最新人教版物理选修32全册精品课件第五章第三节汇总
人教版高中物理选修3-2课件2-第5章件2-第5章第4节7646
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第五章 交变电流
有的同学误认为通过原、副线圈电流与该线圈匝数 一定总成反比．
辨析：只有当有一个副线圈时，II12＝nn21才成立．当有两 个副线圈时，通过原、副线圈的电流与该线圈的匝数不再成 反比．
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第五章 交变电流
3．输入、输出的制约关系 (1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一 定时，输出电压U2由输入电压U1决定，即U2＝n2U1/n1. (2)电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一 定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中 的输出电流I2决定，即I1＝n2I2/n1.
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第五章 交变电流
有的同学误认为原、副线圈匝数一定，原线圈两端 电压一定，则通过原线圈电流一定．
辨析：原线圈不是纯电阻电路，I＝UR不成立，确定 I1 变化应由 I1n1＝I2n2 确定．
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第五章 交变电流
线圈串、并联的分析和计算方法 对于线圈的串、并联，与电阻的串、 并联相类似，一方面要判断两线 圈接头的连接关系，另一方面还要 判断两线圈的绕向关系． 判断方法：可假定某时刻一线圈中有某一流向的电 流，如图中两线圈，将b、c相连，a、d作为输出端，假 设电流从a端流入，则两线圈电流反向，故两线圈磁通量 相抵消，其匝数为两线圈匝数差．
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第五章 交变电流
(4)对理想变压器进行动态分析的两种常见情况 ①原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电 阻变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是 R→I2→P2→P1→I1. ②负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而 变 化 的 情 况 ， 进 行 动 态 分 析 的 顺 序 是 n1 、 n2→U2→I2→P2→P1→I1.
2021人教版物理选修3-2同步课件：第五章
01题型1ꢀ交变电流的产生及判断1．[陕西西安长安区一中2018高二上期末](多选)下列各图中(A、B、C选项中的虚线为转轴；D选项中O 点为固定点，线圈在纸面内绕O点转动)，线圈中能产生交流电的是(ꢀꢀ)AC解析A、C选项中线圈绕转轴转动时，磁通量发生变化，能产生交变电流，故A、C正确．2．在下列几种电流的波形图中，不能表示交变电流的是(ꢀꢀ)ꢀA解析A图中的电流均为正值，说明电流的方向不随时间变化，则此电流不是交变电流，故A正确．B、C、D图中电流的方向都随时间做周期性变化，都是交变电流，故B、C、D错误．题型2ꢀ对中性面的理解3．[广西河池高级中学2018高二上期末]一个闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生的感应电流如图所示．下列判断正确的是(ꢀꢀ)AA．t＝0.01ꢀs时刻，线圈平面处于中性面位置B．t＝0.02ꢀs时刻，线圈平面与磁感线平行C．该交变电流的频率为100ꢀHzD．1ꢀs内电流的方向变化50次解析由图像知t＝0.01ꢀs和t＝0.02ꢀs时，电动势为零，线圈平面与磁场方向垂直，线圈平面处于中性面位置，A正确，B错误；由图像知该交变电流的周期T＝0.02ꢀs，所以频率f＝50ꢀHz，C错误；一个周期内电流方向变化两次，1ꢀs内电流的方向变化100次，D错误．4．[重庆市巴蜀中学2018高二上期末]如图所示，一个N匝矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动，线圈产生的电动势的最大值为E m，从线圈平面与磁感线平行时开始计时，则(ꢀꢀ)CA．线圈电动势的表达式为e＝E m sinꢀωt(V)B．在ꢀꢀ这段时间内，线圈中的感应电流先减小后增大C．穿过线圈的磁通量的最大值为D．在ꢀ解析ꢀ这段时间内，穿过线圈的磁通量一直减小从线圈平面与磁感线平行时开始计时，线圈电动势的表达式为e＝E m cosꢀωt(V)，故A项错误；在时间内，即这段时间内线圈中的感应电流逐渐减小，故B项错误；线圈产生的电动势的最大值Em ＝NBSω，则穿过线圈的磁通量的最大值ꢀꢀ，故C项正确；在时间内，即ꢀ时间内，线圈时间内，线圈从线圈平面与磁感线平行转动到线圈平面与磁感线垂直，从线圈平面与磁感线平行转动到线圈平面与磁感线垂直，这段时间内穿过线圈的磁通量一直增大，故D项错误．题型3ꢀ线圈转动过程中的平均电动势和瞬时电动势5．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50ꢀV，那么该线圈由图示位置(线圈平面与磁场方向平行)转过30°，线圈中的感应电动势大小为(ꢀꢀ)CA．50ꢀVꢀꢀB．25ꢀVꢀꢀC．25ꢀꢀꢀꢀꢀVꢀꢀD．10ꢀV解析线圈绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，从垂直中性面的位置开始计时，感应电动势的瞬时值为e＝E m cosꢀθ，故当θ＝30°时，感应电动势的瞬时值为ꢀ，故选C．6．在磁感应强度为1ꢀT的匀强磁场中有一匝数为10匝的矩形线圈ABCD，如图所示，线圈绕OO′轴以转匀速转动．AB＝20ꢀcm，BC＝25ꢀcm，线圈的总电阻为r＝1ꢀΩ，定值电阻的阻值为R＝9ꢀΩ速，从图示位置开始计时．(1)写出t时刻整个线圈中的感应电动势e的表达式．(2)线圈转过30°，流过R的电荷量为多少？(3)线圈转过30°时，磁通量的变化率为多少？答案与解析(1)e＝50cos100t(V)ꢀ(2)0.025Cꢀ(3)4.33Wb/s(1)感应电动势最大值E＝NBSω＝NBL L·2πn＝50ꢀV，整个线圈中的感应电动势的瞬时值表达m12式为e＝E cosωt＝50cos100t(V)．m(2)线圈转过30°，q＝IΔt，其中ꢀꢀꢀꢀ代入数据得q＝0.025ꢀC.(3)线圈转过30°时，ꢀ此时，易错点ꢀ不能正确认识交变电流图像的意义7．(多选)单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系如图所示，则(ꢀꢀ)BCA．在t＝0时刻，穿过线圈的磁通量最大，感应电动势也最大B．在t＝1×10－2ꢀs时刻，感应电动势最大C．在t＝2×10－2ꢀs时刻，感应电动势为零D．在0～2×10－2ꢀs时间内，线圈中感应电动势的平均值为零解析在t＝0时刻，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小，感应电动势最小，故A错误；在t＝1×10－2ꢀs时刻，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故B正确；在t＝2×10－2ꢀs时刻，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故C正确；在0～2×10－2ꢀs时间内，磁通量变化量不为零，线圈中感应电动势的平均值不为零，故D错误．