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人教版 (新课标)选修31 交变电流导学案及答案
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这是一份人教版 (新课标)选修31 交变电流导学案及答案
江苏省新沂市王楼中学高中物理选修3-2《第五章 交变电流》章末复习 学案学习内容 学习目标 整理本章主要知识点，使之更系统，增进知识的巩固与理解。通过一些例习题的处理，培养应用知识分析问题、解决问题的能力。通过一些稍微复杂一些问题的处理，培养自己思维能力和严谨的学习态度。学习重、难点 重点：知识点的归纳和总结；难点：用本章一些知识处理一些综合性习题。学法指导 自主、合作、教师讲解学习过程【本章知识结构】【专题讲练】交变电流的“四值”研究电容器的耐压值时，只能用峰值（最大值）例1．一电容器两端允许加的直流电压最大值是260V，能否将它接在电压为220V的交流电路中？研究交变电流做功、电功率及产生的热量时，只能用有效值。研究交变电流通过导体横截面的电荷量时，只能用平均值例2．边长为L的N匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以角速ω绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈的电阻为R0，求线圈从中性面开始转过900角的过程中产生的热量；通过导体横截面的电荷量。在研究交变电流某一时刻的电流的电流、电压时，只能用瞬时值。例3．有一个电子元件，当它两端的电压的瞬时值高于时则导电，低于时不导电，若把这个电子元件接到220V、50HZ的正弦式电流的两端，则它在1S内导电 次，每个周期内导电时间为 。交变电流图象的应用根据图象可求出交变电流的最大值及各时刻的瞬时值；根据图象可求出线圈在磁场中转动的周期和角速度；可判断出线圈在磁场中转动的位置例4．有一个交流发电机产生的正弦交流电的电动势如图7所示，试求：(1)当t＝eq \f(1,200) s时，该交流电动势的瞬时值；(2)当电动势的瞬时值为最大值的一半时，线圈平面与磁感线的夹角。 图7(3)已知线圈面积为16 cm2，共25匝，求匀强磁场的磁感应强度。变压器的有关问题。考查的重点是对单相变压器的工作原理的理解和对变压器动态变化问题的分析及远距离输电问题。例5．如图3所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3、R4均为定值电阻，开关S是闭合的。○V1和○V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；○A1、○A2和○A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是 ( )图3A．U2变小、I3变小 B．U2不变、I3变大C．I1变小、I2变小 D．I1变大、I2变大例6．如图甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计。在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化规律如图乙所示，则在t1～t2时间内 ( )A．电流表A1的示数比A2的小B．电流表A2的示数比A3的小C．电流表A1和A2的示数相同D．电流表的示数都不为零例7．某小河水流量为4 m3/s，水流下落的高度为5 m。现在利用它来发电，设所用发电机的总效率为50%，g＝9.8 m/s2，求：(1)发电机的输出功率。(2)若输电导线的总电阻为4 Ω，输电导线上损失的电功率为发电机输出功率的5%，则需用多大的电压输送电能？(3)输电导线上的电压损失。达标检测 1．一理想变压器原线圈匝数n1＝1 100匝，副线圈匝数n2＝220匝，交流电源的电压u＝220 eq \r(2)sin(100πt) V，电阻R＝44 Ω，如图所示，电压表、电流表均为理想电表。则下列说法不正确的是 ( )A．交流电的频率为50 HzB．电压表的示数为44 VC．电流表A1的示数为0.2 AD．电流表A2的示数约为1.4 A2．如图5－5所示，M为理想变压器，电表均可视为理想电表，接线柱a、b接电压u＝311 sin 314t V的正弦式交流电源。当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，示数发生变化的电表是 ( )A．A1、A2 B．A2、V2C．A1、A2、V2 D．A1、A2、V1、V23．图甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是 ( )A．图甲表示交流电，图乙表示直流电B．两种电压的有效值相等C．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝311sin 100πt VD．图甲所示电压经匝数比为10∶1的变压器变压后，频率变为原来的eq \f(1,10)4．某交流发电机的输出电压为220V，输出的电功率为4400W，发电机到用户的输电线的电阻为4Ω，求（1）不用变压器，用户得到的电压和电功率各是多少？（2）如果用匝数比为1：10的升压变压器升压后用户处再用匝数比为10：1的降压变压器降压后使用，那么用户得到的实际电压和电功率又是多少？5．学校配有一套校内备用供电系统，如图所示，由一台内阻为1Ω的发电机向全校22个教室(每个教室有“220V40W”的白炽灯6盏)供电，如果输电线的总电阻R是4Ω，升压变压器和降压变压器(都认为是理想变压器)的匝数比分别是1∶4和4∶1，那么，(1)发电机的输出功率应是多大?(2)发电机的电动势是多大?(3)输电效率是多少?学习反思 布置作业
