第3章 交流电 章末小结与质量评价（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第二册（教科版2019）

一、知识体系建构——理清物理观念 [典例]　如图所示，N＝50匝的矩形线圈abcd，ab边长l1＝20 cm，ad边长l2＝25 cm，放在磁感应强度B＝0.4 T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n＝3 000 r/min的转速匀速转动，线圈电阻r＝1 Ω，外电路电阻R＝9 Ω，t＝0时线圈平面与磁感线平行，求： (1)感应电动势的瞬时值表达式； (2)线圈转一圈R上产生的热量； (3)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量。 二、综合考法融会——强化科学思维 交变电流的“四值”问题 [融会贯通] 利用正弦式交变电流的“四值”解题时的注意事项 正弦式交变电流的“四值”指的是：交变电流的峰值、瞬时值、有效值和平均值。在分析求解有关“四值”问题时，要特别注意把握如下几点。 1．在判断是否超过电容器的击穿电压等物理量时用峰值。 2．在研究某一时刻通有交流电的导体受到的安培力时应采用瞬时值。瞬时值可由瞬时值表达式计算得出。 [典例]　如图所示，理想变压器的原线圈接有电压为u＝311sin 100πt(V)的交流电。副线圈接有电阻R1和光敏电阻R2(阻值随光照增强而减小)，开关S开始时处于闭合状态，下列说法正确的是 (　 ) A．该交流电的频率为100 Hz B．当光照变强时，变压器的输入功率减小 C．当滑动触头P向下滑动时，原线圈中电流变大 D．当开关S由闭合到断开，变压器原线圈中电流变大 理想变压器动态分析问题 [融会贯通] 理想变压器的动态问题主要表现为两种形式：一是匝数比不变，负载改变；另一种就是负载不变，匝数比改变。分析理想变压器动态问题的流程如下(从不变量出发)。 1．匝数比不变，负载改变 如图所示，副线圈两端电压U2是不变量。 2．负载不变，匝数比变化 如图所示，原线圈两端电压U1是不变量。 [对点训练] 1．(2022·苏州高二检测)(多选)如图所示，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和R4均为定值电阻，开关S闭合。V1和V2为理想交流电压表，示数分别为U1和U2；A1、A2和A3为理想交流电流表，示数分别为I1、I2和I3。现断开S，U1不变，下列推断中正确的是 (　 ) A．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 解析：理想变压器的电压与匝数成正比，由于理想变压器原线圈两端的电压不变，则副线圈两端的电压不变，所以V2的示数U2不变；当S断开后，并联电路的电阻变大，副线圈的电阻变大，由于副线圈两端的电压不变，所以副线圈中总电流变小，即I2变小，由于电流与匝数成反比，则原线圈中电流也变小，所以I1变小，由于副线圈中总电流变小，R1两端电压变小，并联电路两端的电压变大，所以通过R3的电流I3变大，B、C正确。 答案：BC　 2．如图是变电站为市区用户供电的示意图。变压器的输入电压是电网的电压，负载变化时电网电压波动极小，可视为不变。变压器可视为理想变压器，其变压比通过滑片P可调，输电线的电阻为R0，则下列判断错误的是 (　 ) A．当用户增多，用户获得的电压会有所降低 B．当用户增多，R0的功率会增大 C．当用户增多，为了使用户获得的电压稳定在220 V，应将P适当上调 D．当用户增多，为了使用户获得的电压稳定在220 V，应将P适当下调 远距离输电线路的分析与计算 3．远距离输电的关键词转化 [对点训练] 1．远距离输电中，升压变压器、降压变压器均为理想变压器。由于用户区用电量的增多，发电厂的输出功率增大为原来的2倍，下列说法正确的是 (　 ) A．输电导线损失的功率大于原来的4倍 B．输电导线损失的功率小于原来的4倍 C．用户得到的功率小于原来的2倍 D．用户得到的功率大于原来的2倍 解析：由于发电厂的输出功率增大为原来的2倍，则升压变压器的输出功率增大为原来的2倍，又升压变压器的输出电压U2不变，根据P＝UI可知输电导线上的电流I线增大为原来的2倍，根据P损＝I线2r可知：输电导线损失的功率等于原来的4倍，故用户得到的功率小于原来的2倍，C正确，A、B、D错误。 答案：C　 2. 用一台某型号的柴油发电机给某一临时安置区供电，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 A B．发电机的实际输出电压为300 V C．在输电线路上损失的电功率为8 kW D．如果该柴油发电机发出的是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300 V 3．一台发电机最大输出功率为4 000 kW，电压为4