高中物理选择性必修二第三章 章末素养提升学案

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章末素养提升例1　(2023·浙江6月选考)我国1 100 kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是(　　)A．送电端先升压再整流B．用户端先降压再变交流C．1 100 kV是指交流电的最大值D．输电功率由送电端电压决定例2　(2022·秦安县模拟)如图(a)所示，两个单匝矩形线圈分别放入匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO′转动，两个线圈的转速不同，穿过两线圈的磁通量随时间分别按图(b)中图线甲、乙的规律变化，则(　　)A．图线甲对应线圈在t＝0时产生的感应电动势最大B．图线乙对应的线圈，1 s内交变电流的方向改变5次C．图线甲、乙对应的线圈在t＝0.2 s时，线圈平面均垂直于磁感线D．图线甲、乙对应的线圈转速之比为5∶4例3　(多选)(2022·山东日照国开中学阶段考试)如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝55∶4，原线圈接有交流电流表A1，副线圈电路接有交流电压表V、交流电流表A2、滑动变阻器R等，所有电表都是理想电表，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，灯泡L的阻值恒定。原线圈接入的交流电压的变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是(　　)A．交流电压表V的读数为64 VB．灯泡L两端电压的有效值为16eq \r(2) VC．当滑动变阻器的触头P向下滑动时，电流表A2示数增大，A1示数减小D．由图乙可知交流发电机转子的角速度为100π rad/s例4　(多选)(2022·福建百校联合测评)如图甲所示，自耦变压器的原线圈与N匝、半径为r的圆形线圈(图中未画全)相连，副线圈与定值电阻R构成闭合回路，图示位置副线圈的匝数为原线圈匝数的eq \f(2,3)。圆形线圈内有垂直线圈平面向里的磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化。不考虑电阻随温度的变化以及线圈的电阻，下列说法正确的是(　　)A．滑片P在图甲所示位置时，定值电阻两端的最大电压为eq \f(2\r(2)π2r2NB0,3T)B．滑片P在图甲所示位置时，定值电阻消耗的电功率为eq \f(8π4r4N2B02,9T2R)C．若磁感应强度的变化周期减小，则变压器的输出功率将增大D．若自耦变压器的滑片P顺时针转动，则通过原线圈的电流增大例5　(2022·南山区模拟)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为10∶1，B是原线圈的中心接头，原线圈输入电压如图乙所示，副线圈电路中R1、R3为定值电阻，R2为NTC型热敏电阻(阻值随温度升高而减小)，C为耐压值为50 V的电容器，所有电表均为理想电表。下列判断正确的是(　　)A．当单刀双掷开关与B连接，副线圈两端电压的频率变为10 HzB．当单刀双掷开关由A→B时，电容器C会被击穿C．当单刀双掷开关与A连接，R2所在处温度升高，A1的示数变大，A2的示数不变D．其他条件不变，单刀双掷开关由A→B时，变压器的输出功率变为原来的0.5倍例6　(2022·宁德市月考)如图所示，作为北京奥运会主场馆之一的国家体育场“鸟巢”拥有9.1万个座位，其扇形屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心悦目之感，还隐藏着一座年发电量约为98 550 kW·h的太阳能光伏发电系统，供给体育场内的照明灯等使用。假如该发电系统的输出功率为1×105 W。(1)按平均每天太阳照射6小时，该发电系统一年(365)天能输出多少电能？(2)假若输出电压为250 V，现准备向远处输电。所用输电线的总电阻为8 Ω，要求输电时在输电线上损失的电功率为输送电功率的5%，用户获得220 V电压，应选用匝数比多大的升压变压器和降压变压器？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例7　(2023·宁波市北仑中学月考)地球是个巨大的磁体，它周围空间存在的磁场叫地磁场，但地磁场看不到，摸不着。为了研究地磁场，赵老师指导的一个学习小组在空旷的场地上做“摇绳发电实验”，等效示意图如图。他们将一铜芯线像甩跳绳一样匀速摇动，铜芯线的两端分别通过细铜线与灵敏交流电流表相连。摇绳的两位同学的连线与所在处的地磁场(可视为匀强磁场)垂直。摇动时，转动的铜芯线所围成区域近似半圆，面积为S，转动角速度为ω，用电流表测得电路中电流为I，电路总电阻为R。(已知S＝5 m2、ω＝10eq \r(2) rad/s、I＝20 μA、R＝100 Ω，取eq \f(π,\r(2))＝2.25)(1)求该处地磁场的磁感应强度B的大小；(2)从铜芯线所在平面与该处地磁场垂直开始计时，求其转过半圈的过程中，通过电流表的电荷量q；(3)求铜芯线转动100圈过程中，电路产生的焦耳热Q。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________物理观念交变电流的产生和描述(1)产生：闭合线圈在匀强磁场中绕 匀速转动(2)交变电流的四值①瞬时值：e＝__________i＝ (从线圈位于中性面开始计时)②峰值：Em＝________③有效值：U＝eq \f(Um,\r(2))，I＝eq \f(Im,\r(2))(只适用于正弦式交变电流)④平均值：eq \x\to(E)＝Neq \f(ΔΦ,Δt)，eq \x\to(I)＝________变压器eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，I1n1＝I2n2(只有一个副线圈时)；P1＝P2电能的输送(1)输电线路上的功率损失：ΔP＝I2R线，电压损失：ΔU＝IR线，在线路电阻R线一定时，要减少输电损耗，需要减小输电 ，提高输电__________(2)远距离输电的基本原理：先用升压变压器升压到几百千伏后再向远距离输送，到达用户地区再通过降压变压器进行降压科学思维1.会用右手定则和法拉第电磁感应定律得出正弦式交变电流的大小和方向2.会根据电流的热效应计算有效值3.会推导理想变压器原、副线圈电流与匝数的关系科学探究通过实验，探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系科学态度与责任通过实验，养成安全操作、严谨认真、实事求是的科学态度；通过高压输电的学习，了解我国电网事业的高速发展