易错分析分析交流电图像问题时，首先要明确坐标轴的含义；其次要注意物理量的大小与变化率的大小是不同的，物理量按正弦规律变化时，物理量最大时，其变化率为零，物理量为零时，其变化率最大；另外还要把图像与线圈在磁场中的转动情况对应起来．02题型1ꢀ对交变电流周期和频率的理解 1．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N 、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表 ．线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像 如图乙所示．以下判断正确的是(ꢀꢀ)ꢀ BA ．线圈转动的转速为25r/sB ．电流表的示数为10AC ．1s 内线圈中电流的方向改变50次D ．t ＝0.01s 时线圈平面与中性面重合 解析周期T ＝0.02s ，转速 ，电流表的示数为有效值，故电流表的示 ꢀ，故A 错误；由题图乙可知交变电流的最大值是ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ，故B 正确；交变电流的频率为50Hz ，每个 周期内电流的方向改变2次，故1ꢀs 内线圈中电流的方向改变100次，故C 错误；t ＝0.01s 时线圈中的感应电流最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为零，线圈平面与中性面垂直，故D 错误．2．图甲为风速仪的结构示意图．在恒定风力作用下风杯带动与其固定在一起的永磁体转动，线圈中产生的电流随时间变化的关系如图乙所示．若风速减小到原来的一半，则电流随时间变化的关系图可能是(ꢀꢀ)Cꢀ解析若风速减小到原来的一半，则永磁体转速减小到原来的一半，感应电动势最大值变小，所以感应电流ꢀ最大值变小；根据转速与周期成反比，可知若风速减小到原来的一半，则周期变为原来的两倍，故C正确．题型2ꢀ交变电流有效值的计算3．[河南西华第一高级中学2018高二上期末]如图所示为一交变电流随时间变化的图像，此交变电流的有效值为(ꢀꢀ)Bꢀ解析根据有效值的定义可得，ꢀ,解得I＝5ꢀA.4．[四川南充高级中学2018高二下期中]两个相同的电阻，分别通以如图甲、乙所示的正弦式交变电流和方波式交变电流，两种交变电流的最大值相等、周期相等．则在一个周期内，正弦式交变电流在电阻上产生的焦耳热Q与方波式交变电流在电阻上产生的焦耳热Q之比等于(ꢀꢀ)Bꢀ12A．3∶1ꢀꢀB．1∶2C．2∶1ꢀꢀD．4∶3解析两种交变电流的最大值均为I m，正弦式交变电流的有效值为ꢀ，方波式交变电流的有效值为I＝I.2m根据焦耳定律得Q＝I2RT，Q＝I2RT，则Q∶Q＝1∶2，故选B.1122125．[四川眉山一中2018高二下月考]已知某电阻元件在正常工作时，通过它的电流按如图所示的规律变化，今将这个电阻元件与一个多用电表串联(已调至交变电流电流挡)，则多用电表的读数为(ꢀꢀ)Aꢀꢀ解析多用电表的读数是有效值，设该电流的有效值为I，根据交变电流有效值的定义，有ꢀ，解得I＝5ꢀA，所以多用电表的读数为5ꢀA．故选A.题型3ꢀ交变电流“四值”的计算及应用6．(多选)如图所示，某交流发电机的线圈共n匝，面积为S，内阻为r，线圈两端与电阻R构成闭合回路．当线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以角速度ω绕轴OO′匀速转动时，下列说法正确的是(ꢀꢀ)AD A．线圈产生的感应电动势的有效值ꢀB．从图示位置转过90°的过程中，通过电阻R横截面的电荷量C．线圈经过中性面时，感应电流达到最大值D．线圈中的电流每经过时间方向改变一次ꢀ解析线圈中产生的感应电动势的最大值E m＝nBSω，是正弦交流电，则感应电动势的有效值，A正确；从图示位置转过90°的过程中，通过电阻R横截面的电荷量q＝IΔt，而平均感应电ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ，平均感应电动ΔΦ＝BS，可ꢀꢀꢀꢀ，而线圈从图示位置转过90°的过程中，磁通量的变化量大小ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ，B错误；线圈经过中性面时，磁通量最大，但磁通量的变化率最小，因此感应电动势最小，故感应电流达到最小值，C错误；交变电流周期向改变2次，则线圈中的电流每经过时间方向改变一次，D正确．ꢀꢀꢀꢀ，一个周期内线圈中电流方7．交流发电机线圈电阻r＝1ꢀΩ，用电器电阻R＝9ꢀΩ，闭合开关S，电压表示数为9ꢀV，如图所示，则该交流发电机(ꢀꢀ)DꢀA．产生的感应电动势的峰值为10ꢀVB．产生的感应电动势的有效值为9ꢀVC．线圈通过中性面时产生的感应电动势的瞬时值为D．线圈自中性面转过90°的过程中平均感应电动势为ꢀV解析用电器电阻R＝9ꢀΩ，电压表示数为9ꢀV，则电路中的电流ꢀ＝I(R＋r)＝1×(1＋9)V＝10ꢀV，其最大值ꢀ，所以感应电动势有效值E ，故A、B错误；交流发电机线圈通过中性面时电动势的瞬时值最小，为零，故C错误；线圈自中性面转过90°的过程中平均感应电动势为ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ，8．[山西省实验中学2018高二下月考](多选)如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是(ꢀꢀ)CDꢀA．图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零B．线圈先后两次转速之比为2∶3C．交流电b的电动势最大值为ꢀD．交流电a的电动势瞬时值为u＝10sin5πt(V)ꢀ解析t＝0时刻电动势的瞬时值均为零，即两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合，磁通量最大，故A错误；由题图可知，周期T＝0.4ꢀs，T＝0.6ꢀs，则线圈先后两次转速之比n∶n＝T∶T＝3∶2，故a b a b b aB错误；由电动势的最大值E＝NBSω，则两个电动势最大值之比U∶U＝ω∶ω＝3∶2，则m ma mb a b交流电b电动势的最大值为ꢀꢀ，故C正确；由题图可知交流电a的电动势最大值U m＝10ꢀV，周期T a＝0.4ꢀs，ꢀ，则交流电a的电动势的瞬时值表达式为u＝U m sinꢀωt＝10sinꢀ5πt(V)，故D正确．9．一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流的电动势为ꢀ．关于这个交变电流，下列说法中正确的是(ꢀꢀ)AꢀA．电动势的有效值为220VB．交变电流的频率为100HzC．电动势的最大值为220VD．t＝0时，线圈平面与中性面垂直ꢀ解析由ꢀꢀ可知该交变电流的电动势的最大值为ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ，即311V，有效值为220V，故A正确，C 错误；线圈转动的角速度为100πꢀrad/s，ꢀ，故其频率为ꢀ，故B错误；当t＝0时，e＝0，此时线圈处在中性面的位置，故D错误．10．如图所示为交流发电机示意图，匝数n＝100匝的矩形线圈的边长分别为10ꢀcm和20ꢀcm，电阻为5ꢀΩ，在磁感应强度B＝0.5ꢀT的匀强磁场中绕OO′轴以50ꢀꢀꢀrad/s的角速度匀速转动，线圈和外部20ꢀΩ的电阻R相连接．