【创新设计】2015-2016学年高中物理第五章交变电流章末整合提升课件新人教版选修3-2剖析.ppt

* 章末整合 1 网络构建 客观·简明·了然 2 分类突破 整合·释疑·点拨 交变电流 正弦式交变电流 表述 产生：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动 图象：正弦(或余弦)曲线 三角函数表达式：正弦(或余弦)函数 表征 参量 瞬时值：e＝Emsin ωt或e＝Emcos ωt 峰值：Em＝nBSω 周期：T 频率：f 有效值： T＝ 交变电流 对交变电流阻碍的器件 电阻 电感：感抗与线圈自感系数、交流电频率有关 电容：容抗与电容器电容、交流电频率有关 理想变压器 原理：互感现象 规律 电压与匝数关系： 电流与 匝数关系 只有一个副线圈： 有多个副线圈： I1n1＝I2n2＋I3n3＋… 功率关系：P入＝P出 交变电流 远距离输电 功率损失：ΔP＝I2R线 电压损失：ΔU＝IR线 减少线路能耗的方法：提高输电电压、减小输电线电阻 高压输电原理图 一、交流电“四值”的计算和应用 1.最大值：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动所产生的交流电，最大值Em＝nBSω.在考虑电容器的耐压值时应根据交流电的最大值. 2.有效值：正弦式交流电的有效值 ，非正弦式交流电的有效值应根据有效值的定义计算.求电功、电功率，确定保险丝的熔断电流，要用到有效值；没有特殊说明时，交流电的电流、电压、电动势指有效值，交流电表的测量值是有效值，交流用电设备上所标的额定电压、额定电流是有效值. 例1　将交流电压u＝220 sin (100πt) V接到“220 V，100 W”的灯泡两端，若灯泡灯丝电阻保持不变，求： (1)通过灯泡电流的最大值； 答案　0.64 A　 (2)灯泡的实际功率； 解析　灯泡的实际功率与额定功率相同，P＝100 W. 答案　100 W　 (3)每秒钟电流方向改变的次数； 解析　周期T＝0.02 s,1秒钟电流方向改变的次数 n＝ ×2＝ ×2＝100(次). 答案　100次 (4)通过灯泡电流i的瞬时值表达式. 解析　通过灯泡电流i的瞬时值表达式为 i＝Imsin ωt＝0.64sin (100πt) A. 答案　i＝0.64sin (100 πt) A 图1 针对训练1　如图1所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，在线圈由图示位置转过90°的过程中(不计转动中的一切摩擦)，求： (1)通过电阻R的电荷量q； (2)电阻R上产生的焦耳热Q； (3)驱动线圈转动的外力所做的功W. 二、变压器原理及相关电路的动态分析 处理此类问题的关键是分清变量和不变量，弄清理想变压器中各物理量之间的联系和相互制约关系，大致有两种情况： (1)负载不变，原、副线圈匝数比改变； (2)原、副线圈匝数比不变，负载改变. 动态分析该类问题的思路可表示为： U1 决定 U2 决定 I2 决定 P1＝P2(I1U1＝I2U2) I1 决定 P1＝I1U1 P1 例2 一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图2甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的滑片.下列说法正确的是(　　) 图2 A.副线圈输出电压的频率为50 Hz B.副线圈输出电压的有效值为31 V C.P向右移动时，原、副线圈的电 流比减小 D.P向右移动时，变压器的输入功率增大 答案　AD 针对训练2　图3甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝5∶1，电阻R＝20 Ω，L1、L2为规格相同的两只灯泡，S1为单刀双掷开关.原线圈接正弦交流电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示.现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光.下列说法正确的是(　　) 图3 A.输入电压u的表达式u＝20 sin (50πt) V B.只断开S1后，L1、L2均正常发光 C.只断开S2后，原线圈的输入功率增大 D.若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W 解析　由输入电压u随时间t的变化关系图象可知，交变电流周期为0.02 s，输入电压u的表达式u＝20 sin(100πt) V，选项A错误； 只断开S1后，L1、L2均不能发光，选项B错误； 只断开S2后，L1、L2串联后接入电路，变压器输出电流减小，原线圈的输入功率减小，选项C错误； 若S1换接到2后，变压器输出电压U＝4 V，R中电流为I＝0.2 A，R消耗的电功率为P＝UI＝0.8 W，选项D正确. 答案　D 三、电能的输送 解决远距离输电问题要注意以下两点： 1.首先画出输电线路示意图，包括发电机、升压变压器、输电线、降压变压器、负载等，在图中标出相应物理量符号，利用输电电流I ＝ ，输