《2017-2018高中物理 第二章 交變電流章末總結學案 粵教版選修3-2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2017-2018高中物理 第二章 交變電流章末總結學案 粵教版選修3-2（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第二章 交變電流 章末總結 一、交變電流“四值”的計算和應用 1．峰值：線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸旋轉時所產(chǎn)生的交變電流的最大值，Em＝nBSω. 2．瞬時值：線圈在勻強磁場中轉動，從中性面開始計時，電動勢的瞬時值表達式為e＝nBSωsinωt. 3．有效值：反映交變電流產(chǎn)生熱效應的平均效果，正(或余)弦式交變電流的有效值與最大值之間的關系是E＝. 4．平均值：指在一段時間內(nèi)產(chǎn)生的電壓(電流)的平均值，其數(shù)值由法拉第電磁感應定律求出，即＝n. 例1　圖1為一個小型旋轉電樞式交流發(fā)電機結構示意圖，其矩形線圈的長度為L1，寬度為L2，共有n匝，總電阻為r，與線圈

2、兩端相接觸的集流環(huán)上接有一個阻值為R的定值電阻，線圈以角速度ω在磁感應強度為B的勻強磁場中繞與磁場方向垂直的對稱軸OO′勻速運動，沿轉軸OO′方向看去，線圈沿逆時針方向轉動，t＝0時刻線圈平面與磁感線垂直． 圖1 (1)求線圈經(jīng)過圖示位置時，通過電阻R的感應電流的方向． (2)寫出線圈轉動過程中感應電動勢的瞬時值表達式． (3)求線圈從t＝0時所處的位置開始到轉過90°的過程中的平均感應電動勢． (4)求線圈從t＝0時所處的位置開始轉過60°時電路中的瞬時電流． (5)求線圈轉動一個周期內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量． 答案　(1)自下而上　(2)e＝nBL1L2ωsinωt (3)

3、　(4)　(5) 解析　(1)根據(jù)右手定則可判斷，線圈中的電流方向是d→c→b→a，故通過電阻R的電流是自下而上． (2)從中性面開始計時，感應電動勢隨時間按正弦規(guī)律變化，且最大感應電動勢Em＝nBL1L2ω，所以感應電動勢的瞬時值表達式e＝nBL1L2ωsinωt. (3)由法拉第電磁感應定律有 ＝n＝＝. (4)由歐姆定律有 i＝＝＝. (5)電動勢的有效值E＝， 電流的有效值I＝， 線圈轉動一個周期內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q＝I2RT＝. 二、含變壓器電路的動態(tài)分析 解答這類問題首先是分清變量和不變量，然后結合變壓器的基本規(guī)律和歐姆定律分析相關量的變化情況． (1)理

4、想變壓器將電能由原線圈傳給副線圈時總是“量出而入”即輸出功率決定輸入功率． (2)可以把理想變壓器的副線圈看做給用戶供電的無阻電源，可以參照直流電路動態(tài)分析的方法，分析負載電路的動態(tài)變化． 例2　如圖2所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表．下列說法正確的是(　　) 圖2 A．當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，R1消耗的功率變大 B．當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，電壓表V示數(shù)變大 C．當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，電流表A1示數(shù)變大 D．若閉合開關S，則電流表A1示數(shù)變大，A2示數(shù)變大 答案　B 解析　當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時

5、，接入電路的阻值變大，變壓器副線圈兩端電壓不變，副線圈中的電流減小，則R1消耗的功率及其兩端電壓均變小，故電壓表的示數(shù)變大，選項A錯誤，B正確；當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，副線圈中的電流減小，則原線圈中的電流也減小，電流表A1示數(shù)變小，選項C錯誤；若閉合開關S，副線圈電路中總電阻減小，副線圈中的電流變大，R1兩端電壓變大，R2兩端電壓減小，電流表A2示數(shù)減小，原線圈中的電流變大，電流表A1示數(shù)變大，選項D錯誤． 三、遠距離輸電線路的分析與計算 解決遠距離輸電問題要注意以下兩點： (1)首先畫出輸電示意圖，包括發(fā)電機、升壓變壓器、輸電線、降壓變壓器、負載等，在圖中標出相應物理符號，

6、利用輸電電流I＝，輸電線上損失電壓U損＝IR線，輸電線損失功率P損＝I2R線＝2R線及其相關知識解答． (2)分別在“三個回路”以及“兩個變壓器”上找各物理量之間的關系，特別注意以升壓變壓器的副線圈、輸電線、降壓變壓器的原線圈組成的回路，在此回路中利用電路知識分析電壓關系和功率關系． 例3　交流發(fā)電機兩端電壓是220V，輸出功率為4400W，輸電導線總電阻為2Ω.試求： (1)用戶得到的電壓和功率各多大？輸電損失功率多大？ (2)若發(fā)電機輸出端用1∶10的升壓變壓器升壓后，經(jīng)同樣輸電導線輸送，再用10∶1的降壓變壓器降壓后供給用戶，則用戶得到的電壓和功率又是多大？ 答案　(1)180

7、V　3600W　800W　　 (2)219.6V 4392W 解析　(1)如圖，由P＝IU得： I＝＝A＝20A 由U＝U用＋IR得：用戶得到的電壓為 U用＝U－IR＝220V－20×2V＝180V 由P＝P用＋I2R得：用戶得到的功率為 P用＝P－I2R＝4400W－202×2W＝3600W 輸電損失功率為P損＝I2R＝202×2W＝800W (2)輸電線路示意圖如圖所示 根據(jù)理想變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)成正比可得：＝， 解得U2＝＝V＝2200V 因理想變壓器不改變功率，即P2＝P，所以 I2＝＝2A U3＝U2－I2R＝2200V－2×2V＝2196V 由＝得：降壓變壓器副線圈兩端電壓 U4＝＝V＝219.6V 用戶得到的功率等于發(fā)電機的輸出功率減去輸電線上損失的功率，即P4＝P3＝P2－IR＝P－IR＝4392W. 5