2019高考物理一轮复习提升课件:第十章 交变电流 传感器.ppt
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新课标高考物理一轮复习第十章交变电流传感器实验11传感器的简单应用课件3 2
(2)如下图所示,当 1、2两端所加电压上升至 2 V时,控制 开关自动启动照明系统.请利用下列器材设计一个简单电 路,给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至 1.0 lx 时启动照明系统,在虚线框内完成电路原理图. (不考虑控制 开关对所设计电路的影响 )
提供的器材如下:
Байду номын сангаас
光敏电阻RP(符号
(3)完成接线后的主要实验步骤:①往保温杯里加一些热 水,待温度计稳定时读出温度计值;②调节滑动变阻器,快 速测出几组电压表和电流表的值;③重复①和②,测量不同 温度下的数据;④绘出各测量温度下的热敏电阻的伏安特性 曲线.
答案:见解析
突破考点 02
光敏电阻传感器的应用
【典例2】 为了节能和环保,一些公共场所使用光控开 关控制照明系统.光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电 阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件 (照度可以反映光的 强弱,光越强照度越大,照度单位为 lx).某光敏电阻 RP在不 同照度下的阻值如下表:
,阻值见上表 );
直流电源E(电动势3 V,内阻不计);
定值电阻:R1=10 kΩ,R2=20 kΩ,R3=40 kΩ(限选其 中之一并在图中标出 );
开关S及导线若干.
谨记 设计电路的能力 ?1?要结合题目所给条件及所给图象的数据进行分析设计 . ?2?通过分析可确定 RP应接在1、2之间. ?3?选择定值电阻,根据图线读出光照强度在 1.0 lx时的光 敏电阻的阻值,光敏电阻分压为 2 V,则串连定值电阻 R分压1 V.
温度t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 RL阻值/Ω 54.3 51.5 48.3 44.7 41.4 37.9 34.7
高三物理一轮总复习(新课标)课件:第10章交变电流传感器
年份
考题
题型
分值
主要考点
全国Ⅱ卷 第 21 题 山东卷第
2014
选择题
6分
理想变压器
17 题 广东卷第 19 题 江苏卷第 3题
选择题
6分
电能的输送
选择题
6分
电能的输送
选择题
3分
理想变压器
年份
考题
题型
分值
主要考点
浙江卷第 15 题 福建卷第
2014
选择题
6分
电能的输送
16 题 四川卷第 1题 天津卷第 7题
第十章 交变电流 传感器(选修3-2)
考点 交变电流、交变电流 的图象
要求
说明
Ⅰ
正弦交变电流的函数 表达式、峰值和有效 值 理想变压器 远距离输电 传感器的简单使用 1.不要求讨论交变电流的相位和相位差的问 题2.只限于单相理想变压器
Ⅰ Ⅱ Ⅰ
本章的重点是对交变电流产生的分析, 能写出函数表达式和画出相应的图象, 弄清交变电流的峰值,有效值和平均值 的意义,能正确运用理想变压器的规律 分析解决问题.新旧考纲对知识、内容, 要求相同,仍然不要求讨论相位变化和 相位差的问题,变压器问题分析只限于 单相理想变压器.“变压器、远距离输 电”是本章高考命题的热点.
4分
年份
考题
题型
分值
主要考点
福建卷第 15 题
理想变压器的 选择题 6分 原理和远距离 输电问题 理想变压器的 选择题 6分 规律以及电路 的动态分析 选择题 6分 交流电图象,楞 次定律
2015 安徽卷第
16 题 山东卷第 19 题
选择题
6分
电能的输送
选择题
6分
高三物理高考第一轮复习课件:交变电流的产生和描述
提示:由Φ—t图象可以看出,在磁通量为零的时刻,磁
通量的变化率最大,产生的感应电动势也最大,原因是 此时线圈的两边框垂直切割磁感线,产生的感应电动 势为最大值.
热点二 对交变电流有效值的理解 1.交变电流的“四值”的比较
物理量 瞬时值
物理 含义
重要 关系
交变电流 某一时刻 的值
e=Emsin ωt i=Imsin ωt
=0.02 s
线圈匀速转动一周,外力做功大小等于电功的大小,即
W=I2(R+r)T=( E )2(R+r)T Rr
代入数据得W=98.6 J
(4)从t=0起转过90°的过程中,Δt内流过R的电荷量 q= NΦtNBS N1 B l2 l
(Rr)t Rr Rr 代入数据得q=0.1 C.
答案 (1)adcba (2)e=314cos 100πt V
第十章 交变电流 传感器
第1课时 交变电流的产生和描述 变压器 考点自清
一、交变电流的产生和变化规律 1.交变电流
大小和 方向都随时间做 周期性 变化的电流,叫做 交变电流,简称交流(AC).
2.正弦式交变电流(如图1所示)
图1
(1)定义:按 正弦规律 变化的交变电流.