求：(1)ꢀ线圈绕OO′轴转动时产生的感应电动势的最大值E mꢀ；(2)ꢀ从中性面开始计时，线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式；(3)ꢀ电阻R上消耗的电功率；(4)由图示位置转过90°的过程中，通过R的电荷量是多少？ꢀ答案与解析(1)感应电动势最大值ꢀ.(2)感应电动势的瞬时值为ꢀ(3)感应电动势的有效值ꢀꢀ．，闭合开关S后，由闭合电路欧姆定律得ꢀꢀꢀ，U＝IR＝2×20ꢀV＝40ꢀV.电阻R上消耗的电功率P＝IU＝2×40ꢀW＝80ꢀW.(4)由图示位置转过90°的过程中，通过R的电荷量ꢀꢀ.易错点1ꢀ忽视了公式的适用条件而出错11．如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系．若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1ꢀmin的时间，两电阻消耗的电功之比W∶W为(ꢀꢀ)C甲乙A．1∶ꢀꢀꢀꢀꢀꢀB．1∶2ꢀꢀC．1∶3ꢀꢀD．1∶6ꢀ解析图甲中，在一个周期内，根据电流的热效应有ꢀ图乙中，在一个周期内，根据电流的热效应有据W＝I2Rt知，在相同时间内两电阻消耗的电功之比ꢀ易错分析ꢀ，代入数据解得电流的有效值ꢀ，代入数据解得电流的有效值I′＝I1＝1ꢀA．根ꢀ.故C正确．公式ꢀꢀ只适用于正弦或余弦式交变电流，本题所给图像不是正弦(余弦)函数图像，不能直接用ꢀꢀ求有效值，另外在求有效值时，应注意通电时间．易错点2ꢀ忽视交变电流“四值”的区别而出错12．[山西太原五中2018高二下月考](多选)如图所示，内阻为r的线圈面积为S，共N匝，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，以角速度ω匀速转动，线圈通过电刷与一个阻值为R的电阻连接，V为理想交流电压表，则下列说法正确的是(ꢀꢀ)CDA．以图示位置为计时起点，电流的表达式为B．线圈从图示位置开始转过90°的过程中，通过线圈导线截面的电荷量为C．电压表的读数为D．电阻R上消耗的功率为解析线圈产生的电动势的最大值为e m＝NBSω，以图示位置为计时起点，电流的表达式为ꢀ，A错误；通过线圈导线截面的电荷ꢀꢀꢀꢀꢀ，B错误；电压表的读数为外电路电压的有效值，故ꢀ，C正确；电流的有效值为ꢀ，故电阻R上消耗的电功率为ꢀꢀꢀ，D正确．易错分析要区分交流电的有效值和平均值．有效值是由交流电的热效应定义的，故计算交流电产生的热量、热功率时要用有效值；平均值是由法拉第电磁感应定律来计算的，在计算电荷量时要用平均值．1．关于交变电流，下列说法中正确的是(ꢀꢀ)BꢀA．在一个周期内交变电流的方向只改变一次B．电风扇铭牌上标出的电压值和电流值都是指有效值C．某正弦式交流电压的最大值为311ꢀV，则该交流电压最小值为－311ꢀVD．用交流电流表或交流电压表测交流电流或电压时，测量的是交流电流或电压的最大值ꢀ解析在一个周期内交变电流的方向改变两次，故A错误；电风扇铭牌上标出的电压值和电流值都是指有效值，B正确；正弦式交流电压的最大值为311ꢀV，最小值为零，故C错误；交流电流表和交流电压表测量的是有效值，故D错误．2．[天津武清区等五区县2018高二下期中]如图所示，矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，已知从图示位置转过30°时，感应电动势的瞬时值大小为25ꢀV，则感应电动势的峰值为(ꢀꢀ)Aꢀꢀ解析感应电动势的瞬时值表达式为e＝E sinꢀωt，可知25ꢀV＝E sinꢀ30°(V)，解得E＝50ꢀV，故A正确．m m m3．[河南中原名校2018高三上质检](多选)甲图为小型交流发电机的原理图，发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动，从t＝0时刻开始，通过矩形线圈的磁通量随时间变化的规律如图乙所示，已知线圈的匝数n＝50，线圈的电阻r＝5ꢀΩ，线圈与外电路连接的定值电阻R＝45ꢀΩ，电压表为理想交流电表．则下列判断正确的是(ꢀꢀ)BDꢀꢀA．线圈转动的周期为6.28ꢀsB．t＝0时刻线圈平面与磁感线平行C．线圈转动过程中产生的最大电动势为D．电压表的示数为ꢀ解析ꢀ由图乙可知，线圈转动的周期为T＝6.28×10－2ꢀs，A项错误；由图乙可知，t＝0时刻，磁通量为零，线圈平面与磁感线平行，B项正确；线圈中的最大电动势ꢀ，C项错误；电压表测的是电阻R两端的电压，示数为ꢀꢀD项正确．4．(多选)如图所示，由导线制成的单匝正方形线框边长为L，每条边的电阻均为R，其中ab边较粗且材料电阻率较大，其质量为m，其余各边的质量均可忽略不计．线框可绕与cd边重合的水平轴OO′自由转动，不计空气阻力及摩擦．若线框始终处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，线框从水平位置由静止释放，历时t到达竖直位置，此时ab边的速度为v，重力加速度为g.则(ꢀꢀ)CDꢀA．线框在竖直位置时，ab边两端的电压为BLvB．线框在竖直位置时，ab边所受安培力大小为C．这一过程中感应电动势的有效值为ꢀD．在这一过程中，通过线框某一横截面的电荷量为ꢀ解析ꢀ线框运动到竖直位置时，ab边切割磁感线产生的感应电动势为E＝BLv，线框中的电流为ꢀ，ab两端的电压为，故A错误．ab边所受安培力大小为ꢀ，故B错误．线框下落过程中机械能的减少量等于线框中产生的焦耳热，所以有ꢀꢀ，故C正确．对于线框的下摆过程，在垂直于磁场方向线框的面积变化为Δs＝L2，通过线框某一横截面的电荷量ꢀꢀ，故D正确．5．实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动．今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10ꢀV．已知R＝10ꢀΩ，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是(ꢀꢀ)CꢀA．线圈平面与磁场平行时刻，线圈中的瞬时电流为零B．从线圈平面与磁场平行开始计时，线圈中感应电流的瞬时值表达式为i＝ꢀꢀꢀsin100πt(A)C．流过电阻R的电流最大值为ꢀꢀꢀꢀAD．电阻R上的热功率等于5ꢀW解ꢀ析线圈位于图中位置时，磁通量为零，线圈中的瞬时电流不为零，而是最大值，A错误；电压表示数为10ꢀV，即，ω＝25×2πꢀrad/s＝50πꢀrad/s，所以从线圈有效值为10V，则最大值为10ꢀꢀꢀV，电流的最大值为ꢀ平面与磁场平行开始计时，线圈中感应电流的瞬时值表达式为i＝ꢀꢀꢀcosꢀ50πt(A)，故B错误，C正确；电阻R上的热功率等于ꢀ，D错误．6．[湖北宜昌一中2018高二上期末]图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′按如图所示方向匀速转动，线圈的匝数n＝100、电阻r＝10ꢀΩ，线圈的两端经集流环与电阻R连接，阻值R＝90ꢀΩ，与R并联的交流电压表为理想电表．在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化．(取π＝3.14)求：(1)交流发电机产生的电动势的最大值；(2)从t＝0时刻开始计时，线圈转过60°时线圈中感应电流的瞬时值及回路中的电流方向；(3)电路中交流电压表的示数；(4)从图示位置转过90°，通过线圈的电荷量和整个回路的焦耳热．