資源簡介

章末核心素養提升
　　　　　　　　　　　　　　　　
一、正弦式交變電流的產生及變化規律
1.交流電產生過程中的兩個特殊位置
圖示 INCLUDEPICTURE"C264.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\同步\\高二下\\2024（春）物理 選擇性必修 第二冊 魯科版（新教材新標準）教師用書(魯瓊閩貴)\\C264.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE"C265.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\同步\\高二下\\2024（春）物理 選擇性必修 第二冊 魯科版（新教材新標準）教師用書(魯瓊閩貴)\\C265.TIF" \* MERGEFORMATINET
概念 中性面位置 與中性面垂直的位置
特點 B⊥S B∥S
Φ＝BS，最大 Φ＝0，最小
e＝n＝0，最小 e＝n＝nBSω，最大
感應電流為零，方向改變 感應電流最大，方向不變
2.正弦式交變電流的變化規律(從中性面開始，如圖)
磁通量：Φ＝Φmcos ωt；電動勢：e＝Emsin ωt；電流：i＝Imsin ωt。
例1 (多選)如圖甲為小型旋轉電樞式交流發電機的原理圖，其矩形線圈在勻強磁場中繞著垂直于磁場方向的固定軸勻速轉動。線圈的匝數n＝100匝、電阻r＝10 Ω，線圈的兩端與R＝90 Ω的電阻連接，電流表為理想電表，熔斷器電阻忽略不計。從t＝0時刻開始計時，穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間t按如圖乙所示的規律變化。下列說法正確的是(　　)
A.t＝0.01 s時，電流表示數為零
B.t＝0.01 s時，線圈中磁通量的變化率為零
C.通過熔斷器的電流為3.14 A
D.從t＝0.01 s到t＝0.02 s，通過R的電荷量為0.02 C
二、理想變壓器基本規律的應用
理想變壓器 沒有能量損失(銅損、鐵損)，沒有磁通量損失(磁通量全部集中在鐵芯中)
基本關系 功率關系 原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，P入＝P出
電壓關系 原、副線圈的電壓比等于匝數比，U1∶U2＝n1∶n2，與負載的多少無關
電流關系 只有一個副線圈時，I1∶I2＝n2∶n1；有多個副線圈時，由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn
頻率關系 f1＝f2(變壓器不改變交流電的頻率)
例2 (多選)(2023·海南卷，11)如圖是工廠利用u＝220sin 100πt V的交流電給
36 V照明燈供電的電路，變壓器原線圈匝數為1 100，下列說法正確的是(　　)
A.電源電壓有效值為220 V
B.交變電流的周期為0.02 s
C.副線圈匝數為180
D.副線圈匝數為240
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
三、理想變壓器的動態分析問題
1.理想變壓器的制約關系
制約關系 電壓 副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數比決定
功率 原線圈的輸入功率P入由副線圈的輸出功率P出決定
電流 原線圈電流I1由副線圈電流I2和匝數比決定
2.兩種情況
匝數比不變的情況 負載電阻不變的情況
INCLUDEPICTURE"C269.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\同步\\高二下\\2024（春）物理 選擇性必修 第二冊 魯科版（新教材新標準）教師用書(魯瓊閩貴)\\C269.TIF" \* MERGEFORMATINET 不變，負載R變化 INCLUDEPICTURE"C270.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\同步\\高二下\\2024（春）物理 選擇性必修 第二冊 魯科版（新教材新標準）教師用書(魯瓊閩貴)\\C270.TIF" \* MERGEFORMATINET 變化，負載R不變