(2)产生:将闭合矩形线圈置于匀强 磁场中,并绕 垂
变化,且最大感应电动势Em=nBabω,所以感应电动势 的瞬时值表达式为e=nBabωsin ωt.
(3) En Φ t nπB2 / (a) b2nπBab
(4)i=
e
nBasbinπ
3
3nBab
Rr Rr
2(Rr)
答案 (1)自下而上 (2)e=nBabωsin ωt
(3) 2nBab
通量的变化率最大,产生的感应电动势也最大,原因是 此时线圈的两边框垂直切割磁感线,产生的感应电动 势为最大值.
热点二 对交变电流有效值的理解 1.交变电流的“四值”的比较
物理量 瞬时值
物理 含义
重要 关系
交变电流 某一时刻 的值
e=Emsin ωt i=Imsin ωt
=0.02 s
线圈匀速转动一周,外力做功大小等于电功的大小,即
W=I2(R+r)T=( E )2(R+r)T Rr
代入数据得W=98.6 J
(4)从t=0起转过90°的过程中,Δt内流过R的电荷量 q= NΦtNBS N1 B l2 l
(Rr)t Rr Rr 代入数据得q=0.1 C.
答案 (1)adcba (2)e=314cos 100πt V
第十章 交变电流 传感器
第1课时 交变电流的产生和描述 变压器 考点自清
一、交变电流的产生和变化规律 1.交变电流
大小和 方向都随时间做 周期性 变化的电流,叫做 交变电流,简称交流(AC).
2.正弦式交变电流(如图1所示)
图1
(1)定义:按 正弦规律 变化的交变电流.
(2)产生:将闭合矩形线圈置于匀强 磁场中,并绕 垂
变化,且最大感应电动势Em=nBabω,所以感应电动势 的瞬时值表达式为e=nBabωsin ωt.
(3) En Φ t nπB2 / (a) b2nπBab
(4)i=
e
nBasbinπ
3
3nBab
Rr Rr
2(Rr)
答案 (1)自下而上 (2)e=nBabωsin ωt
(3) 2nBab
高三物理一轮复习 第十章 交变电流 传感器 实验十一 传感器的简单应用课件
[题组突破] 3.(多选) (2015·聊城模拟)如图实-11-7 所示,
R1、R2 为定值电阻,L 为小灯泡,R3 为光 敏电阻,当照射光强度增大时 ( ) A.电压表的示数增大 B.R2 中电流减小 C.小灯泡的功率增大 D.电路的路端电压增大
图实-11-7
解析
4.(多选)利用光敏电阻制作的光传感器,记录了传送带上工件
图实-11-2
考查识图能力和数据处理方法
1根据R=UI 求出不同温度下热敏电阻的阻值。 2由R-t关系图线找出R与t的函数关系式。 3本实验的主要误差来源于温度计和电压表的读数。
[题组突破]
1.(2015·长春模拟)温度传感器广泛应用于家用电器中,它是
利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的。如图实
电阻的温度是
()
A.60 ℃ C.100 ℃
图实-11-3 B.80 ℃ D.120 ℃
解析
2. (2016·北京四中三模)如图实-11-4 所示,一热敏电阻 RT 放在控 温容器 M 内;A 为毫安表,量程 6 mA,内阻为数十欧姆;E 为直流电源,电动势约为 3 V,内阻很小;R 为电阻箱,最大 阻值为 999.9 Ω,S 为开关。已知 RT 在 95 ℃时的阻值为 150 Ω,在 20 ℃时的阻值约为 550 Ω。现要求在降温过程中测量 在 20~95 ℃之间的多个温度下 RT 的阻值。
解析
考点二 光敏电阻的应用
[典例 2] 为了节能和环保,一些公共场所使用光控开关 控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是 阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强 弱,光越强照度越大,照度单位为 lx)。某光敏电阻 RP 在不同 照度下的阻值如下表:
高考物理新课标大一轮复习课件:第十章 交变电流传感器 1
方向也改变一次;线圈每转动一周,感应电流的方向和感应电
动势的方向都改变两次.故正确答案为C. 答案:C
2 .风力发电机为一种新能源产品,功率为 200 W 到 15
kW.广泛应用于分散住户.若风力发电机的矩形线圈在匀强磁
场中匀速转动.当线圈通过中性面时,下列说法正确的是 ( ) A.穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势最大 B.穿过线圈的磁通量等于零,线圈中的感应电动势最大
考点内容 交变电流、交 变电流的图象 正弦交变电流 的函数表达式 、峰值和有效 值 理想变压器 远距离输电 实验:传感器 的简单使用
要求 Ⅰ
考纲解读 1.交变电流的产生及其各物理量的变化 规律,应用交流电的图象解决问题. 2.利用有效值的定义,对交变电流的有 效值进行计算. 3.理想变压器原、副线圈中电流、电压 、功率之间的关系应用,变压器动态变 化的分析方法. 4.远距离输电的原理和相关计算. 5.传感器的简单使用,能够解决与科技 、社会紧密结合的问题
在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动.能产生正弦交变电动势e
=BSωsin ωt的图是( )
解析: 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴 ( 轴在线 圈所在平面内)匀速转动.产生的正弦交变电动势为e=BSωsin ωt,由这一原理可判断,A图中感应电动势为e=BSωsin ωt;
(2)峰值:交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大 的值,也叫最大值. (3)有效值:跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做 交变电流的有效值. 对正弦交流电, 其有效值和峰值的关系为: Em Um Im E= ,U= ,I= . 2 2 2
[误的划“×”.