ꢀ答案与解析(1)200ꢀVꢀ(2)1ꢀAꢀ电流方向为abcdaꢀ(3)90ꢀꢀꢀVꢀ(4)0.02ꢀCꢀ3.14ꢀJ(1)由Φ－t图线可知Φ＝2.0×10－2ꢀWb，T＝6.28×10－2ꢀs，因为Φ＝BS，所以E＝nΦω＝200ꢀV.m m m m(2)因为e＝E m cosꢀωt(V)，所以ꢀ，得i＝2cosꢀ60°(A)＝1ꢀA，电流方向为abcda.(3)电动势的有效值ꢀꢀ，由闭合电路欧姆定律得，电路中电流的有效值为，交流电压表的示数为U＝IR＝90ꢀꢀꢀꢀV.(4)通过线圈的电荷量ꢀꢀ，根据焦耳定律可得ꢀ.03题型1ꢀ电感元件对交变电流的阻碍作用1．[江西抚州临川一中2018高二上月考](多选)如图所示的实验电路中，若交流电压的有效值与直流电压相等，S为双刀双掷开关，下列叙述中正确的是A(ꢀCꢀ)A．当S掷向a、b时灯较亮，掷向c、d时灯较暗B．当S掷向a、b时灯较暗，掷向c、d时灯较亮C．S掷向c、d，把电感线圈中的铁芯抽出来时灯变亮D．S掷向c、d，电源电压不变，频率减小时灯变暗解析线圈对恒定电流无感抗，对交变电流有感抗，故选项A正确，B错误；抽出铁芯时感抗变小，频率减小时感抗变小，灯均变亮，故选项C正确，D错误．2．[浙江金华一中2018高二上段考]如图所示的电路中，两只小灯泡的规格相同．在开关S闭合一段时间后，发现两个灯泡的亮度相同．断开开关S后，进行如下操作，下列对小灯泡发光的描述正确的是(ꢀDꢀ) A．开关S闭合瞬间，两灯一样亮B．开关S闭合后，灯A一直比A亮21C．若将电源换成交流电，两灯一样亮D．断开开关S时，两灯都逐渐熄灭解析由于A与电感线圈串联，开关S闭合瞬间，电感线圈中产生自感电动势，所以A的亮度比A暗，112故A错误；由题可知，开关S闭合电路稳定后，两灯一样亮，故B错误；若将电源换成交流电，电感线圈对交流电的阻碍作用为直流电阻和感抗，所以A1灯较暗，故C错误；断开开关S时，由于电感线圈中的电流减小，在电感线圈中产生自感电动势，电感线圈与两灯、滑动变阻器组成回路，所以两灯中的电流变化相同，故D正确．题型2ꢀ电容元件对交变电流的阻碍作用3．(多选)对交变电流能够通过电容器的正确理解是(ꢀꢀ)BCA．在有电容器的交流电路中，没有电荷定向移动B．在有电容器的交流电路中，有电荷定向移动C．当电容器接到交变电源上时，电容器交替进行充、放电，电路中才有交变电流D．当电容器接到交变电源上时，因为有自由电荷通过电容器，所以电路中才有交变电流解析交变电流能够通过电容器，是通过电容器交替充、放电而进行的，实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质，故C正确，D错误．因电容器交替进行充、放电，电路中就有了电荷的定向移动，故B正确，A错误．4．[甘肃兰州一中2018高二下期中]如图所示，线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小(如L＝1ꢀmH，C＝200ꢀpF)，此电路的重要作用是(ꢀꢀ)DA．阻直流通交流，输出交流B．阻交流通直流，输出直流C．阻低频通高频，输出高频交流D．阻高频通低频，输出低频交流和直流解析线圈的作用是“通直流、阻交流，通低频、阻高频”，电容的作用是“通交流、隔直流，通高频、阻低频”．因线圈的自感系数L很小，所以对低频成分的阻碍作用很小，直流和低频成分能通过线圈；电容器并联在电路中，因电容C很小，对低频成分的阻碍作用很大，而对部分通过线圈的高频成分阻碍作用很小，高频成分就会被电容器滤掉，最终输出的是低频交流和直流．故选D.题型3ꢀ含电感、电容元件电路的分析5．(多选)在电子技术中，从某一装置输出的交流信号常常既含有高频成分，又含有低频成分．为了在后面一级装置中得到高频成分或低频成分，我们可以在前面一级装置和后面一级装置之间设计如图所示的电路．关于这种电路，下列说法中正确的是(ꢀBꢀC)A．要使“向后级输出”端得到的主要是高频信号，应该选择图甲所示电路B．要使“向后级输出”端得到的主要是高频信号，应该选择图乙所示电路C．要使“向后级输出”端得到的主要是低频信号，应该选择图甲所示电路D．要使“向后级输出”端得到的主要是低频信号，应该选择图乙所示电路解析甲电路中有一个电容器，它具有“通高频、阻低频”的作用，所以“向后级输出”端得到的主要是低频信号，A错误，C正确；乙电路中有一个电感线圈，它具有“通低频、阻高频”的作用，故“向后级输出”端得到的主要是高频信号，选项D错误，B正确．6．[吉林吉化一中2018高二上期末](多选)如图所示，变频交变电源的频率可在20ꢀHz到20ꢀkHz之间调节，在某一频率时，A1、A2两只灯泡的炽热程度相同．则下列说法中正确的是(ꢀꢀ)BCA．如果将频率增大，A炽热程度减弱、A炽热程度加强12B．如果将频率增大，A炽热程度加强、A炽热程度减弱12C．如果将频率减小，A炽热程度减弱、A炽热程度加强12D．如果将频率减小，A炽热程度加强、A炽热程度减弱12解析在某一频率时，两只灯泡炽热程度相同，则两灯泡消耗的功率相同，频率增大时，感抗增大，而容抗减小，故通过A的电流增大，通过A的电流减小，故B项正确；同理可得C项正确．故选12B、C.易错点ꢀ对影响感抗、容抗的因素认识不正确导致分析具体电路问题时发生错误7．如图所示，三个灯泡是相同的，而且耐压值足够大，电源内阻忽略不计．当S接A时，三个灯泡亮度相同，当S接B时，稳定后，下列说法正确的是(ꢀꢀ)DA．三个灯泡亮度相同B．甲灯最亮，丙灯不亮C．甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮D．乙灯比甲灯亮，丙灯不亮解析由题意可知，当S接A时，三个灯泡亮度相同，则线圈的感抗及电容器的容抗与电阻R相同，当S接B时，线圈没有感抗，电容器具有隔直流的作用，而交流与直流对电阻R作用相同，所以丙灯不亮，甲灯亮度不变，乙灯亮度增加，乙灯最亮，故D正确．易错分析交流电能通过电容器的原因是不断地充、放电，形成充、放电电流，电流频率越高，阻碍作用就越小．电感线圈能对交流电产生阻碍作用是因为变化的电流在线圈中产生了自感电动势．一定要掌握感抗、容抗如何变化．。
物理人教版选修3-2课件：第五章5电能的输送
小试身手 1．中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后 农村电价过高，农民负担过重，其客观原因是电网陈旧老 化．近年来，农村进行电网改造，为减少远距离输电的损 耗而降低电费价格可采取的措施有 ( A．提高输送功率 B．增大输送电流 C．提高输电电压 )
D．减小输电导线的横截面积
解析：电费高低与线路损耗有关，损耗越大，电费越 高．减少损耗的途径：一是减小输电导线中的电流，即可 提高输电电压；二是减小输电线的电阻，即增大导线的横 截面积，故 C 正确． 答案：C
知识点二 电网供电 提炼知识 1．远距离输电基本原理 远距离输电的基本电路如图所示．
在发电站内用升压变压器升压，然后进行远距离输 电，在用电区域通过降压变压器降压到所需的电压．
2．电网 通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连 接起来，形成的全国性或地区性的输电网络． 3．电网送电的优点 (1)降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益． (2)减少断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡， 保障供电的质量． (3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高．
l 料，可加大导线的横截面积由R＝ρS.
