- 2021-05-31 发布 |
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文档介绍
【物理】2020届一轮复习人教版第十一章交变电流传感器学案
章末总结 提高 知 识 网 络 【p207】 解题思路与方法 【p207】 1.正弦交变电流的产生及变化规律:要从电磁感应现象这一本质认识正弦交变电流的产生及变化规 律;要从其推导过程来理解瞬时值表达式中各物理量的含义及特点. 一线圈在磁场中转动切割磁感线,为方便写出瞬时值表达式.画一沿轴线方向的平面图,非常有利于 解决问题. 2.正弦交变电流的描述: (1)利用图象反映正弦交变电流的变化特征,既要准确认识图象,从中找出需要的物理量,又要把图 象和对应的模型状态结合起来. (2)交变电流的“四值”:交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的——等效思想,除正弦交 变电流的有效值为最大值的 1 2 倍外,其他交变电流的有效值只能根据热效应求解.“四值”用法要区分: 瞬时值——某时刻值;最大值——极值、临界问题;有效值——电热、电功等问题;平均值——平均电流、 感应电荷量等问题. 3.理想变压器:变压器的基本原理仍是电磁感应现象.要深刻理解理想变压器中的三个基本关系, 并能在涉及变压器电路的有关问题中灵活应用;而对动态分析问题更要抓住原线圈参量(U1、I1、P1)与副线 圈参量(U2、I2、P2)之间的约束关系,以别于一般电路的动态分析. 4.在利用变压器进行远距离输电时,应抓住两个关系: (1)输电过程的电压关系: U 出升压变压器副线圈电压=U 损输电线损失电压+U 用降压变压器原线圈电压 (2)输电过程的功率关系: P 出=P 损+P 用 P 损=I2I=P 出 U 出 R 线 P 损=U2 损 R 线 体 验 高 考 【p207】 1.(2018·全国卷Ⅲ)一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为 Q 方;若该电阻接到正 弦交流电源上,在一个周期内产生的热量为 Q 正.该电阻上电压的峰值均为 u0,周期均为 T,如图所示.则 Q 方∶Q 正等于( ) A.1∶ 2 B. 2∶1 C.1∶2 D.2∶1 【解析】根据题述,正弦交变电流的电压有效值为 u0 2 ,而方波交流电的有效值为 u0,根据焦耳定律和 欧姆定律,Q=I2RT=U2 R T,可知在一个周期 T 内产生的热量与电压有效值的二次方成正比,Q 方∶Q 正=u2 0∶ ( u0 2 )2=2∶1,选项 D 正确. 【答案】D 2.(2018·天津卷)教学用发电机能够产生正弦式交变电流.利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变 压器向定值电阻 R 供电,电路如图所示,理想交流电流表 A、理想交流电压表 V 的读数分别为 I、U,R 消 耗的功率为 P.若发电机线圈的转速变为原来的1 2 ,则( ) A.R 消耗的功率变为 1 2 P B.电压表 V 的读数变为 1 2 U C.电流表 A 的读数变为 2I D.通过 R 的交变电流频率不变 【解析】根据ω=2πn 可知转速变为原来的1 2 ,则角速度变为原来的1 2 ,根据 Em=nBSω可知电动机产 生的最大电动势为原来的1 2 ,根据 U= Em 2 可知发电机的输出电压有效值变为原来的1 2 ,即原线圈的输出电压 变为原来的1 2 ,根据n1 n2 =U1 U2 可知副线圈的输入电压变为原来的1 2 ,即电压表示数变为原来的1 2 ,根据 P=U2 R 可 知 R 消耗的电功率变为 1 4 P,A 错误,B 正确;副线圈中的电流为 I2= 1 2 U R ,即变为原来的1 2 ,根据n1 n2 =I2 I1 可知 原线圈中的电流也变为原来的1 2 ,C 错误;转速减小为原来的1 2 ,则频率变为原来的1 2 ,D 错误. 【答案】B 3.(2018·江苏卷)采用 220 kV 高压向远方的城市输电.当输送功率一定时,为使输电线上损耗的功 率减小为原来的1 4 ,输电电压应变为( ) A.55 kV B.110 kV C.440 kV D.880 kV 【解析】当输电功率 P=UI,U 为输电电压,I 为输电线路中的电流,输电线路损失的功率为 P 损=I2R, R 为输电线路的电阻,即 P 损=(P U )2R.当输电功率一定时,输电线路损失的功率为原来的1 4 ,则输电电压为 原来的 2 倍,即 440 kV,故选项 C 正确. 【答案】C 4.(多选)(2018·天津)在匀强磁场中,一个 100 匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴 匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化.