《三维设计》2014新课标高考物理一轮总复习课件 第十章第2单元 变压器 电能的传输(62张ppt)-PPT精选文
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三维设计新课标高考物理一轮总复习课件市公开课金奖市赛课一等奖课件
图5－4－2
有压力。已知AP＝2R，重力加速度为g，则小球从P到
B运动过程中
()
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A．重力做功 2mgR B．机械能减少 mgR C．合外力做功 mgR D．克服摩擦力做功12mgR
[审题指导] 解答本题时应注意下列三点： (1)小球对B点正好没有压力含义。 (2)摩擦力为变力，应从功效关系上求小球克服摩擦 力做功。 (3)机械能减少许与哪个力做功相相应。
功效关系
[想一想]
如图 5－4－1 所示，质量为 m 的物体在力 F 的作用下由 静止从地面运动到离地 h 高处，已知 F＝54mg，试分别求出在 此过程中重力、力 F 和合力的功，以及物体的重力势能、动能 和机械能的变化量，并分析这些量之间存在什么关系？
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图5－4－1
提示：重力做功－mgh，力 F 做功54mgh，合力做功41mgh， 重力势能增加 mgh，动能增加14mgh，机械能增加54mgh。关系： 重力做功等于重力势能变化量的负值，合外力的功等于物体动 能的变化量，力 F 的功等于物体机械能的变化量。
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求解相对滑动物体能量问题办法 (1)正确分析物体运动过程，做好受力情况分析。 (2)利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体 速度关系及位移关系。 (3)公式Q＝Ff·l相对中l相对为两接触物体间相对位 移，若物体在传送带上往复运动时，则l相对为总相对 路程。
解得：v＝1 m/s，t1＝1 s<1.5 s
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故滑块与小车同速后，小车继续向左匀速行驶了 0.5 s，则小车右端距 B 端的距离为 l 车＝v2t1＋v(1.5－ t1)＝1 m。
(3)Q＝μmgl 相对＝μmg(vB＋2 vt1－v2t1)＝6 J。 [答案] (1)30 N (2)1 m (3)6 J
《三维设计》2014新课标高考物理一轮总复习课件 第二章相互作用实验三 验证力的平行四边形定则(41ppt)
D．在白纸上按一定标度作出两个弹簧秤的弹力的图示，
如图乙所示，根据力的平行四边形定则可求出这两个 力的合力F′
图实－3－9
(1)在步骤C中，弹簧秤的读数为________N。
(2)在步骤D中，合力F′＝________N。 (3)若________________，就可以验证力的平行四边形定则。
解析：(1)弹簧秤读数时需要估读，最终的读数要以有效数字的 形式给出，根据图甲弹簧秤指针的位置，可读出力的大小为 3.00 N。 (2)根据力的大小可以用线段的长度来表示，利用刻度尺和三角 板在图乙上由已知的两个力作出平行四边形，测量出平行四边 形的对角线的长度，与标度1 N的长度进行比较，可求出F′的 大小为(5.2±0.2) N。 (3)若F′在竖直方向且数值与F近似相等，则在实验误差允许的 范围内可以验证力的平行四边形定则。 答案：(1)3.00 相等 (2)5.2±0.2 (3)F′在竖直方向且数值与F近似
——[高考命题常涉及的几种创新角度]—————————
一、本题创新点分析
1.源于教材——本例的实验原理与教材实验的原理
相同，所选用的橡皮筋、细绳套及验证方法也与本实验 相同。 2.高于教材——本实验没有使用弹簧秤测力的大小， 而是用钩码的重力作为绳的拉力，同时用两个光滑硬棒
则F＝5G、F1＝4G、F2＝3G，由三角函数关系可知三力 恰好构成直角三角形，则cos α＝3/5，cos β＝4/5，所以cos
α/cos β＝3/4。
[答案] 细线方向)
(1)结点 O 的位置
钩码个数
拉力方向(或
橡皮筋与细线的结点 O 与步骤 B 中结点位置 3 (2)4
重合钩码个数和对应细线的方向
(2)平行四边形法：根据平行四边形定则作出力F1和
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1 2 3
1.基本关系
(4)无电能损失，因此P入＝P出，无论副线圈一个还 是多个，总有U1I1＝U2I2＋U3I3＋…将电压关系代入可