(2)提高输电电压，减小输电电流． 前一种方法的作用十分有限，一般采用后一种方法．
判断正误 (1)增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中 的电能损失．(√) (2)高压输电是通过提高电压、减小输电电流来减少 电路的发热损耗．(√) (3)高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压 越高越好．(√)
(1)远距离大功率输电面临的困难是什么？ 提示：在输电线上有功率损失． (2)输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表 达式是什么？降低输电损耗的两个途径是什么？ 提示：由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时， 有一部分电能转化为电热而损失掉了． 这是输电线上功率 损失的主要原因．
人教版高中物理选修3-2课件5章末
s，所以 u2＝190 2sin(100πt)V，
n1 U1 A 错误，B 正确；根据 ＝ ，n1 减小，u2 增大，因此为使用 n2 U2 户电压稳定在 220 V，应将 P 适当上移，C 错误，D 正确． 答案 BD
【例 3】(2011· 全国理综)如图 3 所示，一理想变压器原副线圈 的匝数比为 1∶2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为 220 V，额定功率为 22 W；原线圈电路中接有电压表和电流 表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用 U 和 I 分别表示此时电 压表和电流表的读数，则( A．U＝110 V，I＝0.2 A C．U＝110 2 V，I＝0.2 A )． B．U＝110 V，I＝0.05 A D．U＝110 2 V，I＝0.2 2 A
【例5】 (2010· 重庆卷)输入电压为220 V，输出电压为36 V的 变压器副线圈烧坏，为获知此变压器原、副线圈匝数，某同 学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈， 如图5所示，然后将原线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线 圈的端电压为1 V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的 )．
变压器
【例 2】
(2011· 山东)为保证用户电压稳定在 220 V，变电所需适
时进行调压，图 2 甲为变压器示意图．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 2 乙所示．以下正确的是( )．
图2
A．u2＝190 2sin(50πt) V B．u2＝190 2sin(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 由电压 u2 随时间 t 变化的曲线可知，用户电压的最大值 是 190 2 V，周期是 2×10
人教版高中物理选修3-2课件5本章高效整合
答案：
2sin 8π
1V
2．峰值：它是瞬时值的最大值，它反映的是交变电流大小
的变化范围，当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大， Em＝NBSω(转轴垂直于磁感线)．Em的大小与线圈的形状、旋转 的转轴位置无关．电容器接在交流电路中，则交变电压的最大 值不能超过电容器的耐压值．
一电容器两端允许加的直流电压最大值是260 V，能否将它 接在按正弦规律变化的交流电压为220 V的电路中？
解析：
只要转动轴垂直于磁场，绕 P1 和 P2 转动产生的瞬
时电动势是相同的，均为NBSω，回路阻值一定，所以电流也是
相同的，安培力F＝ILB，故安培力也相等，根据右手定则，电 流的方向为a→d→c→b. 答案： A
交变电流的四值是指：瞬时值、峰值、有效值、平均值 1．瞬时值：反映不同时刻交变电流的大小和方向，正弦式 电流瞬时值表达式为：e＝Emsin ωt，i＝Imsin ωt.应当注意在研
得 22×R×1＋32×R×0.5＝I2R×2， 11 解得 I＝ A≈2.06 A. 2
答案： 2.06 A
4．平均值：它是指交变电流图象中图线与横轴所围成 的面积值跟时间的比值． 其量值可用法拉第电磁感应定律 E ΔΦ ＝N· 来求， 特殊地， 当线圈从中性面转过 90 度的过程中， Δt E1＋E2 2 有 E ＝ Em. 计算平均值切忌用算术平均法即 E ＝ 求 π 2 解．平均值不等于有效值．在研究交变电流通过导体截面的 电荷量时，只能用平均值．
究某一时刻线圈受到安培力时，只能用瞬时值．
闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，转速为 240 r/min， 若线圈平面转至与磁感线平行时的电动势为 2 V，则从中性面开 始计时，所产生的感应电动势表达式为 e＝________ V，从中性 1 面起经 s，感应电动势的大小为________． 48
人教物理选修3-2：第五章第三节知能演练轻松闯关
1.下列说法中正确的是()A．感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势，阻碍电流的变化B．感抗大小不仅与自感系数有关，还与电流的频率有关C．当电容器接到交流电源上时，因为有自由电荷通过电容器，电路中才有交变电流D．容抗的大小不仅与电容有关，还与电流的频率有关解析：选ABD.交流电通过线圈时，由于电流时刻变化，在线圈中产生自感电动势，自感电动势总是阻碍电流变化，这就是产生感抗的原因，A正确．频率越高，电流变化越快，自感电动势越大；线圈自感系数越大，自感电动势越大，对电流的变化阻碍作用越大，感抗越大，B正确．电容器能通交变电流的实质是通过反复充、放电来实现的，并无电荷通过电容器，所以C错．频率越高，充、放电越快，容抗越小，故D对．2.(2012·新疆一中高二检测)下列说法正确的是()A．电阻对直流、交流的阻碍作用相同，电流通过电阻时，消耗电能B．电容器接在直流电路中，因为没有电流，所以不消耗电能，接在交流电路中，有交变电流，所以消耗电能C．感抗虽然对交变电流有阻碍作用，但不消耗能量D．感抗是线圈的电阻产生的答案：AC图5－3－133.一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图5－3－13所示．一铁块插进线圈之后，该灯将()A．变亮B．变暗C．对灯没影响D．无法判断解析：选B.加入铁芯改变了电感自感系数，自感系数增大，感抗增大，降落的电压增大，降落在灯上的电压减小，所以灯变暗．图5－3－144.如图5－3－14所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是() A．把电介质插入电容器，灯泡变亮B．增大电容器两板间的距离，灯泡变亮C．减小电容器两板间的正对面积，灯泡变暗D．使交变电流频率减小，灯泡变暗解析：选ACD.电容器的电容与介电常数成正比，与正对面积成正比，与两板间距离成反比．而容抗与电容成反比，与频率成反比．把介质插入电容器，电容变大，容抗减小，灯泡变亮，A正确．电容器两板间距离增大，电容减小，容抗增大，灯泡变暗，B错．减小电容器两极正对面积，电容减小，容抗增大，灯泡变暗，C正确．交流电的频率减小，容抗增大，灯泡变暗，D正确．5.如图5－3－15所示，线圈L的自感系数和电容器C的电容都很小(如L＝100 μH，C＝100 pF)，此电路的主要作用是()图5－3－15A．阻直流通交流，输出交流电B．阻交流通直流，输出直流电C．阻低频通高频，输出高频交流电D．阻高频通低频，输出低频交流电或直流电解析：选D.因线圈L的自感系数很小，所以对低频交流电的阻碍作用很小，这样直流和低频交流电能顺利通过线圈；电容器C为旁路电容，因其电容很小，对低频交变电流的阻碍作用很大，对高频交流电的阻碍作用很小，这样通过线圈的高频电流又经电容器C形成回路，最终输出的应为低频交流电或直流电，所以选项D正确．一、选择题1.交变电流通过一段长直导线时，电流为I，如果把这根长直导线绕成线圈，再接入原电路，通过线圈的电流为I′，则()A．I′＞I B．I′＜IC．I′＝I D．无法比较解析：选B.长直导线的自感系数很小，感抗可忽略不计，其对交变电流的阻碍作用可以看做是纯电阻，流经它的交变电流只受到导线电阻的阻碍作用．当导线绕成线圈后，电阻值未变，但自感系数增大，对交变电流不但有电阻，而且有感抗，阻碍作用增大，电流减小．2.对电容器能通过交变电流的原因，下列说法正确的是()A．当电容器接到交流电源上时，因为有自由电荷通过电容器，电路中才有交变电流B．当电容器接到交流电源上时，电容器交替进行充电和放电，电路中才有交变电流C．在有电容器的交流电路中，没有电荷定向移动D．在有电容器的交流电路中，没有电荷通过电容器解析：选BD.电容器实质上是通过反复充、放电来实现通电的，并无电荷流过电容器．图5－3－163.如图5－3－16所示的电路中，正弦交流电源电压的有效值为220 V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是()A．等于220 VB．大于220 VC．小于220 VD．等于0解析：选C.虽然交变电流能通过电容器，但也受到阻碍作用，电容器与电阻串联，根据分压原理可知电阻两端的电压小于电源电压，电压表测的是电阻两端的电压，C正确．4.(2012·山西省康杰中学高二月考)如图5－3－17所示交流电源的电压有效值跟直流电的电压相等，当将双刀双掷开关接到直流电源上时，灯泡的实际功率为P1，而将双刀双掷开关接在交流电源上时，灯泡的实际功率为P2，则()图5－3－17A．P1＝P2B．P1＞P2C．P1＜P2D．不能比较解析：选B.接在直流电源上，线圈对直流没有阻碍作用，电能全部转化为小灯泡的内能；而当双刀双掷开关接在交流电源上时，线圈对电流有阻碍作用，因此电能除转化成灯泡的内能外，还有一部分电能在与磁场能往复转化，因此P1＞P2.故正确答案为B.5.如图5－3－18所示的电路中，正弦交流电源电压的有效值为220 V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是()图5－3－18A．等于220 V B．大于220 VC．小于220 V D．等于零解析：选C.电感对交变电流有阻碍作用，线圈与灯泡串联，其电压之和等于电源电压，即U L＋U R＝U，故交流电压表的示数小于220 V，C正确．图5－3－196.