(1)U1不變，根據＝，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，可以得出不論負載電阻R如何變化，U2不變(2)當負載電阻發生變化時，I2變化，根據輸出電流I2決定輸入電流I1，可以判斷I1的變化(3)I2變化引起P2變化，根據P1＝P2，可以判斷P1的變化 (1)U1不變，發生變化，U2變化(2)R不變，U2變化，I2發生變化(3)根據P2＝eq \f(U,R)和P1＝P2，可以判斷P2變化時，P1發生變化，U1不變時，I1發生變化
例3 (2023·北京卷，7)自制一個原、副線圈匝數分別為600匝和190匝的變壓器，原線圈接12 V的正弦交流電源，副線圈接額定電壓為3.8 V的小燈泡。實際測得小燈泡兩端電壓為2.5 V。下列措施有可能使小燈泡正常發光的是(　　)
A.僅增加原線圈匝數
B.僅增加副線圈匝數
C.將原、副線圈匝數都增為原來的兩倍
D將兩個3.8 V小燈泡并聯起來接入副線圈
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
四、遠距離高壓輸電
例4 (多選)(2023·天津卷，6)如圖是輸電線為用戶輸電的示意圖，電路中升壓變壓器T1和降壓變壓器T2都認為是理想變壓器，中間輸電線上的總電阻為R，下列說法正確的是(　　)
A.T1的輸出電壓與T2的輸入電壓相等
B.T1的輸出功率大于T2的輸入功率
C.若用戶接入的用電器增多，則R消耗的電功率減小
D.若用戶接入的用電器減少，則T2的輸出功率減小
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例5 (2023·山東卷，7)某節能儲能輸電網絡如圖所示，發電機的輸出電壓U1＝250 V，輸出功率500 kW。降壓變壓器的匝數比n3∶n4＝50∶1，輸電線總電阻R＝62.5 Ω，其余線路電阻不計，用戶端電壓U4＝220 V，功率88 kW，所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是(　　)
A.發電機的輸出電流為368 A
B.輸電線上損失的功率為4.8 kW
C.輸送給儲能站的功率為408 kW
D.升壓變壓器的匝數比n1∶n2＝1∶44
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
章末核心素養提升
知識網絡構建
Emsin ωt　nBSω　n　　　I2R＝R　IR＝R
核心素養提升
例1 BD　[電流表測的是電流的有效值，發電機工作過程中，任何時間下電流表的示數均為其產生電流的有效值，故A錯誤；在Φt圖像中，圖線的斜率表示磁通量的變化率，而根據圖乙可知，t＝0.01 s時，Φt圖像的斜率為零，即線圈中磁通量的變化率為零，故B正確；根據圖乙可知，t＝0時，線圈中磁通量最大，即線圈此時處于中性面位置處，因此線圈轉動過程中產生的是正弦式交流電，其電動勢的最大值為Em＝nBSω＝nΦm＝100×1×10－2× V＝100π V，其有效值為E＝＝50π V，根據閉合電路歐姆定律可得其電流的有效值為I＝＝π A，故C錯誤；根據q＝Δt＝Δt＝n·Δt＝n，從t＝0.01 s到t＝0.02 s，其磁通量的變化量ΔΦ＝2×10－2Wb，則可得從t＝0.01 s到t＝0.02 s，通過R的電荷量為q＝n＝0.02 C，故D正確。]
例2 BC　[由交變電流的表達式可知，該交變電流有效值為220 V，A錯誤；交變電流的周期T＝＝0.02 s，B正確；根據理想變壓器的變壓規律＝，得n2＝n1＝＝180，C正確，D錯誤。]
例3 B　[由＝知，僅增加原線圈匝數n1，副線圈的輸出電壓U2減小，不能使小燈泡正常發光，故A錯誤；若僅增加副線圈匝數n2，副線圈的輸出電壓U2增大，有可能使小燈泡正常發光，故B正確；若將原、副線圈匝數都增為原來的兩倍，由于原線圈的電壓不變，則副線圈的輸出電壓U2不變，也不能使小燈泡正常發光，故C錯誤；將兩個3.8 V小燈泡并聯，但由于原線圈的電壓不變，則副線圈的輸出電壓U2不變，也不能使小燈泡正常發光，故D錯誤。]
例4 BD　[設輸電線中的電流為I2，T1的輸出電壓與T2的輸入電壓分別為U2、U3，則有U2＝I2R＋U3，即T1的輸出電壓大于T2的輸入電壓，A錯誤；T1的輸出功率為P2＝U2I2，輸電線上損耗的功率為ΔP＝IR，T2的輸入功率為P3＝U3I2，則P2＝ΔP＋P3，即T1的輸出功率大于T2的輸入功率，B正確；若用戶接入電路的用電器增多，則T2副線圈中的電流增大，由變壓器的工作原理可知，T2原線圈中的電流增大，即輸電線上的電流增大，輸電線上損耗的功率增大，即R消耗的電功率增大，C錯誤；若用戶接入電路的用電器減少，則用電器消耗的功率減小，即T2的輸出功率減小，D正確。]
