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2022-2023年高考物理一轮复习 交流电课件
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这是一份2022-2023年高考物理一轮复习 交流电课件，共44页。PPT课件主要包含了有效值的计算方法，远距离输电等内容，欢迎下载使用。
考点一、交变电流的变化规律
1．两个特殊位置的特点
2.电流方向的改变线圈通过中性面时,电流方向发生改变,一个周期内线圈两次通过中性面,因此电流的方向改变两次.3．交变电动势的最大值Em＝nBSω,与转轴位置无关,与线圈形状无关.
（典例应用1）如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时( )A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同,都是a→b→c→d→aD．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力
（典例应用2）一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示,则下列说法正确的是( )A．t＝0时刻,线圈平面与中性面垂直B．t＝0.01 s时刻, 的变化率最大C．t＝0.02 s时刻,交流电动势达到最大D．该线圈产生的交流电动势的图象如图乙所示
（典例应用3)(多选)一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的交变电动势e＝220 sin 100πt(V),那么( )
考点二、交变电流“四值”的理解及应用
1．正弦式交变电流的四值比较
（典例应用4)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( )
（典例应用5)如图甲所示,标有“220 V 40 W”的灯泡和标有“20 μF 300 V”的电容器并联到交流电源上,为交流电压表,交流电源的输出电压如图乙所示,闭合开关.下列判断正确的是( )
（典例应用6)如图甲所示为一种调光台灯电路示意图,它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度.给该台灯接220 V的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示,则此时交流电压表的示数为( )
（典例应用7)(多选)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
考点三、理想变压器原理和基本关系的应用
1．几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器,如图甲、乙所示
2．关于理想变压器的四点说明(1)变压器不能改变直流电压.(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流,不能改变交变电流的频率.(3)理想变压器本身不消耗能量.(4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值.
（典例应用8)(多选)电流互感器和电压互感器如图所示.其中n1、n2、n3、n4分别为四组线圈的匝数,a、b为两只交流电表,则( )A．A为电流互感器,且n1＜n2,a是电流表B．A为电压互感器,且n1＞n2,a是电压表C．B为电流互感器,且n3＜n4,b是电流表D．B为电压互感器,且n3＞n4,b是电压表
（典例应用9)一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b间作为原线圈.通过滑动触头取该线圈的一部分,接在c、d间作为副线圈.在a、b间输入电压为U1的交变电流时,c、d间的输出电压为U2,在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中( )A．U2＞U1,U2降低 B．U2＞U1,U2升高C．U2＜U1,U2降低 D．U2＜U1,U2升高
（典例应用10)如图所示,理想变压器的原线圈接在u＝220sin 100 πt (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( )
（典例应用11)(多选)如图,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,两灯泡均能正常发光.下列说法正确的是( )A．原、副线圈匝数比为9∶1B．原、副线圈匝数比为1∶9C．此时a和b的电功率之比为9∶1D．此时a和b的电功率之比为1∶9
（典例应用12)如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1,电压表和电流表均为理想电表,二极管为理想二极管,灯泡电阻R＝55 Ω,原线圈两端加如图乙所示的电压,下列说法正确的是( )
考点四、理想变压器的动态分析
1．理想变压器的制约关系
2.常见的两种情况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.
（典例应用13)如图示电路中,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,R0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A1的示数增大了0.2 A,电流表A2的示数增大了0.8 A,则下列说法正确的是( )A．电压表V1示数增大B．电压表V2、V3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
（典例应用14)如图所示,理想变压器的输入端通过灯泡L1与输出电压稳定的正弦式交流电源相连,副线圈通过导线与两个相同的灯泡L2和L3相连,开始时开关S处于断开状态.当S闭合后,所有灯泡都能发光,下列说法中正确的是( )A．灯泡L1变亮B．灯泡L2变亮C．原线圈两端电压不变D．副线圈两端电压变大
（典例应用15)．(多选)如图是自耦变压器的示意图,负载变化时输入电压不会有大的变化.输电线的电阻用R0表示,如果变压器上的能量损失可以忽略.以下说法正确的是( )A．开关S1接a,闭合开关S后,电压表V示数减小,电流表A示数增大B．开关S1接a,闭合开关S后,原线圈输入功率减小C．断开开关S,开关S1接a时电流表的示数为I1,开关S1接b时电流表的示数为I2,则I1>I2D．断开开关S,开关S1接a时原线圈输入功率为P1,开关S1接b时原线圈输入功率为P2,则P1
（典例应用16)．如图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( )
（典例应用17)．在四川省雅安市芦山县发生7.0级地震后,常州常发集团向灾区人民捐赠一批柴油发电机,该发电机说明书的部分内容如下表所示,现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电,如图所示.发电机到安置区的距离是400 m,输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线,该型号导线单位长度的电阻为2.5×10－4 Ω,安置区家用电器的总功率为44 kW,当这些额定电压为220 V的家用电器都正常工作时( )A．输电线路中的电流为20 AB．发电机的实际输出电压为300 VC．在输电线路上损失的电功率为8 kWD．如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流,则其输出电压最大值是300 V
考点一、交变电流的变化规律
1．两个特殊位置的特点
2.电流方向的改变线圈通过中性面时,电流方向发生改变,一个周期内线圈两次通过中性面,因此电流的方向改变两次.3．交变电动势的最大值Em＝nBSω,与转轴位置无关,与线圈形状无关.