2.正弦交流电的产生和图象 垂直于磁场 方向的轴匀 (1)产生:在匀强磁场里,线圈绕_____________ 速转动. (2) 图象:用以描述交流电随时间变化的规律,如果线圈从 中性面位置开始计时,其图象为正弦曲线.如图(e)、(f)所示.
高考物理一轮复习 第十章 交变电流 传感器 第1讲 交变电流的产生及描述课件
2.两个特殊位置的特点
(1)线圈平面与中性面重合时,S⊥B,Φ最大,ΔΔΦt =0,
e=0,i=0,电流方向发生改变。
(2)线圈平面与中性面垂直时,S∥B,Φ=0,ΔΔΦt 最大,
e 最大,i 最大,电流方向不改变。
[典题 1] 如图(a)所示,一矩形线圈 abcd 放置在匀强磁场 中,并绕过 ab、cd 中点的轴 OO′以角速度 ω 逆时针匀速转动。 若以线圈平面与磁场夹角 θ=45°时为计时起点,如图(b)所 示,并规定当电流自 a 流向 b 时电流方向为正。则下列选项中 正确的是( )
[交变电流的图象] 4.在小型交流发电机中,矩形金属线
圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电 动势与时间呈正弦函数关系,如图所示。 此线圈与一个 R=10 Ω的电阻构成闭合电路,电路中的其他电 阻不计。下列说法正确的是( ) A.交变电流的周期为 0.125 s B.交变电流的频率为 8 Hz C.交变电流的有效值为 2 A D.交变电流的最大值为 4 A
②频率(f):交变电流在 1 s 内完成周期性变化的 次数 。单
位是赫兹(Hz)。 ③周期和频率的关系:T=1f 或 f=T1。
(2)正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计 时)
①电动势 e 随时间变化的规律:e= Emsin ωt 。其中 ω 等 于线圈转动的 角速度 ,Em= nBSω 。
考点一
正弦交变电流的产生及变 化规律断
1.正弦式交变电流的变化规律及对应图象(线圈在中性面
位置开始计时)
函数
图象
磁通量 Φ=Φm·cos ωt= BScos ωt
电动势 e=Em·sin ωt= nBSωsin ωt
电压
u=Um·sin ωt=
高考物理一轮复习(要点+命题导向+策略)第10章交变电流 传感器课件
方向一直向前,不会变向,故A选项正确.
答案:A
5.(2009·福建高考)一台小型发电机产生的
电动势随时间变化的正弦规律图象如图10甲
所示.已知发电机线圈内阻为5.0 Ω,现外
接一只电阻为95.0 Ω的灯泡,如图10乙所示,
则
()
图10
A.电压表○V的示数为220 V B.电路中的电流方向每秒钟改变50次 C.灯泡实际消耗的功率为484 W D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 24.2 J
器变压后输入电压与输出电压的频率相同,故D错
误.
图8
答案:C
4.平行板间如图8所示周期变化的电压,重
力不计的带电粒子静止在平行板中央,从t=
0时刻开始将其释放,运动过程无碰板情况,
图9中,能定性描述粒子运动的速度图象正
确的是
()
图9
解析:由F=qE=
可知带电粒子做变
速运动的加速度大小是定值.并且粒子运动
高考对传感器的要求很低,仅在实验要求中 有“传感器的简单使用”一个考点.本部分 出题的概率不大,若有考题出现,可能是传 感器与电路相联系的问题的简单考查.
交变电流的重点是:交变电流的产生及其变 化规律、表征交变电流的物理量和变压器原 理.难点是交流电有效值的意义及变压器原 理.这一章所学的交流电的知识,是前面学 过的电和磁的知识的发展和应用,并与生产 和生活有着密切的关系.与直流电相比,交 流电有许多优点,这是由交流电具有随时间 做周围性变化的特点而决定的.
