2019-2020学年高中物理第5章交变电流章末复习方案5课件 人教版选修3-2

2019-2020学年高中物理第5章交变电流章末复习方案5课件 人教版选修3-2

章末复习方案 章末 · 核心归纳 考点分布 考点频次 命题趋势 1. 交变电流的产生和描述 ★★★ 5 年 13 考 [ 内容特点 ] 交变电流的产生 ， 交流电的图象，交流电的 “ 四值 ” ，变压器的电流、电压和功率的关系；远距离输电模型以及远距离输电过程中升、降压变压器的匝数比以及输电线路能耗问题 [ 题型形式 ] 考题贴近生活 ， 与生产实际联系紧密．题目多以发电机为载体，考查交流电的产生及描述，综合变压器以及远距离输电等多个考点，多以选择题形式出现，题目难度中等 2. 变压器的原理及电路分析 ★★★★★ 5 年 21 考 3. 远距离输电问题 ★★★ 5 年 11 考 章末 · 考法整合 考法一　交变电流的产生与描述 答案 　 CD 　 答案　 D 　 【真题 3 】　 如图甲所示是交流发电机模型示意图．在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有一矩形线圈 abcd 可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴 OO ′ 转动，由线圈引出的导线 ae 和 df 分别与两个跟线圈一起绕 OO ′ 转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻 R 形成闭合电路． 如图乙所示是线圈的主视图，导线 ab 和 cd 分别用它们的横截面来表示．已知 ab 长度为 L 1 ， bc 长度为 L 2 ，线圈以恒定角速度 ω 逆时针转动． ( 只考虑单匝线圈 ) (1) 线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导 t 时刻整个线圈中的感应电动势 e 1 的表达式； (2) 线圈平面处于与中性面成 φ 0 夹角位置时开始计时，如图丙所示，试写出 t 时刻整个线圈中的感应电动势 e 2 的表达式； (3) 若线圈电阻为 r ，求线圈每转动一周电阻 R 上产生的焦耳热． ( 其他电阻均不计 ) 考法二　理想变压器及其原、副线圈基本量的关系 理想变压器 ① 没有能量损失 ( 铜损、铁损 ) 　 ② 没有磁通量损失 ( 磁通量全部集中在铁芯中 ) 基 本 关 系 功率关系 P 入 ＝ P 出 电压关系 原、副线圈的电压比等于匝数比 ， 与负载情况、副线圈个数的多少无关 电流关系 只有一个副线圈时 ， 电流和匝数成反比；有多个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确定电流关系 频率关系 原、副线圈中电流的频率相等 制约 关系 电压 副线圈电压 U 2 由原线圈电压 U 1 和匝数比决定 功率 原线圈的输入功率 P 1 由副线圈的输出功率 P 2 决定 电流 原线圈电流 I 1 由副线圈电流 I 2 和匝数比决定 【真题 4 】 如图所示电路中，变压器为理想变压器， a 、 b 接在电压有效值不变的交流电源两端， R 0 为定值电阻， R 为滑动变阻器．现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表 A 1 的示数增大了 0.2 A ，电流表 A 2 的示数增大了 0.8 A ，则下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．电压表 V 1 示数增大 B ．电压表 V 2 、 V 3 示数均增大 C ．该变压器起升压作用 D ．变阻器滑片是沿 c → d 的方向滑动 答案　 D 　 解析　 由于变压器原线圈的电压不变，因此电压表 V 1 、 V 2 的读数均不变，选项 A 、 B 错误；由电流与匝数成反比，该变压器起降压作用，选项 C 错误；由于副线圈的电压不变，电流表 A 2 的示数增大，根据欧姆定律可知负载的电阻变小，所以滑动变阻器连入电路的阻值变小，选项 D 正确． 【真题 5 】 ( 多选 ) 如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡 a 和 b. 当输入电压 U 为灯泡额定电压的 10 倍时，两灯均能正常发光，下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．原、副线圈匝数比为 9∶1 B ．原、副线圈匝数比为 1∶9 C ．此时 a 和 b 的电功率之比为 9∶1 D ．