（典例应用1）如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时( )A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同,都是a→b→c→d→aD．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力
（典例应用2）一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示,则下列说法正确的是( )A．t＝0时刻,线圈平面与中性面垂直B．t＝0.01 s时刻, 的变化率最大C．t＝0.02 s时刻,交流电动势达到最大D．该线圈产生的交流电动势的图象如图乙所示
（典例应用3)(多选)一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的交变电动势e＝220 sin 100πt(V),那么( )
考点二、交变电流“四值”的理解及应用
1．正弦式交变电流的四值比较
（典例应用4)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( )
（典例应用5)如图甲所示,标有“220 V 40 W”的灯泡和标有“20 μF 300 V”的电容器并联到交流电源上,为交流电压表,交流电源的输出电压如图乙所示,闭合开关.下列判断正确的是( )
（典例应用6)如图甲所示为一种调光台灯电路示意图,它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度.给该台灯接220 V的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示,则此时交流电压表的示数为( )
（典例应用7)(多选)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
考点三、理想变压器原理和基本关系的应用
1．几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器,如图甲、乙所示
2．关于理想变压器的四点说明(1)变压器不能改变直流电压.(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流,不能改变交变电流的频率.(3)理想变压器本身不消耗能量.(4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值.
（典例应用8)(多选)电流互感器和电压互感器如图所示.其中n1、n2、n3、n4分别为四组线圈的匝数,a、b为两只交流电表,则( )A．A为电流互感器,且n1＜n2,a是电流表B．A为电压互感器,且n1＞n2,a是电压表C．B为电流互感器,且n3＜n4,b是电流表D．B为电压互感器,且n3＞n4,b是电压表
（典例应用9)一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b间作为原线圈.通过滑动触头取该线圈的一部分,接在c、d间作为副线圈.在a、b间输入电压为U1的交变电流时,c、d间的输出电压为U2,在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中( )A．U2＞U1,U2降低 B．U2＞U1,U2升高C．U2＜U1,U2降低 D．U2＜U1,U2升高
（典例应用10)如图所示,理想变压器的原线圈接在u＝220sin 100 πt (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( )
（典例应用11)(多选)如图,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,两灯泡均能正常发光.下列说法正确的是( )A．原、副线圈匝数比为9∶1B．原、副线圈匝数比为1∶9C．此时a和b的电功率之比为9∶1D．此时a和b的电功率之比为1∶9
（典例应用12)如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1,电压表和电流表均为理想电表,二极管为理想二极管,灯泡电阻R＝55 Ω,原线圈两端加如图乙所示的电压,下列说法正确的是( )
考点四、理想变压器的动态分析
1．理想变压器的制约关系
2.常见的两种情况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.
（典例应用13)如图示电路中,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,R0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A1的示数增大了0.2 A,电流表A2的示数增大了0.8 A,则下列说法正确的是( )A．电压表V1示数增大B．电压表V2、V3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
（典例应用14)如图所示,理想变压器的输入端通过灯泡L1与输出电压稳定的正弦式交流电源相连,副线圈通过导线与两个相同的灯泡L2和L3相连,开始时开关S处于断开状态.当S闭合后,所有灯泡都能发光,下列说法中正确的是( )A．灯泡L1变亮B．灯泡L2变亮C．原线圈两端电压不变D．副线圈两端电压变大
（典例应用15)．(多选)如图是自耦变压器的示意图,负载变化时输入电压不会有大的变化.输电线的电阻用R0表示,如果变压器上的能量损失可以忽略.以下说法正确的是( )A．开关S1接a,闭合开关S后,电压表V示数减小,电流表A示数增大B．开关S1接a,闭合开关S后,原线圈输入功率减小C．断开开关S,开关S1接a时电流表的示数为I1,开关S1接b时电流表的示数为I2,则I1>I2D．断开开关S,开关S1接a时原线圈输入功率为P1,开关S1接b时原线圈输入功率为P2,则P1
（典例应用16)．如图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( )
（典例应用17)．在四川省雅安市芦山县发生7.0级地震后,常州常发集团向灾区人民捐赠一批柴油发电机,该发电机说明书的部分内容如下表所示,现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电,如图所示.发电机到安置区的距离是400 m,输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线,该型号导线单位长度的电阻为2.5×10－4 Ω,安置区家用电器的总功率为44 kW,当这些额定电压为220 V的家用电器都正常工作时( )A．输电线路中的电流为20 AB．发电机的实际输出电压为300 VC．在输电线路上损失的电功率为8 kWD．如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流,则其输出电压最大值是300 V
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