(2012·江苏启东中学高二检测)如图5－3－19所示，电路中完全相同的三只灯泡L1、L2、L3分别与电阻R、电感L、电容C串联，然后再并联到220 V、50 Hz的交流电路上，三只灯泡亮度恰好相同．若保持交变电压不变，将交变电流的频率提高到60 Hz，则发生的现象是()A．三灯亮度不变B．三灯均变亮C．L1不变、L2变亮、L3变暗D．L1不变、L2变暗、L3变亮解析：选D.频率变高，线圈感抗变大，电容器容抗变小，因此L2变暗，L3变亮．电阻的大小与交变电流的频率无关，流过灯泡L1中的电流不变，因此L1亮度不变．图5－3－207.在如图5－3－20所示电路中，a、b两端连接的交流电源既含高频交流，又含低频交流；L是一个25 mH的高频扼流圈，C是一个100 pF的电容器，R是负载电阻．下列说法中正确的是()A．L的作用是“通低频，阻高频”B．C的作用是“通交流，阻直流”C．C的作用是“通高频，阻低频”D．通过R的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比解析：选ACD.L是一个自感系数很小的高频扼流圈，其作用是“通低频，阻高频”，A正确．C是一个电容很小的电容器，在题图示电路中它对高频交流的容抗远小于对低频交流的容抗，其作用是“通高频，阻低频”．因电路中无直流成分，故B错误、C正确．由于L 对高频交流的阻碍作用和C对高频交流的旁路作用，使得通过R的电流中低频交流所占的百分比远大于高频交流所占的百分比，D正确．8.某信号源中有直流成分、交流高频成分和交流低频成分，为使放大器仅得到交流低频成分，如下图所示电路中可行的是()图5－3－21解析：选D.A图放大器得到所有成分．B图放大器可得到直流成分，若为高频扼流圈也能得到低频成分．C图既可得到高频成分也可得到低频成分．D图通过C1的是高、低频都有，C2是旁路电容让高频成分滤去，故只有D合适．9.在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送给下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输入给下一级，我们采用了如图5－3－22装置电路，其中代号a、b应选择的元件是()图5－3－22A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流线圈B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流线圈C．a是电容较小的电容器，b是高频扼流线圈D．a是电容较小的电容器，b是低频扼流线圈解析：选C.电容器具有通高频、阻低频作用，这样的电容器电容应较小，故a处放电容较小的电容器．电感线圈在该电路中要求做到“通低频、阻高频”，所以b处应接一个高频扼流线圈．10.“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器．音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动．图5－3－23为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器，则()图5－3－23A．甲扬声器是高音扬声器B．C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器C．L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器D．L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流解析：选BD.由于L1会“阻高、通低”，C1又“通高、阻低”，因此低频成分通过甲扬声器，故A错，C2的作用是“通高、阻低”，故B对，L2的作用是“通低、阻高”，故C错而D对．二、非选择题11.如图5－3－24是可调灯泡亮度的台灯电路示意图，其中电路更合理的是________．图5－3－24解析：乙中调节L可达到调节台灯两端电压的作用，从而调节台灯的亮度．甲图也可调节台灯的亮度，但变阻器要消耗电能，故甲图不合理．答案：乙12.图5－3－25(2012·聊城水城中学高二检测)如图5－3－25所示，某电子电路的输入端输入的电流既有直流成分，又有交流低频成分和交流高频成分，若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级，试说明元件L、C1、C2在电路中的作用．解析：该电路只把交流的低频成分输送到下一级，C1能通交流，隔直流；L通直流，阻交流是低频扼流圈；C2通高频、阻低频，是高频旁路电容．答案：见解析。
人教版高中物理选修3-2课件ZXXKCOM2011051716430147705
通直流，阻交流 通低频，阻高频
低频扼流圈（L大） 高频扼流圈（L小）
电容对交变电流的作用：
通交流，隔直流 通高频，阻低频
隔直电容器
高频旁路电容器 （C小）
例1、如图所示，从ab端输入的交流含有高频和低频 成分，为了使R上尽可能少地含有高频成分，采用图 示电路，其L的作用是________________，C的作用 是__________。
解析：因L有“通低频、阻高频”的特点，因 此L的作用是阻挡高频成分；而通过L后还有少 量的高频成分，利用C“通高频、阻低频”的特 点，使绝大部分高频成分从C流过。
P38说一说
例2、如图所示，当交流电源的电压（有效值）U＝ 220V、频率f＝50Hz时，三只灯A、B、C的亮度相 同（L无直流电阻）。
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第五章交变电流
第三节电感和电容对 交变电流的影响
引入：
在直流电路中，电压、电流和电阻的关系 遵从欧姆定律，在交流电路中，如果电 路中只有电阻，例如白炽灯、电炉等， 实验和理论分析都表明，欧姆定律仍适 用．但是如果电路中包括电感、电容， 情况就要复杂了．
一、电感对交变电流的阻碍作用
电容器，接入交流电时，灯泡亮了，说明交流
能够通过电容器。
电容器对交流电路存在阻碍作用，且电容越大、
频率越高，阻碍作用越小。
（2）实验结论： 电容器有“通交流，隔直流”的作用。
(3)、实验现象分析：——电容通交隔直的原因
电容器通过充电和放电电路中就有了电流， 表现为交流通过了电路。
2.容抗
（1）反映电容对交流的阻碍作用
（1）将交流电源的频率变为f＝100Hz，则（A）C （2）将电源改为U＝220V的直流电源，则（）BC A．A灯比原来亮B．B灯比原来亮 C．C灯和原来一样亮D．C灯比原来亮
2013年人教版物理选修3-2全册精品课件 第五章第三节
容抗越小，频率越高，容抗越小．
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第五章
交变电流
变式训练 2.(2012· 江门二中高二月考)如图5－3－7所示, 甲、乙两图中用交流电源，丙、丁两图中用 直流电源，各电路图中灯泡、电容器、电压 表示数都相同，则下列
说法正确的是(
)
图5－3－7
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第五章
交变电流
A．灯L1比灯L2亮 B．灯L3也能发光，但亮度最暗 C．灯L2和L4亮度相同 D．灯L4比灯L1亮 解析：选CD.电压表示数相同，说明交流电的
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第五章
交变电流
图5－3－10
图5－3－11
(2)如果将电感线圈与负载并联，然后与电容 器串联，就能更好的起到滤掉电流中直流成 分和低频成分的作用，如图5－3－11所示．
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第五章
交变电流
图5－3－12 [经典案例] 如图5－3－12所示是电视机电源
部分的滤波装置，当输入端输入含有直流成
B．交流成分只能从R通过
C．通过R的既有直流成分 又有交流成分
D．通过L的直流成分比通
过R的直流成分必定要大
图5－3－5
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第五章
交变电流
解析：选C.由于线圈的直流电阻不为零，所以
有直流成分通过R，而线圈对交流有阻碍作用， 因此也有交流成分通过R，A错，C正确．由于R 对交流也有阻碍作用，所以也有交流成分通过 L,B错，因为一般导线的直流电阻都很小，但R
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第五章
交变电流
【答案】
BC 电感与电阻对电流阻碍作用
【规律总结】
的区别：电阻对直流、交流的阻碍作用大小
一样，而电感对恒定电流没有阻碍作用，对
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2019-11-21
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5
几种常见的变压器
2019-11-21
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6
一、变压器的构造
1.示意图 2.构造： （1）闭合铁芯 （绝缘
铁
硅钢片叠合而成）
原 线 ∽ U1 圈
芯
n1 n2
U2 ∽
副
线
圈
（2）原线圈（初级线 圈）：其匝数用n1表示
（3）副线圈（次级线 圈）：其匝数用n2表示
3.6A
D.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，
图 （b）的读数为3.6A
铁
C
芯
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A
21
五、几种常用变压器 1.自耦变压器
问题：有没有只 用一组线圈来实 现变压的变压器？
P
U1 A B
自耦变压器的 U2 原副线圈共用一
个线圈
U1 n1 n2 U2
U1 n1 n2 U2
匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导
线绕制。 这也是判定高压线圈和低压线
圈的一种方法。
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15
输入输出电压、电流、功率大小之间的因 果关系
1.输入功率P1由输出功率P2决定；P1＝P2 2.U1由电源决定； 3.U2由U1和匝数比决定；U2＝n2/n1·U1
4.I2由U2和负载决定； I2＝U2／R
压表示数为___0_____V,电流表示数为___0___A.