此时 a 和 b 的电功率之比为 1∶9 答案 　 AD 　 解析　 由题意知 U ＝ 10 U 灯 ， a 、 b 均正常发光，则变压器输入电压 U 1 ＝ 9 U 灯 ，而输出电压 U 2 ＝ U 灯 ，所以原、副线圈匝数比 n 1 ∶ n 2 ＝ U 1 ∶ U 2 ＝ 9 ∶ 1 ；而 I 1 ∶ I 2 ＝ n 2 ∶ n 1 ＝ 1 ∶ 9 ，所以两灯功率之比 P a ∶ P b ＝ U 灯 I 1 ∶ U 灯 I 2 ＝ 1 ∶ 9 ，选项 A 、 D 正确． 【真题 6 】 一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻 R 1 、 R 2 和 R 3 的阻值分别为 3 Ω ， 1 Ω 和 4 Ω ， A 为理想交流电流表， U 为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定．当开关 S 断开时，电流表的示数为 I ；当 S 闭合时，电流表的示数为 4 I . 该变压器原、副线圈匝数比为 ( 　　 ) A ． 2 B ． 3 C ． 4 D ． 5 答案　 B 　 解析　 设原、副线圈匝数比为 n ，根据能量守恒，当 S 断开时， UI ＝ I 2 R 1 ＋ ( nI ) 2 ( R 2 ＋ R 3 ) ；当 S 闭合时， 4 UI ＝ (4 I ) 2 R 1 ＋ (4 nI ) 2 R 2 ，联立解得 n ＝ 3 ，选项 B 正确． 答案　 B 　 【真题 8 】 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， R 1 消耗的电功率变大 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 A 1 示数变大 D ．若闭合开关 S ，则电流表 A 1 示数变大、 A 2 示数变大 答案　 B 　 解析　 由于原、副线圈两端电压不变，当滑动变阻器滑动触头 P 向上滑动时，连入电路的电阻变大，所在电路总电阻变大，副线圈中电流减小， R 1 中电流减小， R 1 消耗的功率减小，选项 A 错误； R 1 中电流减小，则 R 1 两端电压减小，而副线圈两端电压不变，所以滑动变阻器两端电压增大，电压表示数变大，选项 B 正确； 副线圈中电流减小，原线圈中电流随之减小，电流表 A 1 示数变小，选项 C 错误；若闭合开关 S ，负载电路的总电阻减小，副线圈中电流增大， R 1 中电流增大，则 R 1 两端电压升高， R 2 两端电压减小，电流表 A 2 示数变小，选项 D 错误． 考法三　远距离输电问题 2 ． 理清三个回路 回路 1 ：发电机回路．该电路中，通过线圈 1 的电流 I 1 等于发电机中的电流 I 机 ；线圈 1 两端的电压 U 1 等于发电机的路端电压 U 机 ；线圈 1 输入的电功率 P 1 等于发电机输出的电功率 P 机． 回路 2 ：输送电路． I 2 ＝ I 3 ＝ I R ， U 2 ＝ U 3 ＋ U R ， P 2 ＝ P R ＋ P 3 . 回路 3 ：输出电路． I 4 ＝ I 用 ， U 4 ＝ U 用 ， P 4 ＝ P 用． 【真题 9 】 如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是 U ，用等效总电阻是 r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是 I 1 ，输电线末端间的电压为 U 1 . 在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为 I 2 . 则 ( 　　 ) 答案　 A 　 【真题 10 】 如图所示为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数 n 1 ＝ n 4 ＜ n 2 ＝ n 3 ，四根模拟输电线的电阻 R 1 、 R 2 、 R 3 、 R 4 的阻值均为 R ， A 1 、 A 2 为相同的理想交流电流表， L 1 、 L 2 为相同的小灯泡，灯丝电阻 R L ＞ 2 R ，忽略灯丝电阻随温度的变化．当 A 、 B 端接入低压交流电源时 ( 　　 ) A ． A 1 、 A 2 两表的示数相同 B ． L 1 、 L 2 两灯泡的亮度相同 C ． R 1 消耗的功率大于 R 3 消耗的功率 D ． R 2 两端的电压小于 R 4 两端的电压 答案　 D 　 解析　 远距离输电过程中，应用高压输电能够减小输电线上的功率损失，则 R 1 上消耗的功率小于 R 3 上消耗的功率，选项 C 错误；比较两个不同输电回路，输电线电阻相同，由 P 损 ＝ I 2 · 2 R 可知， A 1 示数小于 A 2 示数，选项 A 错误；根据欧姆定律可知， R 2 两端电压小于 R 4 两端电压，选项 D 正确；由于输电线上损失的电压不同，故两灯泡两端电压不同，亮度不同，选项 B 错误．