•
②峰值:反映交变电流大小的变化范围,当 线圈平面与磁感线平行时线圈电动势最大, 其表达式为Em=nBSω,瞬时值与峰值的关 系为-Em≤e≤Em. ③有效值:根据电流的热效应规定,在一个 周期内,如果交变电流和恒定电流通过相同 阻值的电阻产生相同的热量,则把恒定电流 的数值称为交变电流的有效值,用大写字母 表示.在正(余)弦交变电流中,有效值和峰 值的关系为Em=
高三物理一轮复习课件:第10章 交变电流 传感器 10-1
【解析】
由交变电流的产生原理可知,甲图中的A、
C两图中线圈所在的平面为中性面,线圈在中性面时电流为 零,再经过 1/4个周期电流达到最大值,再由楞次定律判断 出电流的方向,因此图甲中 A至B图的过程电流为正且从零 逐渐增大到最大值,A对;甲图中的 C图对应的电流为零, B错;每经过中性面一次线圈中的电流方向将要改变一次, 所以一个周期以内电流方向要改变两次,所以在乙图中对应 Od段等于交变电流的一个周期,若已知 d 等于 0.02 s ,则频
I= = ,U= . (5)平均值:是交变电流e-t图象中波形与横轴所围的面 , E
积跟时间的比值,其数值可以用=
算.
计
[练一练] 1.如图所示各图线中表示交变电流的是( )
【解析】 交变电流的方向做周期性变化,只有大小 变化的电流不是交变电流. 【答案】 BCD
2.一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的电动 势 e=200 2sin 100πt(V),那么( ) A.该交变电流的频率是 100 Hz B.当 t=0 时,线圈平面恰好与中性面垂直 1 C.当 t= s 时,e 达到峰值 200 D.该交变电流的电动势的有效值为 200 2 V
由交 变 电流的 电 动势瞬 时 值表达 式 e = ω 100π nBSωsin ωt 可知,交变电流的频率 f=2π= 2π Hz=50 Hz, 选项 A 错误.在 t=0 时,电动势瞬时值为 0,线圈平面恰好 1 在中性面处,选项 B 错误.当 t=200 s 时,e 达到峰值 Em =200 2 V,选项 C 正确.该交变电流的电动势的有效值 E Em = =200 V,选项 D 错误. 2
2.两个特殊位置的特点 ΔΦ (1)线圈平面与中性面重合时,S⊥B,Φ 最大, =0,e=0,i=0,电流方向将发 Δt 生改变. ΔΦ (2)线圈平面与中性面垂直时,S∥B,Φ=0, 最大,e 最大,i 最大,电流方向不 Δt 改变.
高考物理一轮复习 主题十 交变电流 传感器 1012 变压器 远距离输电课件
[答案] B
12/13/2021
第二十八页,共五十四页。
要点二 理想变压器的动态分析 [要点深化]
常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种:匝数比不变 的情况和负载电阻不变的情况.
(1)匝数比不变的情况(如图所示)
12/13/2021
第二十九页,共五十四页。
①U1
不变,根据U1=n1,输入电压 U2 n2
12/13/2021
第五页,共五十四页。
(1)原线圈:指与交流电源连接的线圈,也叫 初级线圈. (2)副线圈:指与负载连接的线圈,也叫 次级线圈. 2.工作原理:电磁感应的 互感 现象. 3.理想变压器的基本关系式 (1)功率关系:P 入=P 出. (2)电压关系:UU12=nn12,若 n1>n2,为 降压 变压器;若 n1<n2, 为 升压 变压器.
第三十九页,共五十四Байду номын сангаас。
[解析] 在不改变触头位置时,V1 读数减小导致 V2 读数减
小,负载电阻不变,导致 I2 减小,I1 减小,A 错误;电压关系为
UU12=nn12,减小 U1 同时增大 n2 可以使得 U2 不变,I2 不变,B 正确; U1 不变,又不改变触头位置则 U2 不变,此时增加负载(即减小负
第十一页,共五十四页。
4.变压器副线圈并联更多的用电器时,原线圈输入的电流 随之减小( )
[答案] × 5.增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能 损失( ) [答案] √ 6.高压输电通过减小输电电流来减少电路的发热损耗( ) [答案] √
12/13/2021
第十二页,共五十四页。
7.在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的 电能损失越大( )
12/13/2021
第二十八页,共五十四页。
要点二 理想变压器的动态分析 [要点深化]
常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种:匝数比不变 的情况和负载电阻不变的情况.
(1)匝数比不变的情况(如图所示)
12/13/2021
第二十九页,共五十四页。
①U1
不变,根据U1=n1,输入电压 U2 n2
12/13/2021
第五页,共五十四页。
(1)原线圈:指与交流电源连接的线圈,也叫 初级线圈. (2)副线圈:指与负载连接的线圈,也叫 次级线圈. 2.工作原理:电磁感应的 互感 现象. 3.理想变压器的基本关系式 (1)功率关系:P 入=P 出. (2)电压关系:UU12=nn12,若 n1>n2,为 降压 变压器;若 n1<n2, 为 升压 变压器.