例5 C　[由P＝UI得發電機的輸出電流I1＝＝2×103 A，A錯誤；用戶端電流I4＝＝ A＝400 A，由＝＝，解得I3＝8 A，U3＝11 000 V，則輸電線上損失的功率為ΔP損＝IR＝4 kW，B錯誤；U2＝U3＋I3R＝11 500 V，根據理想變壓器無功率損失，有P＝U2I3＋P儲，代入數據有P儲＝408 kW，C正確；根據＝，解得＝，D錯誤。](共21張PPT)
章末核心素養提升
第3章 交變電流與遠距離輸電
目 錄
CONTENTS
知識網絡構建
01
核心素養提升
02
知識網絡構建
1
核心素養提升
2
一、正弦式交變電流的產生及變化規律
1.交流電產生過程中的兩個特殊位置
圖示
概念 中性面位置 與中性面垂直的位置
2.正弦式交變電流的變化規律(從中性面開始，如圖)
磁通量：Φ＝Φmcos ωt；電動勢：e＝Emsin ωt；電流：i＝Imsin ωt。
BD
例1 (多選)如圖甲為小型旋轉電樞式交流發電機的原理圖，其矩形線圈在勻強磁場中繞著垂直于磁場方向的固定軸勻速轉動。線圈的匝數n＝100匝、電阻r＝10 Ω，線圈的兩端與R＝90 Ω的電阻連接，電流表為理想電表，熔斷器電阻忽略不計。從t＝0時刻開始計時，穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間t按如圖乙所示的規律變化。下列說法正確的是(　　)
A.t＝0.01 s時，電流表示數為零
B.t＝0.01 s時，線圈中磁通量的變化率為零
C.通過熔斷器的電流為3.14 A
D.從t＝0.01 s到t＝0.02 s，通過R的電荷量為0.02 C
二、理想變壓器基本規律的應用
理想變壓器 沒有能量損失(銅損、鐵損)，沒有磁通量損失(磁通量全部集中在鐵芯中)
基本關系 功率關系 原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，P入＝P出
電壓關系 原、副線圈的電壓比等于匝數比，U1∶U2＝n1∶n2，與負載的多少無關
電流關系 只有一個副線圈時，I1∶I2＝n2∶n1；有多個副線圈時，由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn
頻率關系 f1＝f2(變壓器不改變交流電的頻率)
BC
三、理想變壓器的動態分析問題
1.理想變壓器的制約關系
制約關系 電壓 副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數比決定
功率 原線圈的輸入功率P入由副線圈的輸出功率P出決定
電流 原線圈電流I1由副線圈電流I2和匝數比決定
2.兩種情況
B
例3 (2023·北京卷，7)自制一個原、副線圈匝數分別為600匝和190匝的變壓器，原線圈接12 V的正弦交流電源，副線圈接額定電壓為3.8 V的小燈泡。實際測得小燈泡兩端電壓為2.5 V。下列措施有可能使小燈泡正常發光的是(　　)
A.僅增加原線圈匝數
B.僅增加副線圈匝數
C.將原、副線圈匝數都增為原來的兩倍
D將兩個3.8 V小燈泡并聯起來接入副線圈
BD
四、遠距離高壓輸電
例4 (多選)(2023·天津卷，6)如圖是輸電線為用戶輸電的示意圖，電路中升壓變壓器T1和降壓變壓器T2都認為是理想變壓器，中間輸電線上的總電阻為R，下列說法正確的是(　　)
A.T1的輸出電壓與T2的輸入電壓相等
B.T1的輸出功率大于T2的輸入功率
C.若用戶接入的用電器增多，則R消耗的電功
率減小
D.若用戶接入的用電器減少，則T2的輸出功率減小
C
例5 (2023·山東卷，7)某節能儲能輸電網絡如圖所示，發電機的輸出電壓U1＝250 V，輸出功率500 kW。降壓變壓器的匝數比n3∶n4＝50∶1，輸電線總電阻R＝62.5 Ω，其余線路電阻不計，用戶端電壓U4＝220 V，功率88 kW，所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是(　　)
A.發電機的輸出電流為368 A
B.輸電線上損失的功率為4.8 kW
C.輸送給儲能站的功率為408 kW
D.升壓變壓器的匝數比n1∶n2＝1∶44

展開更多......

收起↑