第三章 交变电流 章末总结课件-2025-2026学年高二下学期物理粤教版选择性必修第二册

该高中物理单元复习课件系统梳理了交变电流的产生规律、描述方法，变压器的工作原理及规律，远距离输电的物理量关系与功率损失，通过知识网络将交变电流四值、变压器关系、输电功率损失等核心内容串联，帮助学生构建完整知识体系。 其亮点在于采用“命题热点-问题解析-规律应用”的复习模式，如通过理想变压器电路分析、远距离输电功率损失计算等题目，培养学生科学思维中的模型建构与科学推理能力。分层设计的题目让不同水平学生巩固知识，教师也能精准把握学情，提升复习针对性。

章末总结 「知识网络」 最大 0 0 0 最大 快慢 nBSω Emsinωt 互感 P1=P2 n2I2+n3I3+…+nnIn ＞ ＞ ＜ ＜ I2r线 Ir线 ＝ P3 ＝ ＝ U3 ＝ ＝ I3 ＝ 「命题热点」 命题热点1　交变电流的产生及描述 1.(多选)图甲为小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场.线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向以角速度ω匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图乙所示,下列结论正确的是(　 　) [A] 线圈从图甲所示位置转过90°时的时刻是图乙的计时0点 [B] 线圈每经过图甲所示位置1次,电流方向就改变1次 [C] 若线圈的匝数为20,则电动势的最大值是20π V [D] 若增大线圈转动的角速度,则磁通量变化率的最大值增大 CD [A] 线圈转动的转速为25 r/s [B] 理想电流表的示数为10 A [C] 1 s内线圈中电流的方向改变50次 [D] t=0.01 s时线圈平面与中性面重合 B 命题热点2　交变电流四值的应用 B 4.现在市场上的调光电灯、调速风扇是用可控硅电子元件来实现调节的. 图为一个正弦电压经过元件调节后加在电灯上的电压,加在电灯上的电压是 (　　) B 5.(多选)如图所示,一半径为r的半圆形单匝线圈放在具有理想边界的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B.以直径ab为轴匀速转动,转速为n,ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场,M和N是两个滑环,负载电阻为R;线圈、电流表和连接导线的电阻不计,下列说法正确的是(　　 ) BD 命题热点3　理想变压器基本关系的应用 6.(多选)含理想变压器的电路图如图所示,a、b间接有输出电压有效值恒定的正弦式交流电源.R1和R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,L为灯泡,A为理想交流电流表.将滑动变阻器的滑片由M移动到N的过程中,下列说法正确的是(　 　) [A] 通过R1的电流变大 [B] 灯泡L变亮 [C] R2消耗的功率变小 [D] 电流表的示数变小 AD 【解析】 滑动变阻器的滑片由M移动到N的过程中,与R2并联部分电阻增大,下侧电阻减小,则副线圈电路的总电阻减小,副线圈中电流增大,根据理想变压器规律,可知通过R1的电流变大,A正确;a、b间输出电压有效值不变,则R1两端电压变大,原线圈两端电压变小,故副线圈两端电压变小,灯泡L两端电压变小,灯泡L变暗,B错误;用极限法分析,当滑动变阻器的滑片置于M端时,则R2被短路,R2两端电压为零,当滑动变阻器的滑片置于N端时,R2两端电压不为零,所以滑片由M移动至N的过程中R2消耗的功率不可能变小,C错误;当滑动变阻器的滑片分别置于M端和N端时,通过R3的电流都等于电流表的示数,当滑片置于N端时,UMN变小,通过电流表的电流变小,D正确. 7.理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上,如图所示,设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为k,则(　　) A 8.理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2∶n3=3∶2∶1,副线圈Ⅱ接有 “8 V　8 W”的灯泡L1、L2,副线圈Ⅲ接有“6 V　9 W”的灯泡L3、L4(小灯泡的阻值恒定).原线圈上接有R1=3 Ω的电阻,当a、b两端接交流电源后,L1、L2正常发光,则交流电源的输出功率为(　　) [A] 24 W [B] 34 W [C] 36 W [D] 72 W C 命题热点4　远距离输电 9.(多选)远距离输电原理图如图所示,已知发电站输出电压和输出功率一定,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,当K由2改接为1时,下列说法正确的有(　 　) [A] 电压表示数增大 [B] 电流表示数减小 [C] 灯泡的实际功率减小 [D] 输电线上损失的功率减小 ABD 10.为保证教学工作正常开展,防止停电事故发生,学校计划购置一台应急备用发电机.要求如下:一是要保证全校88间教室所有日光灯能正常发光;二是为避免噪音干扰,发电机需远离教学区;三是尽量利用已有设备和线路.经过调查后得到以下数据:学校每间教室有日光灯10盏,每盏40 W,额定电压均为220 V;输电线路的总电阻为R线=2 Ω,其余部分电阻不计;学校已有升压变压器和降压变压器各一台,升压变压器匝数比为n1∶n2=1∶4,降压变压器的匝数比为n3∶n4=4∶1,两变压器均可视为理想变压器,输电示意图如图所示.