得n1I1＝n2I2＋n3I3＋…
2．基本关系式中物理量之间的决定关系 (1)电压决定关系：输入电压 U1 决定输出电压 U2，这是
n2 因为输出电压 U2＝n U1，当 U1 不变时，不论负载电阻 R 变 1 化与否，U2 不会改变。
针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确
的是( )
图10－2－6
A．电压表的示数等于 5 V 5 B．电压表的示数等于 V 2 n2 C．实现点火的条件是n >1 000 1 n2 D．实现点火的条件是n <1 000 1
[尝试解题] Um 电压表示数为电压有效值，由题图乙可得 U＝ ＝ 2 5 V， ， 选项 A 错误， B 正确； 副线圈电压峰值为 5 000 V 2 n2 Um2 时，n ＝U ＝1 000，由于引发电火花的条件是副线圈电 1 m1 n2 压峰值大于 5 000 V，故n >1 000，选项 C 正确，D也叫 调压 变压器。
(2)互感器：
①电压互感器，用来把高电压变成 低电压 。 ②电流互感器，用来把大电流变成 小电流 。
[试一试] 1.(2019· 新课标全国卷)如图10－2－3，
一理想变压器原、副线圈的匝数
比为1∶2；副线圈电路中接有灯
图10－2－3
(2)电流决定关系：输出电流I2决定输入电流I1。 (3)功率决定关系：输出功率P2决定输入功率P1，也可 简记为“用决定供”。
[例1]
(2019· 山东高考)图10－2－6甲是某燃气炉点
火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的
正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压
器原、副线圈的匝数分别为n1、n2， 为交流电压表。 当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V时，就会在钢
[试一试] 2．在如图10－2－5所示的远距离输电电路图中，升压 变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输 出电压和输电线的电阻均不变，随着用户用电量的
增加，发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的
有 ( )
图10－2－5
A．升压变压器的输出电压增大
B．降压变压器的输出电压增大 C．输电线上损耗的功率增大 D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
解析：由题意可知升压变压器的输入电压不变，则输出电 P 压不变，A 错误；在电能输出过程中有：I2＝U ，U 线＝I2R 2
线
，U3＝U2－U 线，因 P 变大，I2 变大，所以 U 线变大，
所以降压变压器初级线圈上电压 U3 变小， 则降压变压器的 P 2 输出电压变小，B 错误；根据 P 线＝(U ) R 线，因 P 变大， 2 P 2 P线 U2 R线 PR线 所以 P 线变大，C 正确；根据 P ＝ P ＝ U2 ，因 P 变 2 大，所以比值变大，D 正确。
路上的电流大，输电线上损失的电压较大，因而每盏灯 两端的电压较低。
[记一记]
1．输电过程(如图10－2－4所示)
图10－2－4
2．电压损失
(1)ΔU＝U－U′
IR (2)ΔU＝______
3．功率损失 (1)ΔP＝P－P′ P2 ( )R (2)ΔP＝ I2R ＝ U
4．输送电流
P (1)I＝U U－U′ (2)I＝ R
[记一记]
1．构造：如图10－2－2所示。
图10－2－2
理想变压器由 原线圈 、 副线圈 和闭合铁芯组成。
2．原理
线圈的互感现象。
n1 U1 (1)电压关系：U ＝ n2 2 P出 (2)功率关系：P入＝_______
3．基本关系
n2 I1 (3)电流关系：①只有一个副线圈时：I ＝ n1 2 U2I2＋U3I3＋…＋UnIn ②有多个副线圈时：U1I1＝_____________________
中的电流恒定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发生 变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数
为零，电流表示数也为零。
U2 n2 (2)由U ＝n 得 1 1 n2 440 U2＝U1n ＝220×2 200 V＝44 V(电压表示数) 1 U2 44 I2＝ R ＝100 A＝0.44 A(电流表示数)
理想变压器
