人教版（2019）高中物理选择性必修第二册 第三章《交变电流》单元复习课件

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章末复习第三章知识清单思想方法重点突破巩固提升01020304知识清单第一部分交变电流与与距离输电交变电流与与距离输电重点突破第二部分1.发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。2.转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成,安装在定子里边。3.原理由轴承及端盖将发电机的定子和转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁感线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。机械能转化为电能 1.峰值说明:峰值由线圈匝数N、磁感应强度B、转动角速度ω和线圈面积S决定,与线圈的形状无关,与转轴的位置无关。2.正弦式交变电流的瞬时值表达式(1)从中性面位置开始计时:e=Emsin ωt,i=Imsin ωt,u=Umsin ωt。(2)从与中性面垂直的位置开始计时:e=Emcos ωt,i=Imcos ωt,u=Umcos ωt。3.对交变电流图像的认识如图所示,正弦交变电流随时间的变化情况可以从图像上表示出来,图像描述的是交变电流的电动势、电流、电压随时间变化的规律,它们是正弦曲线。1.理想变压器的几个基本关系(1)电压关系:输入电压决定输出电压。②多个副线圈时:U1∶U2∶U3∶…=n1∶n2∶n3∶…(2)功率关系:输出功率决定输入功率。①单个副线圈时:P1=P2。②多个副线圈时:P1=P2+P3+…(3)电流关系:输出电流决定输入电流。②多个副线圈时:n1I1=n2I2+n3I3+… 2.理想变压器的动态变化问题的分析思路(1)匝数比不变,负载电阻变化的情况,如图所示。(2)负载电阻不变,匝数比变化的情况,如图所示。 3.制约关系(1)电压制约:副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定。(2)功率制约:原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定。(3)电流制约:原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定。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: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。如图所示,若发电站输出电功率为P,输电电压为U,用户得到的电功率为P',用户得到的电压为U',输电线总电阻为R。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 知,可加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线。采用该种方法效果有限,因为加大输电线的横截面积会增加材料的使用量,而且输电线的重力增大给架设线路带来困难。(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。思想方法第三部分1.等效思维方法2.物理模型法理想变压器1.交流发电机解题指导(1)发电机将机械能转化为电能;(2)发电机由定子和转子两部分组成,旋转的可以是线圈,也可以是磁体。(3)交流发电机线圈中产生交流电,输送到外电路也是交流电;在交流发电机线圈转动的过程中,并不是线圈的每一条边都切割磁感线。2.交变电流图像的应用(1)交变电流的最大值Im、Em、Um、周期T。(2)因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零,磁通量最大,所以可确定线圈位于中性面的时刻。(3)找出线圈平行于磁感线的时刻。(4)判断线圈中磁通量的变化情况。(5)分析判断e、i、u随时间的变化规律。3. 处理远距离输电的方法技巧(1)画好一张图——远距离输电示意图;(2)抓住电两端——发电站和用户;(3)分析一条线——输电线;(4)研究两次变——升压变压器升压和降压变压器降压;(5)区分三个量——输送电压(功率)、损失电压(功率)、用户电压(功率)。巩固提升第四部分1(2020北京朝阳高三上学期期末)大型发电机几乎都是旋转磁极式发电机,下图为其原理简图。竖直平面内闭合线圈abcd固定不动,磁铁绕图中的虚线旋转,线圈中就会产生感应电流。若条形磁铁以10π rad/s的角速度匀速转动,且图示时刻N极正在向里转。现以图示时刻为计时起点,则下列推断正确的是(　　)A.该发电机产生的交流电频率是10 HzB.t=0时线圈中的电流方向为abcdaC.t=0.5 s时线圈中的电流方向发生变化D.t=5 s时线圈中的电流最小答案 B解析 该发电机产生的交变电流频率是 =5 Hz,选项A错误;由右手定则可知,t=0时线圈中的电流方向为abcda,选项B正确;t=0.5 s时线圈转过的角度为5π,此位置电流仍然是最大的位置,则线圈中的电流方向没有发生变化,选项C错误;t=5 s时线圈转过的角度为50π,线圈回到初始位置,则此位置线圈中的电流最大,选项D错误。2.(多选)(2020江苏宿豫中学月考)矩形线圈的匝数为50,在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时,穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示,下列结论正确的是(　　)A.在t=0.1 s和t=0.3 s时,电动势最大B.在t=0.2 s和t=0.4 s时,电动势改变方向C.电动势的最大值是157 VD.在t=0.4 s时,磁通量变化率达到最大,其值为3.14 Wb/s答案 CD 3(2020辽宁沈阳质检)如图,T1、T2是监测交流高压输电参数的互感器,其中a、b是交流电压表或交流电流表。若高压输电线间的电压为220 kV,T1的原、副线圈匝数比为1∶100,交流电压表的示数为100 V,交流电流表的示数为1 A,则(　　)A.b是交流电压表B.T2的原、副线圈匝数比为100∶1C.高压线路输送的电流为1 AD.高压线路输送的电功率为220 kW答案 A解析 右侧的互感器原线圈并联在高压线上,b是交流电压表,选项A正确;高压输电线间的电压为220 kV,副线圈交流电压表的示数为100 V,根据变压器变压公式,T2的原、副线圈匝数比为2 200∶1,选项B错误;T1的原、副线圈匝数比为1∶100,a是交流电流表,交流电流表的示数为1 A,根据变压器变流公式,高压线路输送的电流为100 A,选项C错误;高压线路输送的电功率为P=UI=220 kV×100 A=22 000 kW,选项D错误。4(2020安徽枞阳浮山中学检测)发电机的输出电压为220 V,输出功率为44 kW,每条输电线的电阻为0.2 Ω。(1)此时用户得到的电压和电功率各为多少?(2)如果发电站先用变压比为1∶10的升压变压器将电压升高,经同样的输电线路后经10∶1的降压变压器将电压降低后供给用户,则用户得到的电压和电功率各是多少?答案 (1)140 V　28 kW　(2)219.2 V　43.84 kW课程结束