鲁科版高中物理选择性必修第二册精品课件 第3章 交变电流与远距离输电 习题课 交变电流“四值”与理想变压器的动态分析 (3).pptVIP

第3章习题课:交变电流“四值”与理想变压器的动态分析

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重难探究·能力素养全提升

探究一交变电流“四值”情境探究如图所示,矩形线圈abcd与可变电容器C、理想电流表A组成闭合电路。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动,转动的角速度ω=100πrad/s。线圈的匝数N=100,边长ab=0.2m、ad=0.4m,电阻不计。磁场只分布在bc边的左侧,磁感应强度大小。电容器放电时间不计。(1)该线圈产生的感应电动势峰值为多大?(2)该线圈产生的感应电动势有效值为多大?(3)电容器的耐压值至少为多大?(4)电容器的电容C变大时,电流表的示数怎样变化?

(4)电容器的电容C变大时,电容器的充放电电流增大。

知识归纳对交变电流“四值”的比较和理解物理量表达式适用情况及说明瞬时值e=Emsinωt,u=Umsinωt,i=Imsinωt计算线圈某时刻的受力情况最大值?讨论电容器的击穿电压

应用体验典例1(多选)如图甲所示为手机无线充电工作原理的示意图,由送电线圈和受电线圈组成。已知受电线圈的匝数为n=50,电阻r=1.0Ω,在它的c、d两端接一阻值R=9.0Ω的电阻。设在受电线圈内存在与线圈平面垂直的磁场,其磁通量随时间按图乙所示的规律变化,可在受电线圈中产生电动势最大值为20V的正弦式交变电流,设磁场竖直向上为正方向,则()

A.在t=π×10-3s时,受电线圈中产生电流的大小为2.0AB.在t=π×10-3s时,c端电势低于d端C.在一个周期内,电阻R上产生的热量为5.7×10-3JD.从t1到t2时间内,通过电阻R的电荷量为2×10-3C答案AD

规律方法几种典型电流的有效值

针对训练1(多选)边长为L的正方形线框在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动,产生的感应电流的最大值为Im,设灯泡的电阻为R,其他电阻不计。从如图所示位置开始计时,则()AD

探究二理想变压器的动态分析问题情境探究如图所示是变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压,负载变化时输入电压不会有大的波动,可以认为电压表V1示数不变。两条输电线的总电阻用R0表示,滑动变阻器R表示用户用电器的总电阻。如果变压器上的能量损失忽略不计,当用户的用电器增加时,图中各表的示数怎样变化?

要点提示理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的,由于输入电压和匝数比不变,所以副线圈的输出电压不变,所以电压表V1、V2的示数不变;当用电器增加时,相当于R值减小,副线圈的总电阻减小,所以电流变大,即电流表A2的示数变大;由于变压器的输入功率和输出功率相等,副线圈的电阻减小时,输出功率变大,所以原线圈的输入功率也变大,因为输入电压不变,所以输入电流变大,所以电流表A1的示数变大;由于副线圈的电流变大,电阻R0两端的电压变大,又因为电压表V2的示数不变,所以电压表V3的示数变小。

知识归纳常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种:匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。

闪光语录理想变压器动态变化问题的分析方法(1)分清不变量:①线圈匝数比;②负载电阻。

应用体验典例2如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是()A.当滑动变阻器的滑片P向上滑动时,R1消耗的功率变大B.当滑动变阻器的滑片P向上滑动时,电压表V示数变大C.当滑动变阻器的滑片P向上滑动时,电流表A1示数变大D.若闭合开关S,则电流表A1示数变大,A2示数变大B

规律方法含有变压器的动态电路问题的解题思路

针对训练2(多选)如图所示,电源输出电压不变,要使电路中电流表示数变大,可采用的方法有()A.将R上的滑片向上移动B.将R上的滑片向下移动C.将开关S掷向1D.将开关S掷向2AD

解析输入的电压和匝数比不变,输出的电压也不变,当滑片向上移动时,副线圈所在电路的电阻变小,所以电流变大,电流表示数变大,故选项A正确;当滑片向下移动时,副线圈所在电路的电阻变大,所以电流变小,故选项B错误;将开关S掷向1,原线圈的匝数变大,由电压与匝数成正比可得,副线圈的输出电压变小,副线圈所在电路的电阻不变,所以电流变小,故选项C错误;将开关S掷向2时,原线圈的匝数变小,副线圈的输出电压变大,副线圈所在电路的电阻不变,所以电流变大,故选项D正确。

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123451.A、B是两个完全相同的电热器,A、B分别通以如图甲、乙所示的交变电流,则()A.通过A、B两电热器的电流有效值之比为IA∶IB=3∶4B.通过A、B两电热器的电流有效值之比为IA∶IB=3∶C.A、B两电热器的电功率之比为PA∶P