高中物理人教版选修3-2课件：第五章章末整合提升.pptxVIP

交变电流专题一　正确区分和应用交变电流的“四值”1.最大值最大值是指交变电流在变化过程中电动势、电压、电流所能达到的最大值,它反映的是交变电流大小的变化范围。当线圈平面与磁感应强度B的方向平行时,交变电流的电动势最大。设线圈的匝数为N,面积为S,绕垂直于磁场的转轴转动的角速度为ω,Em=NBSω,Em的大小与线圈的形状、旋转的转轴位置无关,在考虑电容器的耐压程度时,应注意交变电流的最大值。2.有效值交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的,即在一个周期内,能使同一电阻产生相等热量的直流的数值,叫作该交变电流的有效值,它反映的是交变电流通过用电器把电能转化为其他形式能的本领强弱,常用一大写字母来表示,如E、U、I。正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系是E=、U=、I=。各种交变电流电气设备上铭牌标有的、交流电表所测的,以及在叙述中没有特别说明的交变电流的值,都是指有效值。在计算交变电流通过导体产生的热量、电功率以及确定电阻丝的熔断电流时,只能用交变电流的有效值。总之,在研究交变电流做功、电功率及产生的热量时,只能用有效值,交流电路中电流表、电压表的读数也都是有效值。3.瞬时值瞬时值是指交变电流在变化过程中某一时刻电动势、电压、电流的值,它反映的是某一时刻交变电流某物理量的大小,常用小写字母来表示,如e、u、i。当从线圈平面与B的方向平行时开始计时,设线圈平面与B的方向的夹角为θ,瞬时电动势e的表达式为e=Emcos θ;当以线圈平面与中性面平行时开始计时,设线圈平面与中性面的夹角为α,瞬时电动势e的表达式为e=Emsin α。在求发电机某一时刻的电动势、电流、输出功率,用电器某一时刻电压、电流、消耗功率时常用瞬时值。4.平均值交变电流的平均值是交变电流图象中波形与横轴(t轴)所围的面积跟时间的比值,常用大写字母上加一横线来表示,如。求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值q=t,平均电动势=N,平均电流。注意:,平均值不等于有效值。【例1】 如图所示,矩形线框匝数 n=250,ab=12 cm,ad=10 cm,电阻不计。线框置于B= T的匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴以角速度4π rad/s匀速转动。线框通过滑环与外电路相连,外电路接有R=12 Ω的电阻及一只发光电压和熄灭电压都为12 V的氖泡L。(1)当S接e时,电流表读数为多少?R的热功率为多大?10 min内外力对线框做功多少?(2)当S接f时,氖泡闪光频率为多大?通电10 min,氖泡发光总时间为多少?解析:对转动的线圈,电动势的最大值Em=nBSω=250××0.12×0.10×4π V=24 V,电动势的瞬时值e=24sin 4πt V。(1)S接e时,有I= A= A,P=I2R=()2×12 W=24 W,W=Pt=24×10×60 J=1.44×104 J。(2)S接f时,根据正弦曲线变化规律可知,在交变电流的一个周期T内,氖泡闪光2次,每次闪光的时间为。因T= s,故氖泡闪光频率为4 Hz。通电10 min,氖泡发光的总时间t= s=400 s。答案:(1) A　24 W　1.44×104 J　(2)4 Hz　400 s迁移训练1 如图甲为小型旋转电枢式交流发电机,电阻r=2 Ω的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动,线圈的两端经集流环和电刷与右侧电路连接,右侧电路中滑动变阻器R的最大阻值为R0= Ω,滑片P位于滑动变阻器中央,定值电阻R1=R0、R2=,其他电阻不计。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,闭合开关S,线圈转动过程中理想交流电压表示数是10 V,图乙是矩形线圈磁通量Φ随时间t变化的图象。则下列正确的是(　)A.电阻R2上的热功率为1 WB.0.02 s时滑动变阻器R两端的电压瞬时值为零C.线圈产生的e随时间t变化的规律是e=10cos 100πt VD.线圈开始转动到t= s的过程中,通过R1的电荷量为 C解析:根据电路连接的特点可以看出,外接电路部分的总电阻为R外=R0+R0+R0=10 Ω,由欧姆定律可知,外电路电流为I==1 A,故可知R2的电流为0.5 A,电压为U2=U= V,所以可知其热功率为 W,故选项A错误;由图象可知,在 0.02 s 时磁通量的变化率最大,即感应电动势最大,变阻器两端的电压瞬时值最大,所以选项B错误;线圈内阻分压Ur=Ir=2 V,故可知感应电动势的峰值为Em=(U+Ur)=12 V,故选项C错误;从线圈开始转动到 s时间内线圈转过了,而最大磁通量为Φm= Wb= Wb,故通过R1的电荷量为Q= C,选项D正确。答案:D专题二　理想变压器问题的分析思路具备了以下条件的变压器称为理想变压器:(1)不计铜损,即变压器的原、副线圈的内阻很小,可以忽略,在有电流通过时