第三十九页,共五十四Байду номын сангаас。
[解析] 在不改变触头位置时,V1 读数减小导致 V2 读数减
小,负载电阻不变,导致 I2 减小,I1 减小,A 错误;电压关系为
UU12=nn12,减小 U1 同时增大 n2 可以使得 U2 不变,I2 不变,B 正确; U1 不变,又不改变触头位置则 U2 不变,此时增加负载(即减小负
第十一页,共五十四页。
4.变压器副线圈并联更多的用电器时,原线圈输入的电流 随之减小( )
[答案] × 5.增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能 损失( ) [答案] √ 6.高压输电通过减小输电电流来减少电路的发热损耗( ) [答案] √
12/13/2021
第十二页,共五十四页。
7.在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的 电能损失越大( )
【名师讲解】高三物理一轮复习:十 交变电流、传感器(36张PPT)
所以在本章的复习中要注意理解图象的意义,善于运用图
象分析解决有关的问题。高考也有把本章知识与其他章的
知识相联系的综合考查,如带电粒子在加有交变电压的平
行金属板间的运动问题就是高考的一个热点。
四、高考命题趋向
1.交变电流的知识在高考题中常以选择题的形式出现。 2.命题可能性较大的知识点有交变电流的规律,有效 值的定义和应用,变压器的电压比和电流比及输入功率 和输出功率的求解,和与交变电流的图象有关的题目。
B.e=220cos 100πt(V) C.e=314sin 100πt(V) D.e=314cos 100πt(V)
【练习3】如图a所示,一矩形线圈 abcd放置在匀强磁场中,并绕过ab、 cd中点的轴OO′以角速度逆时针匀速 转动。若以线圈平面与磁场夹角为450 时(如图b)为计时起点,并规定当电 流自a流向b时电流方向为正。则下列 四幅图中正确的是( D )
3.交变电流与电学其他知识、力学知识相联系的考查,
特别应注意带电粒子在交变电场中的运动问题。
第一节 一、知识要点
交变电流
1.交变电流的产生 (1)交变电流:大小和方向均随时间作周期性变化的电 流. 其中, 方向随时间变化是交变电流的最主要特征. (2)交变电流的产生 ①矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时, 线圈中就会产生按正弦规律变化的交变电流,这种交变电 流叫正弦式交变电流. ②中性面:垂直于磁场的平面叫中性面。线圈位于中性面 位置时,穿过线圈平面的磁通量最大,但磁通量的变化率 为零,此位置线圈中的感应电动势为零,且线圈每经过中 性面位置一次,感应电流的方向就改变一次.线圈每转一 周,两次经过中性面位置,感应电流的方向改变两次.
第十章
交变电流、传感器
高考物理一轮总复习【课件】第十章 交变电流 传感器X3-2-10-2
究
数比之间的关系.
第12页
必修1 第1章 第1讲
高考总复习·课标版·物理
2.应注意的问题
(1)对于电源,原线圈相当于用电器;对于用电器,副线
基
础 知
圈相当于电源.
识
回 顾
(2)解决变压器问题的三种切入法
①电压切入法:变压器原、副线圈的电压之比为UU12=nn12;
课 时 跟
考
点 互 动
当变压器有多个副线圈时,Un11=Un22=Un33=…
础
知 识
[答案] √
()
回
顾
2.变压器不但能改变交变电流的电压,还能改变交变电
流的频率( )
课 时
跟
考 点 互 动
[答案] ×
踪 训
练
3.理想变压器能改变交变电压、交变电流,但不改变功
探
究 率即输入功率总等于输出功率( )
[答案] √
第8页
必修1 第1章 第1讲
高考总复习·课标版·物理
4.计算输电线上损失的功率 ΔP=RU线2,U 应为输电电压
B.当滑片 c 向 a 端移动时,电流表 A1 的示数将减小,
回
顾 电压表 V 的示数不变
C.当滑片 c 向 b 端移动时,电流表 A2 的示数将变大,
课 时
跟
考 点 互 动
电压表 V 的示数也变大
踪 训
练
D.滑片 c 不动,将开关 S 由 1 掷向 2 时,三个电表 A1、
探
究 A2、V 的示数都变大
时
考 点 互 动 探
当滑片 c 不动,开关 S 由 1 掷向 2 时,原线圈匝数 n1 减少, 由 U2=nn21U1 知 U2 变大,故 A2、V 示数变大,A1 示数变大,
高考物理一轮复习 第十章 交变电流 传感器 第二节 变压器 电能的输送课件
220×0.2 44
A=1
A,C、D错误;原线圈和副线圈的匝数比nn12
=II12=51,A错误,B正确.
答案:B
2.用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电,变 压器输出电压是110 V,通过负载的电流图象如图所示,则( )
A.变压器输入功率约为3.9 W B.输出电压的最大值是110 V C.变压器原、副线圈匝数比是1 2 D.负载电流的函数表达式i=0.05sin(100πt+π2)A
第十章
交变电流 传感器
第二节 变压器 电能的输送
突破考点01 突破考点02 突破考点03
突破考点04 课时作业 高考真题
突破考点01
变压器
自主练透
1.构造和原理(如图所示)
(1)主要构造:由________、________和铁芯组成. (2)工作原理:电磁感应的________现象.
2.基本关系 (1)电压关系:UU12=________. (2)电流关系:只有一个副线圈时:II12=________. (3)功率关系:P入=________. (4)频率关系:原、副线圈中电流的频率相等.
