（通用版）2018-2019版高中物理 第五章 交變電流章末課件 新人教版選修3-2.ppt

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章末總結(jié),第五章交變電流,內(nèi)容索引,,知識(shí)網(wǎng)絡(luò)梳理知識(shí)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò),重點(diǎn)探究啟迪思維探究重點(diǎn),知識(shí)網(wǎng)絡(luò),表達(dá)式：e＝Em(從線圈位于中性面開始計(jì)時(shí))，其中Em＝______,線圈在勻強(qiáng)磁場中繞勻速轉(zhuǎn)動(dòng),交變電流,交變電流的產(chǎn)生,產(chǎn)生,,垂直于磁場的軸,,,特殊位置,,線圈平面與中性面重合,,磁通量_____感應(yīng)電動(dòng)勢為___電流改變方向,,磁通量為零感應(yīng)電動(dòng)勢_____,線圈平面與中性面垂直,最大,零,最大,sinωt,nBSω,最大值：Em＝nBSω有效值：根據(jù)定義，正弦交流電E＝____周期T與頻率f的關(guān)系：T＝___或f＝___平均值：＝______,電感器：通直流，阻；通低頻，阻_____電容器：通交流，隔；通高頻，阻_____,交變電流,表征交變電流的物理量,,電流的熱效應(yīng),,n,直流,低頻,交流,高頻,交變電流的產(chǎn)生,,原理：現(xiàn)象,交變電流,理想變壓器,,互感,,基本規(guī)律,,＝___,I1n1＝_____P1＝P2,I2n2,電能輸送,,功率損失：P損＝_____電壓損失：U損＝_____,I2R線,IR線,重點(diǎn)探究,1.峰值：線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的交變電流的最大值，Em＝nBSω.2.瞬時(shí)值：線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從中性面開始計(jì)時(shí)，電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝nBSωsinωt.3.有效值：反映交變電流產(chǎn)生熱效應(yīng)的平均效果，正弦式交變電流的有效值與最大值之間的關(guān)系是E＝4.平均值：指在一段時(shí)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(yīng)定律求出，即,一、交變電流“四值”的計(jì)算和應(yīng)用,例1圖1為一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)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，與線圈兩端相接觸的集流環(huán)上接有一個(gè)阻值為R的定值電阻，線圈以角速度ω在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞與磁場方向垂直的對稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，沿轉(zhuǎn)軸OO′方向看去，線圈沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，t＝0時(shí)刻線圈平面與磁感線垂直.(1)求線圈經(jīng)過圖示位置時(shí)，通過電阻R的感應(yīng)電流的方向.,答案,解析,圖1,答案自下而上,解析根據(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)寫出線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式.,答案e＝nBL1L2ωsinωt,解析從中性面開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，且最大感應(yīng)電動(dòng)勢Em＝nBL1L2ω，所以感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式e＝nBL1L2ωsinωt.,(3)求線圈從t＝0時(shí)所處的位置開始到轉(zhuǎn)過90的過程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢.,解析由法拉第電磁感應(yīng)定律有,答案,解析,(4)求線圈從t＝0時(shí)所處的位置開始轉(zhuǎn)過60時(shí)電路中的瞬時(shí)電流.,答案,解析,解析由閉合電路歐姆定律有,(5)求線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)周期內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量.,答案,解析,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)周期內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量,解答這類問題首先是分清變量和不變量，然后結(jié)合變壓器的基本規(guī)律和歐姆定律分析相關(guān)量的變化情況.1.理想變壓器將電能由原線圈傳給副線圈時(shí)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(dòng)態(tài)分析的方法，分析負(fù)載電路的動(dòng)態(tài)變化.,二、含變壓器電路的動(dòng)態(tài)分析,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A.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，R1消耗的功率變大B.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V示數(shù)變大C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表A1示數(shù)變大D.若閉合開關(guān)S，則電流表A1示數(shù)變大，A2示數(shù)變大,√,答案,解析,圖2,解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，變壓器副線圈兩端電壓不變，副線圈中的電流變小，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(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，副線圈中的電流變小，則原線圈中的電流也變小，電流表A1示數(shù)變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若閉合開關(guān)S，副線圈電路中總電阻變小，副線圈中的電流變大，R1兩端電壓變大，R2兩端電壓變小，電流表A2示數(shù)變小，原線圈中的電流變大，電流表A1示數(shù)變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,例3(多選)調(diào)壓變壓器就是一種自耦變壓器，它的構(gòu)造如圖3所示.線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上，CD之間加上輸入電壓，轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭P就可以調(diào)節(jié)輸出電壓，圖中為交流電流表，為交流電壓表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，CD兩端接恒壓交流電源，變壓器可視為理想變壓器，以下說法正確的是,圖3,A.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大，電壓表讀數(shù)變大B.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大D.當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大，電壓表讀數(shù)變小,√,答案,解析,√,解析當(dāng)滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于增加了副線圈的匝數(shù)，而原線圈匝數(shù)保持不變，根據(jù)可知，輸出電壓增大，其他因素不變時(shí)，電壓表讀數(shù)變大，電流表讀數(shù)變大，故A正確，B錯(cuò)誤.當(dāng)線圈匝數(shù)不變而將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，輸出電壓不變，總電阻減小，則總電流增大，R1兩端電壓增大，R2兩端電壓減小，電壓表讀數(shù)變小，流過R2的電流減小，因此，流過R3的電流增大，電流表讀數(shù)變大，故C錯(cuò)誤，D正確.,解決遠(yuǎn)距離輸電問題要注意以下兩點(diǎn)：1.首先畫出輸電示意圖，包括發(fā)電機(jī)、升壓變壓器、輸電線、降壓變壓器、負(fù)載等，在圖中標(biāo)出相應(yīng)物理符號(hào)，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(guān)知識(shí)解答.2.分別在“三個(gè)回路”以及“兩個(gè)變壓器”上找各物理量之間的關(guān)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(shí)分析電壓關(guān)系和功率關(guān)系.,三、遠(yuǎn)距離輸電線路的分析與計(jì)算,例4交流發(fā)電機(jī)兩端電壓是220V，輸出功率為4400W，輸電導(dǎo)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？,答案,解析,答案180V3600W800W,解析如圖所示，由P＝IU得：,由U＝U用＋I(xiàn)R得：用戶得到的電壓為U用＝U－IR＝220V－202V＝180V輸電損失功率為P損＝I2R＝2022W＝800W由P＝P用＋P損得：用戶得到的功率為P用＝P－P損＝4400W－800W＝3600W,(2)若發(fā)電機(jī)輸出端用匝數(shù)比為1∶10的升壓變壓器升壓后，經(jīng)同樣輸電導(dǎo)線輸送，再用匝數(shù)比為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,解析,答案219.6V4392W,解析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：,因理想變壓器不改變功率，即P2＝P，,U3＝U2－I2R＝2200V－22V＝2196V,用戶得到的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率減去輸電線上損失的功率，即P4＝P3＝P2－I22R＝P－I22R＝4392W.,