设线圈总电阻为 2 Ω,则( ) A.t=0 时,线圈平面平行于磁感线 B.t=1 s 时,线圈中的电流改变方向 C.t=1.5 s 时,线圈中的感应电动势最大 D.一个周期内,线圈产生的热量为 8π2 J 【解析】t=0 时,磁通量为零,线圈平面平行于磁感线,故 A 正确;每经过一次中性面(线圈平面垂 直于磁感线,磁通量有最大值)电流的方向改变一次,t=1 s 时,磁通量为零,线圈平面平行于磁感线, 故 B 错误;t=1.5 s 时,磁通量有最大值,但磁通量的变化率为零 ΔΦ Δt =0 ,根据法拉第电磁感应定律 可知线圈中的感应电动势为零,故 C 错误;感应电动势最大值 Em=NBSω=N·Φm·2π T =4π V,有效值 E = Em 2 =2 2π V,一个周期内线圈产生的热量 Q=E2 R ·T=8π2 J,故 D 正确. 【答案】AD 5.(2018·北京)如图所示,理想变压器的原线圈接在 u=220 2sin 100πt(V)的交流电源上,副线圈 接有 R=55 Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为 2∶1,电流表、电压表均为理想电表.下列说法正确 的是( ) A.原线圈的输入功率为 220 2 W B.电流表的读数为 1 A C.电压表的读数为 110 2 V D.副线圈输出交流电的周期为 50 s 【解析】电表的读数均为有效值,原线圈两端电压有效值为 220 V,由理想变压器原、副线圈两端电 压与线圈匝数成正比,可知副线圈两端电压有效值为 110 V,C 错误;流过电阻 R 的电流为 2 A,可知负载 消耗的功率为 220 W,根据能量守恒可知,原线圈的输入功率为 220 W,A 错误;由 P=UI 可知,电流表的 读数为 1 A,B 正确,由交变电压瞬时值表达式可知,ω=100π rad/s,周期 T=0.02 s,D 错误. 【答案】B 6.(多选)(2018·海南)如图,电阻 R、电容 C 和电感 L 并联后,接入输出电压有效值恒定、频率可调 的交流电源.当电路中交流电的频率为 f 时,通过 R、C 和 L 的电流有效值恰好相等.若将频率降低为 1 2 f, 分别用 I1、I2 和 I3 表示此时通过 R、C 和 L 的电流有效值,则( ) A.I1>I3 B.I1>I2 C.I3>I2 D.I2=I3 【解析】XL=2πfL,f↓,XL↓;XC= 1 2πfC ,f↓,XC↑,R 不随 f 的变化而变化,故 I1 不变,I2 减小, I3 增大,故选 B、C. 【答案】BC 7.(多选)(2018·江苏)某音响电路的简化电路图如图所示,输入信号既有高频成分,也有低频成分, 则( ) A.电感 L1 的作用是通高频 B.电容 C2 的作用是通高频 C.扬声器甲用于输出高频成分 D.扬声器乙用于输出高频成分 【解析】电感线圈对交流电的阻碍作用由感抗描述,XL=2πfL,频率越高阻碍作用越大,对输入端的 高频和低频交流信号的作用是通低频阻高频,所以 A 错误;电容对交流电的阻碍作用 XC= 1 2πfC ,频率越 高阻碍作用越小,所以是通高频阻低频,故 B、D 正确;C 错误. 【答案】BD 8.(2018·天津)如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表.下列说 法正确的是( ) A.当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时,R1 消耗的功率变大 B.当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时,电压表 V 示数变大 C.当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时,电流表 A1 示数变大 D.若闭合开关 S,则电流表 A1 示数变大,A2 示数变大 【解析】当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻 R 变大,则副线圈所在 电路的总电阻 R 总变大,因原、副线圈两端的电压 U1、U2 不变,则通过 R1 的电流 I2= U2 R 总 变小,R1 消耗的功 率 PR1=I2 2R1 变小,选项 A 错误;R1 两端的电压 UR1=I2R1 变小,则电压表 V 的示数 UV=U2-UR1 变大,选项 B 正确;因通过原、副线圈的电流关系I1 I2 =n2 n1 ,I2 变小,则 I1 变小,即电流表 A1 的示数变小,选项 C 错误; 若闭合开关 S,则副线圈所在电路的总电阻 R 总′变小,通过副线圈的电流 I2′= U2 R 总′ 变大,则通过原线 圈的电流 I1′变大,电流表 A1 的示数变大,R1 两端的电压 UR1′=I2′R1 变大,则 R2 两端的电压 UR2′=U2 -UR1′变小,电流表 A2 的示数变小,选项 D 错误. 【答案】B查看更多