(3)I2变化引起P2变化,根据P1=P2,可以判断P1的变化.
2.负载电阻不变的情况(如图所示)
(1)U1不变,nn12发生变化,U2变化. (2)R不变,U2变化,I2发生变化. (3)根据P2=UR22和P1=P2,可以判断P2变化时,P1发生变 化,U1不变时,I1发生变化.
【例1】 如下图所示,理想变压器输入端PQ接稳定的交流 电源,通过单刀双掷开关S可改变变压器原线圈匝数(图中电压表 及电流表皆为理想电表),则下列说法中正确的是( )
3.几种常用的变压器 (1)自耦变压器——也叫________变压器. (2)互感器 ①电压互感器,用来把高电压变成________; ②电流互感器,用来把大电流变成________.
高考物理一轮复习课件:第十章 第1讲 交变电流的产生和描述
【解析】
【答案】
AD
【即学即用】 2.(2012· 大连模拟)一个单匝矩形线框的面积为 S,在磁 感应强度为 B 的匀强磁场中,从线圈平面与磁场垂直的位置 开始计时,转速为 n 转/秒,则( )
A.线框交变电动势的最大值为 nπBS B.线框交变电动势的有效值为 2nπBS 1 C.从开始转动经过4周期,线框中的平均感应电动势为 2nBS D.感应电动势瞬时值为 e= 2nπBSsin 2nπt
【针对训练】 3.如图10-1-3所示电路中,A、B为两相同的小灯泡,L 为直流电阻为零的电感线圈,下列说法正确的是( ) A.电源为稳恒直流电源时, 灯泡A、B亮度相同 B.电源为稳恒直流电源时, 灯泡A比B亮度大 C.电源为交流电源时, 灯泡A、B亮度相同 D.电源为交流电源时, 灯泡A比B亮度大 【解析】 电感线圈有通直流,阻交流的作用,电源为稳 恒直流电源时,A、B亮度相同,选项A正确,B错误.电源 为交流电源时,A灯比B灯亮度大,选项C错误,D正确. 【答案】 AD
【解析】 (1)矩形线圈 abcd 在磁场中转动时,ab、cd 切 L2 割磁感线,且转动的半径为 r= 2 , ωL2 转动时 ab、cd 的线速度 v=ωr= 2 ,且与磁场方向的夹 角为 ωt,
所 以 , 整 个 线 圈 中 的 感 应 电 动 势 e1 = 2BL1vsin ωt = BL1L2ωsin ωt. (2)当 t=0 时,线圈平面与中性面的夹角为 φ0,则某时刻 t 时,线圈平面与中性面的夹角为(ωt+φ0) 故此时感应电动势的瞬时值 e2=2BL1vsin(ωt+φ0)=BL1L2ωsin(ωt+φ0).
个线圈中的感应电动势e1的表达式;
(2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时,如 图10-1-4丙所示,试写出t时刻整个线圈中的感应电动势 e2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
2019年高考物理大一轮复习江苏专版课件:第十章 交变电流 传感器 第2讲 精品
√C.若钳形部分铁芯没有完全闭合,测量出的电
流将小于实际电流
D.若将载流导线在铁芯上多绕几匝,钳形电流
图6
测量仪的示数将变小
解析 答案
命题点二 理想变压器动态问题分析
1.匝数比不变的情况 (1)U1不变,根据 UU12=nn12 ,输入电压U1决定输出电压 U2,不论负载电阻R如何变化,U2不变. (2)当负载电阻发生变化时,I2变化,输出电流I2决定 输入电流I1,故I1发生变化. (3)I2变化引起P2变化,P1=P2,故P1发生变化.
图2
电压互感器n1>n2:把高电压变成 低电压 ,
如图丙所示.
(2)互感器 电流互感器n1<n2:把大电流变成 小电流 ,
如图丁所示.
自测1 关于理想变压器,下列说法正确的是
√A.变压器只对变化的电流起作用,对恒定电流不起作用
B.变压器不但能改变交变电流的电压,还能改变交变电流的频率 C.正常工作的变压器,当副线圈与用电器断开时,副线圈两端无电压 D.变压器副线圈并联更多的用电器时,原线圈输入的电流随之减小
D.若环境温度升高,灯泡消耗的功率变小
图14
12345
解析 答案
4.图15为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的
原、副线圈匝数分别为n1、n2,在T的原线圈两端接入一电压u=Umsin ωt 的交流电源,若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其他因素
的影响,则输电线上损失的电功率为
4.减少输电线上电能损失的方法
(1)减小输电线的电阻R.由R=ρ
l S
知,可加大导线的横截面积 、采用_电__阻__
率小 的材料做导线.
(2)减小输电线中的电流.在输电功率一定的情况下,根据P=UI,要减小 电流,必须提高 输电电压 .