（2）当原线圈接在220V交变电源上时，电压
表示数为___4_4____V，电流表示数为__0_.4__4__A, 此时输入功率为_1__9_.3__6_W.
人教版高中物理选修3-2课件第五章第三节
变式训练 2.(2012·江门二中高二月考)如图5－3－7所示, 甲、乙两图中用交流电源，丙、丁两图中用 直流电源，各电路图中灯泡、电容器、电压 表示数都相同，则下列 说法正确的是( )
图5－3－7
A．灯L1比灯L2亮 B．灯L3也能发光，但亮度最暗 C．灯L2和L4亮度相同 D．灯L4比灯L1亮 解析：选CD.电压表示数相同，说明交流电的
新知初探自主学习
一、电感器对交变电流的阻碍作用 [自主探究] 实验现象：(1)如图5－3－1所示，把线圈L与灯 泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它 们接到交流电源上．取直流电源的电压与交流电 压的有效值相等，接通直流电源时，灯泡亮些； 接通交流电源时，灯泡暗些．
图5－3－1 (2)在图乙中，保持交流电源不变，而改用自感系 数大的线圈，或保持电感线圈不变，而改用频率 更高的交流电源，灯泡比原来更暗．
圈中电流的变化有阻碍作用，这样就形成了对交 变电流的阻碍作用，电感对交变电流阻碍作用的 大小就称为感抗． 2.感抗的两个决定因素 决定感抗大小的因素有两个：一是交变电流的频 率，二是自感系数L.L决定于线圈本身的性质， 即线圈匝数、横截面积、有无铁芯等因素．
3.电感线圈在电路中的作用 由上面第一个因素可知：电感线圈对恒定直 流(ΔI/Δt＝0)没有感抗作用，因此电感线圈可 以概括为“通直流，阻交流”，同时对频率越 高的交变电流感抗越大，即所谓“通低频，阻 高频”． 由上面第二个因素可知：要求低频扼流圈感 抗大，就要用自感系数较大的线圈即匝数较 多并有铁芯的扼流圈来担任；
B．交流成分只能从R通过
C．通过R的既有直流成分
又有交流成分 D．通过L的直流成分比通
图5－3－5
过R的直流成分必定要大
解析：选C.由于线圈的直流电阻不为零，所以 有直流成分通过R，而线圈对交流有阻碍作用， 因此也有交流成分通过R，A错，C正确．由于R 对交流也有阻碍作用，所以也有交流成分通过 L,B错，因为一般导线的直流电阻都很小，但R 的大小不知，所以通过线圈的直流比通过R的不 一定大，D错误．
物理选修32全套课件ppt课件
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互动平台
粗心同学与细心同学关于磁通量变化的对话 细心：有一矩形线圈垂直于某一匀强磁场，通过矩形线 圈的磁通量为Φ．如果将此矩形线圈翻转180°，此时的磁通 量也为Φ． 粗心：既然原来的磁通量为Φ，后来的磁通量也为Φ， 那么磁通量的变化量为零． 细心：请你仔细想想，翻转180°分成两过程．第1个过程 是 由 0° ～ 90° ， 磁 通 量 的 变 化 为 Φ ； 第 2 个 过 程 是 由 90° ～ 180°，磁通量的变化也为Φ． 粗心：哦，我知道了，磁通量的变化量应为2Φ．
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互动训练
1．匀强磁场的区域宽为L，一
正方形线框abcd的边长为l，且l>L，
线框以速度v通过磁场区域，如图
所示．从线框的bc边进入磁场到
ad边完全离开磁场的时间内，线
框内没有感应电流的时间是( )
A．l L B．l L
C． L
D．l 2 L
v
v
v
v
解析 在0～ L 时间内，线圈中磁通量变化，有感应电
流；在 L
～l
v 时间内，线圈中磁通量不变，无感应电流；
v
v
在 L ～ l L 时间内，线圈中磁通量变化，有感应电流．
v
v
答案 B
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2．如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂 直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感 应电流，下列办法中可行的是( )
(2)单位：韦伯(Wb),1 Wb＝1 T·m2． 四、磁通量的变化 由 公 式 Φ ＝ BSsinθ 知 ， 穿 过 线 圈 的 磁 通 量 由 三 方 面 决 定，即磁感应强度的大小、线圈面积以及磁场方向与线圈平 面的夹角．三者中只要有一个因素发生变化都将引起Φ的变 化；但是如果两个甚至三个因素同时变化，Φ则有可能不 变．(想一想，这是为什么？) 五、结论 产生感应电流的条件：一是存在闭合电路，二是穿过闭 合电路的磁通量发生变化．
人教版物理选修32全册课件第五章第三节
教学策略
采用启发式教学，引导学生主动思考 结合实际生活，提高学生的兴趣和参与度 注重实验教学，培养学生的动手能力和实践能力 采用多元化的评价方式，鼓励学生积极参与和表现
教学评价
评价标准：知识 掌握程度、技能 运用能力、学习 态度等
评价方式：课堂 提问、作业批改、 考试等
评价反馈：及时 反馈学生的学习 情况，给予指导 和鼓励
理解电磁感应现象与电路的 关系，如电磁感应电路、电
磁感应电动势等
掌握电磁感应现象的数学表 达，如法拉第电磁感应定律、
楞次定律等
教学方法
讲授法：教 师讲解知识 点，学生听
讲
讨论法：学 生分组讨论，
教师引导
实验法：学 生动手操作，
教师指导
案例分析法： 学生分析案 例，教师点
评
问题解决法： 学生解决实 际问题，教
解题思路
审题：仔细阅读题目，理 解题意，明确已知条件和 未知量
画图：根据题目中的信息， 画出示意图或示意图，有 助于理解题目
列方程：根据题目中的物 理规律，列出方程式
解方程：利用数学方法， 解出方程，得到答案
检验：将解出的答案代入 题目中，检验是否满足题 意
总结：总结解题思路，提 炼解题方法，提高解题效 率
师指导
自主学习法： 学生自主学 习，教师辅
导
04
教学资源
教材资源
教材内容：包括物理选修 32全册精品课件第五章第 三节的所有知识点和习题
教材名称：人教版物理选修 32全册精品课件第五章第 三节
教材特点：内容丰富，讲解 详细，适合学生自学和教师
教学使用
教材使用：适用于高中物理 选修32全册精品课件第五 章第三节的教学
人教版高中物理选修3-2课件2-第5章件2-第5章第5节2020
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第五章 交变电流
远距离输送一定功率的交流电， 若输电线电阻一定，下列说法正确的是( )
A．输电线上的电压损失跟输电电压成正比 B．输电线上的功率损失跟输电电压成正比 C．输电线上的功率损失跟输电电压的平方成反比 D．输电线上的功率损失跟输电线上的电压损失的平 方成正比
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B．P′＝PU2ρ2SL
C．P 用＝P－Uρ2LS
D．P 用＝P1－PUρ2SL
【分析】 输电线损失的电功率 P′＝I2R＝UP22·R，用户
得到的电功率 P 用＝P－P′.
