2014-2015学年高中物理 第二章 交变电流章末知识整合 粤教版选修

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1、【金版学案】2014-2015学年高中物理第二章交变电流章末知识整合粤教版选修3-210专题一　交变电流的“四值”应用交变电流的峰值、瞬时值、有效值、平均值称为交变电流的“四值”．下面举例说它们在不同情况下的应用1．在研究电容器的耐压值时，只能用峰值(最大值)．　一电容器两端允许加的直流电压最大值是260V，能否将它接在按正弦规律变化的交流电压为220V的电路中？解析：题中所述的220V交变电流电压是指有效值，其峰值为Um＝220V＝311V>260V，所以不能将该电容器接在按正弦规律变化的电压为220V的电路中，否则该电容器将会击穿．答案：不能2．在研究交变电

2、流某一时刻的电流、电压时，只能用瞬时值．　磁铁在电器中有广泛的应用，如发电机．如图所示，已知一台发电机转子导线框共有N匝，线框长为l1、宽为l2，转子的转动角速度为ω，磁极间的磁感应强度为B.试导出发电机的瞬时电动势e的表达式．现在知道有一种强永磁材料钕铁硼，用它制成发电机的磁极时，磁感应强度可增大到原来的k倍．如果保持发电机结构和尺寸、转子转动角速度、需产生的电动势都不变，那么这时转子上的导线框需要多少匝？解析：取轴Ox垂直于磁感应强度，线框转角为θ(如图所示10)，线框长边垂直于纸面，点A、B表示线框长边导线与纸面的交点，O点表示转轴与纸面的交点．线框长边的

3、线速度为：v＝一根长边导线产生的电动势为：Bl1sinθ一匝导线框产生的感应电动势为：e1＝Bl1l2ωsinθN匝线框所产生的电动势应为：eN＝NBl1l2ωsinωt.磁极换成钕铁硼永磁体时，设匝数为N′，有eN′＝N′kBl1l2sinωt由eN＝eN′可得N′＝.3．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，交流电表的示数也是有效值．　交流发电机电枢电阻为2Ω，感应电动势瞬时值表达式为e＝388sin100πt(V)，给电阻R＝8Ω的用电器供电，则(1)通过用电器的电流为多少？(2)电源输出功率和发电总功率为多少？(3)发电机输出端电压为多

4、少？解析：(1)感应电动势有效值E＝＝V≈274V通过用电器的电流10I＝＝A＝27.4A(2)P出＝I2R＝(27.4)2×8W＝6006.08WP总＝EI＝274×27.4W＝7507.6W(3)输出端电压U＝IR＝27.4×8V＝219.2V4．在研究交变电流的电荷量时，只能用平均值．　如图所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线圈电阻为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，求：(1)通过电阻R的电荷量q；(2)电阻R上产生的焦耳热Q.解析：(1)ΔΦ＝BS，时间Δt＝＝所以产生

5、的平均电动势为＝n＝平均电流为＝＝通过R的电荷量q＝Δt＝(2)在此过程中电阻R上的焦耳热为一个周期内产生焦耳热的Q＝I2RT＝2R＝10专题二　理想变压器1．输入功率和输出功率．理想变压器无能量损失，输入功率和输出功率相等，即P入＝P出．应注意：输入功率P入由输出功率P出决定，即输出功率增大，输入功率也随之增大，输出功率减小，输入功率也随之减小，通俗地说，就是用多少给多少，而不是给多少用多少．2．变压比：＝，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比．输入U1电压决定输出电压U2，即U2随着U1的变化而变化，因为U2＝U1，所以只要U1不变化，不论负载

6、如何变化，U2不变．3．输入电流与输出电流．如果理想变压器只有一个副线圈工作时，根据P入＝P出和＝有：U1I1＝U2I2，＝，得I1＝I2，即当线圈的结构一定时，n1、n2一定，输出电流决定输入电流．输出电流增大，输入电流也随之增大；输出电流减小，输入电流也随之减小．当变压器有多个副线圈同时输出时，同样也有输出电流决定输入电流的关系．　(多选)如右图所示是一个理想变压器，K为单刀双掷电键，P是滑动变阻器滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈上的电流强度，则(　　)A．保持U1及P的位置不变，K由a合在b时，I1将增大B．保持P的位置及U1不变，K由b

7、合在a时，R消耗的功率减小C．保持U1不变，K合在a处，使P上滑I1将增大D．保持P的位置不变，K合在a时，若U1增大，I1将增大解析：K由a合在b时，原线圈匝数减小，原、副线圈匝数比变小，保持U1不变，据＝10，U2增大，P的位置不变，变压器输出功率增大，I2增大，I1将增大，反之，K由b合在a时，R消耗的功率减小，所以A、B对．C选项中，保持U1不变，K合在a处，使P上滑，电阻R增大，I2减小，I1减小，所以C错，D选项中，保持P的位置不变，K合在a时，若U1增大，则U2增大，R消耗功率增大，I2增大，I1将增大，D对．答案：ABD►练习1．(双选)为探究理

8、想变压器原、副线圈电压、