流将小于实际电流
D.若将载流导线在铁芯上多绕几匝,钳形电流
图6
测量仪的示数将变小
解析 答案
命题点二 理想变压器动态问题分析
1.匝数比不变的情况 (1)U1不变,根据 UU12=nn12 ,输入电压U1决定输出电压 U2,不论负载电阻R如何变化,U2不变. (2)当负载电阻发生变化时,I2变化,输出电流I2决定 输入电流I1,故I1发生变化. (3)I2变化引起P2变化,P1=P2,故P1发生变化.
图2
电压互感器n1>n2:把高电压变成 低电压 ,
如图丙所示.
(2)互感器 电流互感器n1<n2:把大电流变成 小电流 ,
如图丁所示.
自测1 关于理想变压器,下列说法正确的是
√A.变压器只对变化的电流起作用,对恒定电流不起作用
B.变压器不但能改变交变电流的电压,还能改变交变电流的频率 C.正常工作的变压器,当副线圈与用电器断开时,副线圈两端无电压 D.变压器副线圈并联更多的用电器时,原线圈输入的电流随之减小
D.若环境温度升高,灯泡消耗的功率变小
图14
12345
解析 答案
4.图15为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的
原、副线圈匝数分别为n1、n2,在T的原线圈两端接入一电压u=Umsin ωt 的交流电源,若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其他因素
的影响,则输电线上损失的电功率为
4.减少输电线上电能损失的方法
(1)减小输电线的电阻R.由R=ρ
l S
知,可加大导线的横截面积 、采用_电__阻__
率小 的材料做导线.
(2)减小输电线中的电流.在输电功率一定的情况下,根据P=UI,要减小 电流,必须提高 输电电压 .
高考物理大一轮复习第十章交变电流传感器本章学科素养提升课件
⑥ 利用笔记抓住老师的思路。记笔记不仅有利于理解和记忆,而且有利于抓住老师的思路。
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定值电阻R0和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的
滑片.在原线圈上加一电压为U的正弦式交变电流,则
负载增加,P出减小, I变小
A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变大
√B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变小 √C.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变大
D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变小 分析 答案
A.U=66 V,k=
B.U=22 V,k=答案 分析
√C.U=66 V,k= 1 D.U=22 V,k=
1
9
9
1
1
3
3
I
3U 3 1
U
析题破题能力的培养 含有变压器的动态电路问题的解题思路:
【例2】(多选)如图所示,理想变压器的原线
圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以
通过滑动触头Q来调节,在副线圈两端连接了
U2增加,P出增加,I 变大
编后语
老师上课都有一定的思路,抓住老师的思路就能取得良好的学习效果。在上一小节中已经提及听课中要跟随老师的思路,这里再进一步论述听课时如何 抓住老师的思路。
① 根据课堂提问抓住老师的思路。老师在讲课过程中往往会提出一些问题,有的要求回答,有的则是自问自答。一般来说,老师在课堂上提出的问 题都是学习中的关键,若能抓住老师提出的问题深入思考,就可以抓住老师的思路。
第十章 交变电流 传感器
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定值电阻R0和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的
滑片.在原线圈上加一电压为U的正弦式交变电流,则
负载增加,P出减小, I变小
A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变大
√B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变小 √C.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变大
D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变小 分析 答案
A.U=66 V,k=
B.U=22 V,k=答案 分析
√C.U=66 V,k= 1 D.U=22 V,k=
1
9
9
1
1
3
3
I
3U 3 1
U
析题破题能力的培养 含有变压器的动态电路问题的解题思路:
【例2】(多选)如图所示,理想变压器的原线
圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以
通过滑动触头Q来调节,在副线圈两端连接了
U2增加,P出增加,I 变大
编后语
老师上课都有一定的思路,抓住老师的思路就能取得良好的学习效果。在上一小节中已经提及听课中要跟随老师的思路,这里再进一步论述听课时如何 抓住老师的思路。
① 根据课堂提问抓住老师的思路。老师在讲课过程中往往会提出一些问题,有的要求回答,有的则是自问自答。一般来说,老师在课堂上提出的问 题都是学习中的关键,若能抓住老师提出的问题深入思考,就可以抓住老师的思路。
第十章 交变电流 传感器
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交变电压瞬时值表达式为 u=170sin 2πft V 将 u=85 V 代入上式得: 2πft1=π6,所以 t1=6100 s 2πft2=56π,所以 t2=1120 s Δt=t2-t1=1510 s=23×1010 s 即霓虹灯在半个周期内,有23的时间被点亮,13的时间不 发光,点亮时间为1150 s.
【答案】
2 5U
【技法攻略】 由于输入电压不变且原副线圈匝数不变, 所以 S 接通时,理想变压器副线圈 M、N 两端输出电压不变, 负载总电阻变小,由欧姆定律 I=RU总2知,流过 R 的电流增大, 电阻上的电压降 UR=IR 增大;副线圈输出电流增大,根据输 入功率等于输出功率,即 I1U1=I2U2 得原线圈输入电流 I1 也 增大.UMN 不变,UR 变大,所以 UL1 变小,流过灯泡 L1 的电 流减小.