[想一想] 一台理想变压器，其原线圈2 200 匝，副线圈440匝，并接一个100 Ω的负 载电阻，如图10－2－1所示。
超链 接
图10－2－1
(1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表、电 流表的示数分别为多少？
(2)当原线圈接在220 V交流电源上时，电压表、电
流表的示数分别为多少？ [提示] (1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈
泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W； 原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关， 灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电
流表的读数，则
(
)
A．U＝110 V，I＝0.2 A B．U＝110 V，I＝0.05 A C．U＝110 2 V，I＝0.2 A D．U＝110 2 V，I＝0.2 2 A
答案：CD
变压器的工作原理及基本关系
ΔΦ (1)无漏磁，故原、副线圈中的 Φ、 Δt 相同。 ΔΦ (2)线圈无电阻，因此无电压降，U＝E＝n Δt 。
U ΔΦ (3)根据 n ＝ Δt 得，套在同一铁芯上的线圈，无论是原 U1 U2 U3 线圈，还是副线圈，该比例都成立，则有 n ＝ n ＝ n ＝…
解析：直接求出副线圈中的电压、电流分别为：220 V、 0.1 A。故原线圈中的电压、电流分别为110 V、0.2 A。 答案：A
电能的输送
[想一想]
超链 接
照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的。
可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深
夜时要显得暗些。这是什么原因呢？ [提示] 在用电高峰时，总电阻比深夜时小，供电线
变压器的动态分析
1.匝数比不变的情况(如图10－2－7所示)
U1 n1 (1)U1 不变，根据U ＝n ，输入电压 2 2 U1 决定输出电压 U2，不论负载电阻 R 如何变化，U2 也不变。
1.基本关系
(4)无电能损失，因此P入＝P出，无论副线圈一个还 是多个，总有U1I1＝U2I2＋U3I3＋…将电压关系代入可
得n1I1＝n2I2＋n3I3＋…
2．基本关系式中物理量之间的决定关系 (1)电压决定关系：输入电压 U1 决定输出电压 U2，这是
n2 因为输出电压 U2＝n U1，当 U1 不变时，不论负载电阻 R 变 1 化与否，U2 不会改变。
针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确
的是( )
图10－2－6
A．电压表的示数等于 5 V 5 B．电压表的示数等于 V 2 n2 C．实现点火的条件是n >1 000 1 n2 D．实现点火的条件是n <1 000 1
[尝试解题] Um 电压表示数为电压有效值，由题图乙可得 U＝ ＝ 2 5 V， ， 选项 A 错误， B 正确； 副线圈电压峰值为 5 000 V 2 n2 Um2 时，n ＝U ＝1 000，由于引发电火花的条件是副线圈电 1 m1 n2 压峰值大于 5 000 V，故n >1 000，选项 C 正确，D也叫 调压 变压器。
(2)互感器：
①电压互感器，用来把高电压变成 低电压 。 ②电流互感器，用来把大电流变成 小电流 。
[试一试] 1.(2019· 新课标全国卷)如图10－2－3，
一理想变压器原、副线圈的匝数
比为1∶2；副线圈电路中接有灯
图10－2－3
(2)电流决定关系：输出电流I2决定输入电流I1。 (3)功率决定关系：输出功率P2决定输入功率P1，也可 简记为“用决定供”。
[例1]
(2019· 山东高考)图10－2－6甲是某燃气炉点
火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的
正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压
器原、副线圈的匝数分别为n1、n2， 为交流电压表。 当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V时，就会在钢
[试一试] 2．在如图10－2－5所示的远距离输电电路图中，升压 变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输 出电压和输电线的电阻均不变，随着用户用电量的
