2018-2019学年高中物理 第二章 交变电流章末复习课学案 粤教版选修3-2

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1、第二章交变电流章末复习课【知识体系】交变电流[答案填写]　①T＝　②Em＝nBSω　③E＝　④e＝Emsinωt　⑤＝n　⑥＝　⑦＝　⑧P1＝P2⑨P耗＝IR线　⑩U耗＝I线R线主题1　交变电流的“四值”应用1．瞬时值．(1)当线圈平面与中性面重合(B⊥S)时，线圈中感应电动势为零，若从此位置开始计时，则瞬时值表达式为e＝Emsinωt＝nBSωsinωt，i＝Imsinωt＝sinωt.(2)当线圈平面与中性面垂直(B∥S)时，线圈中感应电动势最大；若从此位置开始计时，则瞬时值表达式应为e＝Emcosωt＝nBSωcosωt，i＝Imcosωt＝c

2、osωt.2．最大值．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴旋转所产生的交变电流的电动势，其最大值Em＝nBSω.其中n表示线圈匝数，S表示线圈面积，与线圈转动时转轴的位置无关，与线圈的形状无关．在考虑电容器的耐压值时，应采用交流电的最大值．3．有效值．正弦式交流电的有效值大小为E＝，I＝.其他交变电流的有效值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，要用有效值；没有特殊说明时，交流电的电流、电压、电动势均指有效值，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．4．平均值．平均值需用进行计算，求一段时间内通过导

3、体横截面的电荷量时要用平均值，q＝t.【典例1】　如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5T，边长L＝10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度为ω＝2πrad/s，外电路电阻R＝4Ω，求：(1)转动过程中感应电动势的最大值；(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°时的瞬时感应电动势；(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势；(4)交流电压表的示数；(5)转动一周外力做的功；(6)周期内通过R的电荷量．解析：(1)感应电动势的最大值Em＝NBSΩ＝100×0.5

4、×0.12×2πV＝3.14V.(2)转过60°时的瞬时感应电动势：e＝Emcos60°＝3.14×0.5V＝1.57V.(3)通过60°角过程中产生的平均感应电动势：E＝V≈2.6V.(4)电压表示数为外电路电压的有效值：U＝·R＝×V＝1.78V.(5)转动一周外力所做的功等于电流产生的热量：W＝Q＝·t＝0.99J.(6)周期内通过电阻R的电荷量：·Δt＝·Δt＝＝＝0.0866C.答案：(1)3.14V　(2)1.57V　(3)2.6V　(4)1.78V　(5)0.99J　(6)0.0866C针对训练1．(2014·天津卷)(多选)如图1所示

5、，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a、b所示，则(　　)图1　　　　图2　　　　A．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3C．曲线a表示的交变电动势频率为25HzD．曲线b表示的交变电动势有效值为10V解析：线圈位于中性面时，磁通量最大，电动势为零，所以选项A正确；转速之比等于周期的反比，故该比值为3∶2，故选项B错误；频率为周期的倒数，即f＝，a的周期为0.04s，频率为25Hz，所以选项C正确；正弦交流电动势的有效值为E＝＝，已知E

6、a＝V，且ωb＝ωa，故可知Eb＝×V＝V，所以选项D错误．答案：AC主题2　理想变压器的分析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．当变压器只有一个副线圈时，P1＝P2；当变压器有多个副线圈时，P1＝P2＋P3＋…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．输入电压和输出电压．变压器原、副线圈的电压之比为＝；当变压器有多个副线圈时＝＝＝…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

7、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和匝数比不变化，不论负载如何变化，U2不变．3．输入电流与输出电流．由I＝知，当变压器只有一个副线圈时：＝.有多个副线圈时n1I1＝n2I2＋n3I3＋…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．【典例2】　如图所示的电路中，理想变压器的两端共接有三个规格完全相同的灯泡，变压器输入端接交变电压U0，在开关S闭合的情况下，三个

8、灯泡的亮度相同．如果将开关S断开，灯泡都不会损坏时，将要发生的现象是(　　)A．灯泡L1比S闭合时暗一些B．