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第五章 交变电流
【解析】 输电线电阻 R＝ρLS 输电电流 I＝UP 故输电线上损失的电功率为： P′＝I2R＝UP 2ρLS＝PU2ρ2SL 用户得到的功率为：P 用＝P－P′＝P1－PUρ2SL. 【答案】 BD
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第五章 交变电流
升压变压比：n1∶n2＝U1∶U2＝5×241003＝6∶125， 输电线损失电压 ΔU＝I2r＝10×30 V＝300 V， U3＝U2－ΔU＝4 700 V，U4＝220 V， 降压变压比：n3∶n4＝U3∶U4＝235∶11， 灯盏数 N＝P输出P－灯 ΔP＝5×104－51×00104×0.06＝470(盏)． 答案：6∶125 235∶11 470 盏
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第五章 交变电流
【方法总结】 计算输电线路上的功率损失和用户得到的功率，要弄清 下列两组概念的区别与联系． 区分几个概念 (1)输电电压、输电线上损失的电压与用户得到的电压在 上图中，输电电压是指 U2，输电线上损失电压是指 U 线，用 户得到的电压指 U4，显然输电电流 I 线＝UR线线，而 I 线≠RU线2.
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第五章 交变电流
解析：选C.由于线圈的直流电阻不为零，所以 有直流成分通过R，而线圈对交流有阻碍作用， 因此也有交流成分通过R，A错，C正确．由于R 对交流也有阻碍作用，所以也有交流成分通过 L,B错，因为一般导线的直流电阻都很小，但R 的大小不知，所以通过线圈的直流比通过R的不 一定大，D错误．
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第五章 交变电流
图5－3－1 (2)在图乙中，保持交流电源不变，而改用自感系 数大的线圈，或保持电感线圈不变，而改用频率 更高的交流电源，灯泡比原来更暗．
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第五章 交变电流
成功发现 1．感抗：(1)物理意义：表示电感线圈对 ___交__变____电流____阻__碍____作用的大小． (2)影响感抗大小的因素：线圈的__自__感__系__数___ 越大，交流的___频__率___越高，感抗越大． 2．感抗的应用
率增大时，线圈的感抗增大，电路中的干路电 流将减小，因此 A、D 错，C 正确．题图中电 灯与电感线圈串联，所以总电压(有效值)U＝UL ＋UL′，因 UL′减小，而总电压的有效值不变， 所以 UL 增大，因此选项 B 也正确．
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第五章 交变电流
【答案】 BC 【规律总结】 电感与电阻对电流阻碍作用 的区别：电阻对直流、交流的阻碍作用大小 一样，而电感对恒定电流没有阻碍作用，对 交流的阻碍作用大小与频率有关．
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第五章 交变电流
类型区别 低频扼流圈
高频扼流圈
自感系数
较大
___较__小____
感抗大小
较大
___较__小____
作用
通___直__流____、
通__直__流____、
阻__交__流____ 通___低_频____、阻_高__频____
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第五章 交变电流
二、交变电流能够通过电容器
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第五章 交变电流
圈中电流的变化有阻碍作用，这样就形成了对交 变电流的阻碍作用，电感对交变电流阻碍作用的 大小就称为感抗． 2.感抗的两个决定因素 决定感抗大小的因素有两个：一是交变电流的频 率，二是自感系数L.L决定于线圈本身的性质， 即线圈匝数、横截面积、有无铁芯等因素．
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第五章 交变电流
图5－3－4
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第五章 交变电流
A．电流表示数增大 B．电压表示数增大 C．灯泡变暗 D．灯泡变亮 【思路点拨】 根据频率的变化，判断感抗 的变化，然后分析电路电流、电压及电灯功 率的变化．
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第五章 交变电流
【精讲精析】 由 u＝220 2sin100πt V 可知电
源原来的频率：f＝2ωπ＝1020 Hz＝50 Hz，当频
3.电感线圈在电路中的作用 由上面第一个因素可知：电感线圈对恒定直 流(ΔI/Δt＝0)没有感抗作用，因此电感线圈可 以概括为“通直流，阻交流”，同时对频率越 高的交变电流感抗越大，即所谓“通低频，阻 高频”． 由上面第二个因素可知：要求低频扼流圈感 抗大，就要用自感系数较大的线圈即匝数较 多并有铁芯的扼流圈来担任；
[自主探究]
实验现象：如图5－3－2所示，把电容器C与
灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，
再把它们接到交流电源上．取直流电源的电
压与交流电压的有
效值相等．接通直流
电源时，灯泡不亮；接
通交流电源时，灯泡亮．
图5－3－2
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第五章 交变电流
成功发现 __交__变___电流能够通过电容器，___恒__定__直__流___ 不能通过电容器． 三、电容器对交变电流的阻碍作用 [自主探究] 实验现象：(1)如图5－3－3所示，把电容器C 与灯泡串联起来，先把它们接到交流电源上, 再把电容器取下来，使灯泡直接接到交流电 源上，灯泡要比有电容器时更亮．
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第五章 交变电流
图5－3－3 (2)在甲图中，若保持交流电源不变，而改用电容 大的电容器，或保持电容器的电容不变,而改用频 率更高的交流电源，灯泡比原来更亮．
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第五章 交变电流
成功发现 1．容抗：(1)物理意义：表示电容器对 ___交__变____电流___阻__碍___作用的大小． (2)影响容抗大小的因素：电容器的__电__容___ 越大，交流的___频__率____越高，容抗越小． 2．应用：电容器具有“___隔__直__流___， __通__交__流____”的作用．
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第五章 交变电流
变式训练
1.如图5－3－5所示，输入端AB的输入电压既
有直流成分，又有交流成分，以下说法中正
确的是(L的直流电阻不为0)( )
A．直流成分只能从L通过
B．交流成分只能从R通过
C．通过R的既有直流成分
又有交流成分 D．通过L的直流成分比通
图5－3－5
过R的直流成分必定要大
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栏目变电流的阻碍作用
1.电感对交变电流的阻碍作用的成因 通过线圈的电流大小和方向变化，都会引起通过 线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电动势， 这种现象就是自感现象．根据楞次定律，自感电 动势所引起的感应电流总是要使它产生的磁场阻 碍线圈内原有磁场的变化，所以自感电动势对线
第五章 交变电流
2013年人教版物理选修32全册 精品课件第五章第三节
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第五章 交变电流
新知初探自主学习
一、电感器对交变电流的阻碍作用 [自主探究] 实验现象：(1)如图5－3－1所示，把线圈L与灯 泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它 们接到交流电源上．取直流电源的电压与交流电 压的有效值相等，接通直流电源时，灯泡亮些； 接通交流电源时，灯泡暗些．
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第五章 交变电流
要点2 电容对交变电流的阻碍作用
1.交变电流“通过”电容器 电容器两极板间是绝缘材料，当电容器接到 交流电源上时，自由电荷不会通过两极板间 的绝缘电介质，只不过在交变电压的作用下, 电容器交替进行充电和放电，电路中就有电 流了，表现为交变电流“通过”了电容器．
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第五章 交变电流
高频扼流圈的自感系数要小得多，可以用匝 数少且没有铁芯的扼流圈来担任．
例1 (2012·信阳高级中学高二检测)在如图5 －3－4所示的电路中，L为电感线圈，L′为灯 泡，电流表内阻为零，电压表内阻无限大， 交流电源的电压u＝220sin100πt V．若保持电 压的有效值不变，只将 电源频率改为100 Hz， 下列说法正确的有( )