增加，发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的
有 ( )
图10－2－5
A．升压变压器的输出电压增大
B．降压变压器的输出电压增大 C．输电线上损耗的功率增大 D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
解析：由题意可知升压变压器的输入电压不变，则输出电 P 压不变，A 错误；在电能输出过程中有：I2＝U ，U 线＝I2R 2
线
，U3＝U2－U 线，因 P 变大，I2 变大，所以 U 线变大，
所以降压变压器初级线圈上电压 U3 变小， 则降压变压器的 P 2 输出电压变小，B 错误；根据 P 线＝(U ) R 线，因 P 变大， 2 P 2 P线 U2 R线 PR线 所以 P 线变大，C 正确；根据 P ＝ P ＝ U2 ，因 P 变 2 大，所以比值变大，D 正确。
路上的电流大，输电线上损失的电压较大，因而每盏灯 两端的电压较低。
[记一记]
1．输电过程(如图10－2－4所示)
图10－2－4
2．电压损失
(1)ΔU＝U－U′
IR (2)ΔU＝______
3．功率损失 (1)ΔP＝P－P′ P2 ( )R (2)ΔP＝ I2R ＝ U
4．输送电流
P (1)I＝U U－U′ (2)I＝ R
[记一记]
1．构造：如图10－2－2所示。
图10－2－2
理想变压器由 原线圈 、 副线圈 和闭合铁芯组成。
2．原理
线圈的互感现象。
n1 U1 (1)电压关系：U ＝ n2 2 P出 (2)功率关系：P入＝_______
3．基本关系
n2 I1 (3)电流关系：①只有一个副线圈时：I ＝ n1 2 U2I2＋U3I3＋…＋UnIn ②有多个副线圈时：U1I1＝_____________________
中的电流恒定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发生 变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数
为零，电流表示数也为零。
U2 n2 (2)由U ＝n 得 1 1 n2 440 U2＝U1n ＝220×2 200 V＝44 V(电压表示数) 1 U2 44 I2＝ R ＝100 A＝0.44 A(电流表示数)
理想变压器
[想一想] 一台理想变压器，其原线圈2 200 匝，副线圈440匝，并接一个100 Ω的负 载电阻，如图10－2－1所示。
超链 接
图10－2－1
(1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表、电 流表的示数分别为多少？
(2)当原线圈接在220 V交流电源上时，电压表、电
流表的示数分别为多少？ [提示] (1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈
泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W； 原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关， 灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电
流表的读数，则
(
)
A．U＝110 V，I＝0.2 A B．U＝110 V，I＝0.05 A C．U＝110 2 V，I＝0.2 A D．U＝110 2 V，I＝0.2 2 A
答案：CD
变压器的工作原理及基本关系
ΔΦ (1)无漏磁，故原、副线圈中的 Φ、 Δt 相同。 ΔΦ (2)线圈无电阻，因此无电压降，U＝E＝n Δt 。
U ΔΦ (3)根据 n ＝ Δt 得，套在同一铁芯上的线圈，无论是原 U1 U2 U3 线圈，还是副线圈，该比例都成立，则有 n ＝ n ＝ n ＝…
解析：直接求出副线圈中的电压、电流分别为：220 V、 0.1 A。故原线圈中的电压、电流分别为110 V、0.2 A。 答案：A
电能的输送
[想一想]
超链 接
照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的。
可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深
夜时要显得暗些。这是什么原因呢？ [提示] 在用电高峰时，总电阻比深夜时小，供电线
变压器的动态分析
1.匝数比不变的情况(如图10－2－7所示)
U1 n1 (1)U1 不变，根据U ＝n ，输入电压 2 2 U1 决定输出电压 U2，不论负载电阻 R 如何变化，U2 也不变。