【答案】 BD
“四值”是指交流电的最大值、瞬时值、有效值和平均值, 在实际应用中,“四值”的作用各不相同,因此在求解不 同问题时,首先要选对“四值”,才能正确解答,否则将 会徒劳无功.
频率为 50 Hz 的交变电流,其电压 u=120 2
sin ωt V,把它加在激发电压、熄灭电压均为 85 V 的霓虹灯
(2013届银川实验中学质检)如图10-4所示,理想 变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2, 输电线的等效电阻为R.开始时,开关S断开,当S接通时,以 下说法正确的是( )
A.副线圈两端M、N的输出电压减小 B.副线圈输电线等效电阻R上的电压增大 C.通过灯泡L1的电流减小 D.原线圈中的电流增大
【答案】
1 150
s
【迁移应用】 2.
图 10-3 如图 10-3 所示,边长为 a 的 n 匝正方形线圈在磁感强 度为 B 的匀强磁场中,以一条边为轴匀速转动,角速度为 ω, 转动轴与磁场方向垂直.若线圈电阻为 R,则线圈从图示位 置转动一周的过程中,线圈中产生的热量是多少?
【解析】 经分析可知,线圈在转动过程中,产生的感
电压,电压表的示数为 110 V,下列表述正确的是( )
A.电流表的示数为 2 A
B.原、副线圈匝数比为 1∶2
C.电压表的示数为电压的有效值
D.原线圈中交变电压的频率为 100 Hz
【解析】 由图(b)可知原线圈两端电压的有效值 U1= 220 V,由UU12=nn12,可得原副线圈匝数之比nn12=UU12=211200=2∶ 1,故 B 错误.电流表示数与电压表示数都为有效值,故 C 正确.电流表示数 I=UR=15150 A=2 A,故 A 正确.由图(b) 可知 T=0.02 s,所以交变电压的频率为 f=T1=0.102Hz=50 Hz,D 错误.
【答案】 AC
【迁移应用】
1.(2011·山东高考)为保证用户电压稳定在 220 V,变电 所需适时进行调压,图 10-2 甲为调压变压器示意图.保持 输入电压 u1 不变,当滑动接头 P 上下移动时可改变输出电 压.某次检测得到用户电压 u2 随时间 t 变化的曲线如图 10 -2 乙所示.以下正确的是( )
甲
乙
图 10-2
A.u2=190 2 sin (50πt) V B.u2=190 2 sin (100πt) V C.为使用户电压稳定在 220 V,应将 P 适当下移 D.为使用户电压稳定在 220 V,应将 P 适当上移
【解析】 由乙图知交变电流的周期 T=2×10-2 s,所 以 ω=2Tπ=100π,故 u2=Um sin ωt=190 2 sin (100πt) V,A 错误 B 正确.由UU12=nn12得 U2=nn21U1,欲使 U2 升高,n1 应减 小,P 应上移,C 错误 D 正确.
【答案】 BCD
电源电压为 U,原、副线圈分别接入电阻相 同的电阻 R.原、副线圈匝数比为 2∶1,求副线圈两端的电 压.(如图 10-5)
图 10-5
【技法攻略】 根据相关规律有 U=U1+I1R 由于变压器的输入功率等于输出功率,有 I1U1=UR22 则有 U=U1+I1IU1U221=U1+UU221 又根据理想变压器的电压比UU12=nn12=2∶1 则有 U=2U2+2UU222=5U2 2,故 U2=25U.
2014高考物理一轮复习ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ升课件
1.从交变电流的图象可以看出交流电的最大值、 周期及交变电流的变化规律.
2.从图象获得的信息可以帮助我们求解有效值、 书写交变电流瞬时值表达式等.
(2011·广东高考)如图 10-1(a)左侧的调压装置
可视为理想变压器,负载电路中 R=55 Ω,
为理想电
流表和电压表.若原线圈接入如图 10-1(b)所示的正弦交变
应电动势的最大值为 Em=nBa2ω,则线圈中产生的感应电流
的最大值为
Im=ERm=nBRa2ω,则电流的有效值为
I=
Im = 2
nB2aR2ω.又因为线圈转过一周所需要的时间 t=2ωπ,根据焦耳定
律,则线圈产生的热量 Q=I2Rt=n2B2Ra4ωπ.
【答案】
n2B2a4ωπ R
用“因果关系”处理变压器问题 变压器中的“因果关系”是指原、副线圈中各物理量的 制约关系.电压是原线圈决定副线圈,电流和功率是副线 圈决定原线圈.解题中应牢记制约关系,不可颠倒.
的两端,求在半个周期内霓虹灯点亮的时间.
【解析】 该交变电压的周期 T=510 s=0.02 s,电压 的最大值 Um=120 2 V=170 V=2×85 V,作交变电压 的 u-t 图象如图所示,由于加在霓虹灯两端的电压大于 85 V 时灯才发光,由图象可知在半个周期内灯管点亮的 时间是:Δt=t2-t1