则: (1)购买的发电机功率P应不小于多少? 【答案】 (1)38.4 kW (2)发电机输出的电压U是多少才能保证所有日光灯都正常发光? 【答案】 (2)240 V 感谢观看 n = = 【解析】 线圈从题图甲所示位置转过90°时,穿过线圈的磁通量最大,对应题图乙中的t=0.1 s这一时刻,故A错误;线圈每经过中性面一次,电流方向改变一次,而题图甲所示位置与线圈的中性面垂直,电流方向不变,B错误;由题图乙可知该交变电流的周期为T=0.4 s,根据法拉第电磁感应定律,可得线圈产生感应电动势的最大值为Em=nBSω=nΦmω=nΦm=20π V,故C正确;根据法拉第电磁感应定律有Em=n=nBSω=nΦmω,可得磁通量变化率的最大值为=Φmω,所以,若增大线圈转动的角速度ω,则磁通量变化率的最大值增大,故D正确. 2.图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,为理想交流电流表.线圈绕垂直于磁场且与线圈共面的水平轴OO′匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示.以下判断正确的是(　　) 【解析】 由题图乙可知,线圈转动的周期T=0.02 s,转速n=== r/s=50 r/s, A错误;由题图乙可知交变电流的最大值是Im=10 A,电流表的示数为有效值,故电流表的示数I== A=10 A,B正确;交变电流的频率为f==50 Hz,每个 周期内电流的方向改变2次,则1 s 内线圈中电流的方向改变100次,C错误; t=0.01 s时线圈中的感应电流最大,感应电动势最大,则穿过线圈的磁通量变化 最快,磁通量为0,线圈平面与中性面垂直,D错误. 3.如图所示,N匝正方形闭合金属线圈abcd的边长为L,线圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴OO′以角速度ω匀速转动,ab边距轴.线圈中感应电动势的有效值为(　　) [A] NBL2ω [B] NBL2ω [C] NBL2ω [D] NBL2ω 【解析】 交流电压的最大值和两条边到转轴的距离无关,且为Em=NBSω= NBL2ω,因此有效值为E==NBL2ω,故B正确. [A] U0 [B] U0 [C] U0 [D] U0 【解析】 由题图可知该电压的周期为T,设加在电灯上的有效电压为U,则有·+0·=T,得U=U0,故选B. [A] 转动过程中线圈中始终有电流产生 [B] 从图示位置起转过圈的时间内产生的平均感应电动势为2nπBr2 [C] 从图示位置起转过圈的时间内通过负载电阻R的电荷量为 [D] 转动过程中电流表的示数为 【解析】 由题图知,当线圈转至右边无磁场区域的时候,线圈中没有电流产生,A错误;根据法拉第电磁感应定律可知,从题图所示位置起转过圈的时间内产生的平均感应电动势为===2nπBr2,B正确;从题图所示位置起转过圈的时间内通过负载电阻R的电荷量为q==,C错误;产生电动势的最大值为Em=BSω=B·πr2·2πn,所以电流的最大值为Im==,线圈转动的过程产生电流随时间变化规律如图所示,根据有效值的定义有()2R·=I2RT,解得有效值即电流表的示数为I=,D正确. [A] U=66 V,k= [B] U=22 V,k= [C] U=66 V,k= [D] U=22 V,k= 【解析】 设副线圈两端的电压为U,电流为I,则原线圈中电流为I,由欧姆定律知U=IR;由=和=知,原线圈两端电压U1=3U,原线圈中电阻两端的电压U1R=R=U,由题意知3U+=220 V,解得U=66 V;由公式P=I2R得原、副线圈回路中电阻消耗的电功率之比k=R∶I2R=,故A正确. 【解析】 由题意可知,副线圈Ⅱ的输出电压为8 V,因变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比,故输入电压为U1=×8 V=12 V,则副线圈Ⅲ的输出电压U3=×12 V=4 V,由功率P=可知,灯泡L3、L4的电阻为R3= Ω=4 Ω,则副线圈Ⅲ输出的功率P实=2×=2× W=8 W,则可知变压器的输出功率为P总=2×8 W+8 W=24 W,由P=UI可得输入端电流为I==2 A,则R1消耗的功率P1=I2R1=12 W,则电源的输出功率为P电=12 W+24 W=36 W. 【解析】 K接到1后,升压变压器副线圈的匝数n2增多,根据=知,输出电压U2升高,所以输电线的电压增大,由于输送功率不变,所以输电电流减小,即电流表示数减小,选项B正确;损失功率P损=I2R,电流减小,所以损失功率减小,选项D正确;损失电压U损=IR,电流减小,所以U损减小,最终降压变压器的输出电压变大,电压表示数增大,选项A正确;灯泡两端的电压增大,所以灯泡的实际功率增大,选项C错误. 【解析】 (1)所有日光灯正常发光时消耗的功率 P灯=88×10×40 W=35 200 W=P4=P3, 当灯正常发光时,降压变压器副线圈两端电压U4=220 V, 降压变压器原、副线圈两端电压之比==, 解得U3=880 V, 两变压器之间输电线上的电流I线==40 A, 输电线上损失的功率P线=R线=3 200 W, 所以发电机的输出功率为P=P灯+P线=38 400 W=38.4 kW, 即所购发电机额定功率不得低于38.4 kW. 【解析】 (2)要保证所有灯能正常发光,则升压变压器副线圈两端电压 U2=U3+U线=U3+I线R线=960 V, 故升压变压器原线圈两端的电压U1=U2=240 V. $