器的副线圈两端并联接入三个与L1完全相同的灯泡L2、L3、L4，两个理想的交流电表按如图的方式接入电路中，已知理想变压器原线圈两端的电压随时间变化的规律如图16－10乙所示．则下列说法正确的是(　　)‎ A．m、n两点间所加电压的瞬时值为umn＝27sin(100πt)V B．L1、L2、L3、L4均正常发光 C．只有L2、L3、L4正常发光 D．整个电路消耗的总功率为24 W ‎【答案】BD ‎ ‎【解析】由原线圈两端的电压随时间变化的规律可知电压的有效值为27 V，则副线圈两端的电压为9 V，副线圈电路中的三只灯泡均能正常发光．电流表的读数为I＝3×A＝2 A，原线圈中的电流为×2A＝A，所以原线圈中的灯泡也能正常发光，m、n两点电压的瞬时值表达式为umn＝36sin(100πt)V，A、C错误，B正确；由于四个灯泡都正常发光，故整个电路消耗的总功率为P＝4×6 W＝24 W，D正确． ‎ ‎【例4】　(2016年高考·江苏卷)一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈．在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2.在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中(　　)‎ A．U2>U1，U2降低 B．U2>U1，U2升高 C．U2