江苏省新沂市王楼中学高中物理选修3-2《第五章 交变电流》章末复习 学案学习内容 学习目标 整理本章主要知识点，使之更系统，增进知识的巩固与理解。通过一些例习题的处理，培养应用知识分析问题、解决问题的能力。通过一些稍微复杂一些问题的处理，培养自己思维能力和严谨的学习态度。学习重、难点 重点：知识点的归纳和总结；难点：用本章一些知识处理一些综合性习题。学法指导 自主、合作、教师讲解学习过程【本章知识结构】【专题讲练】交变电流的“四值”研究电容器的耐压值时，只能用峰值（最大值）例1．一电容器两端允许加的直流电压最大值是260V，能否将它接在电压为220V的交流电路中？研究交变电流做功、电功率及产生的热量时，只能用有效值。研究交变电流通过导体横截面的电荷量时，只能用平均值例2．边长为L的N匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以角速ω绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈的电阻为R0，求线圈从中性面开始转过900角的过程中产生的热量；通过导体横截面的电荷量。在研究交变电流某一时刻的电流的电流、电压时，只能用瞬时值。例3．有一个电子元件，当它两端的电压的瞬时值高于时则导电，低于时不导电，若把这个电子元件接到220V、50HZ的正弦式电流的两端，则它在1S内导电 次，每个周期内导电时间为 。交变电流图象的应用根据图象可求出交变电流的最大值及各时刻的瞬时值；根据图象可求出线圈在磁场中转动的周期和角速度；可判断出线圈在磁场中转动的位置例4．有一个交流发电机产生的正弦交流电的电动势如图7所示，试求：(1)当t＝eq \f(1,200) s时，该交流电动势的瞬时值；(2)当电动势的瞬时值为最大值的一半时，线圈平面与磁感线的夹角。 图7(3)已知线圈面积为16 cm2，共25匝，求匀强磁场的磁感应强度。变压器的有关问题。考查的重点是对单相变压器的工作原理的理解和对变压器动态变化问题的分析及远距离输电问题。例5．如图3所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3、R4均为定值电阻，开关S是闭合的。○V1和○V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；○A1、○A2和○A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是 ( )图3A．U2变小、I3变小 B．U2不变、I3变大C．I1变小、I2变小 D．I1变大、I2变大例6．如图甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计。在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化规律如图乙所示，则在t1～t2时间内 ( )A．电流表A1的示数比A2的小B．电流表A2的示数比A3的小C．电流表A1和A2的示数相同D．电流表的示数都不为零例7．某小河水流量为4 m3/s，水流下落的高度为5 m。现在利用它来发电，设所用发电机的总效率为50%，g＝9.8 m/s2，求：(1)发电机的输出功率。(2)若输电导线的总电阻为4 Ω，输电导线上损失的电功率为发电机输出功率的5%，则需用多大的电压输送电能？(3)输电导线上的电压损失。达标检测 1．一理想变压器原线圈匝数n1＝1 100匝，副线圈匝数n2＝220匝，交流电源的电压u＝220 eq \r(2)sin(100πt) V，电阻R＝44 Ω，如图所示，电压表、电流表均为理想电表。则下列说法不正确的是 ( )A．交流电的频率为50 HzB．电压表的示数为44 VC．电流表A1的示数为0.2 AD．电流表A2的示数约为1.4 A2．如图5－5所示，M为理想变压器，电表均可视为理想电表，接线柱a、b接电压u＝311 sin 314t V的正弦式交流电源。当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，示数发生变化的电表是 ( )A．A1、A2 B．A2、V2C．A1、A2、V2 D．A1、A2、V1、V23．图甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是 ( )A．图甲表示交流电，图乙表示直流电B．两种电压的有效值相等C．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝311sin 100πt VD．图甲所示电压经匝数比为10∶1的变压器变压后，频率变为原来的eq \f(1,10)4．某交流发电机的输出电压为220V，输出的电功率为4400W，发电机到用户的输电线的电阻为4Ω，求（1）不用变压器，用户得到的电压和电功率各是多少？（2）如果用匝数比为1：10的升压变压器升压后用户处再用匝数比为10：1的降压变压器降压后使用，那么用户得到的实际电压和电功率又是多少？5．学校配有一套校内备用供电系统，如图所示，由一台内阻为1Ω的发电机向全校22个教室(每个教室有“220V40W”的白炽灯6盏)供电，如果输电线的总电阻R是4Ω，升压变压器和降压变压器(都认为是理想变压器)的匝数比分别是1∶4和4∶1，那么，(1)发电机的输出功率应是多大?(2)发电机的电动势是多大?(3)输电效率是多少?学习反思 布置作业
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