2022届高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器核心素养提升课件新人教版
高中物理高考 新课标2020高考物理一轮复习11 1交变电流课件新人教版201908021194

考点二 有效值的理解与计算
1.正弦交变电流的有效值的计算
利用 I= Im ,U=Um,E=Em计算.
2
2
2
2.非正弦交变电流的有效值的计算
根据电流的热效应计算,注意“三同”:即“相同电阻”,
“相同时间”内产生“相同热量”,利用公式 Q=I2Rt 或 Q=UR2
t 列式求解,“相同时间”一般取一个周期.
如图所示,匀强磁场的磁感应强 度 B=0.5 T,边长 L=10 cm 的正方形线 圈共 100 匝,线圈总电阻 r=1 Ω,线圈 绕垂直于磁感线的对称轴 OO′匀速转动, 角速度 ω=2π rad/s,外电路中的电阻 R =4 Ω,不计摩擦,求:
(1)由图示位置计时感应电动势瞬时表达式; (2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过 60°时的瞬时感 应电动势;
以恒定的角速度 ω 沿逆时针方向做匀速圆周运动,则线框中的电
流有效值为( )
BωR2 A. 2r
2BωR2 C. r
3BωR2 B. 2r
5BωR2 D. 2r
【答案】 D 【解析】 设电流逆时针方向为正方向; 在 0-t 时间内,线框从图示位置开始(t=0)转过 90°的过程 中,产生的感应电动势为:E1=12Bω·R2;回路电流为:I1=Er1 =Bω2rR2.线框中感应电流方向沿逆时针. 在 t-2t 时间内,线框进入第 3 象限的过程中,回路电流方 向为顺时针.感应电动势为:E2=12Bω·R2+12×2Bω·R2=32B ω·R2=3E1;感应电流为:I2=3I1=3B2ωrR2;
A.转到图甲位置时,通过线圈的磁通量变化率最大 B.转到图乙位置时,线圈中产生的感应电动势为零 C.转到图丙位置时,线圈中产生的感应电流最大 D.转到图丁位置时,AB 边感应电流方向为 A→B
高考物理一轮复习课件:第1讲+交变电流的产生和描述

C
注意: 1、与线框形状无关 2、与转轴无关 只要满足“两匀一直”和磁通量随时间是正弦(余弦)变化关系即可。
交变电流的产生和描述
3、正弦交变电流的产生和变化规律(扩展)
B=B0sinωt
x=Lsinωt
v=v0sinωt
交变电流的产生和描述
4、交变电流“四值”的应用
瞬时值: 计算线圈某时刻的受力情况
交变电流的产生和描述
1、交变电流有效值
i/A 5
交流电的有效值是根据电流的热效应规定的
遵循“三同原则”:同一个周期,同一个电阻, 相同的热量
0
t
-3
u U
m0
t
E
Em 2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.707Em
I
Im 2
0.707Im
U
Um 2
0.707U m
直流(DC)电源有正负极,交流(AC)电源没有正负极
例1:如图所示的交变电流由正弦式交变电流的一半和反向脉冲电流组合而 成,则这种交变电流的有效值为( C )
⑤ 线圈中的感应电动势多大?
e
2BL1
L2 2
sin t
BS
sin t
t=0
A(
B) θ
v⊥
中性面
B
D(C)
交变电流的产生和描述
2、正弦交变电流的产生和变化规律
最大值(峰值)
Em nBS nm
Im
Em Rr
Um ImR
Φ=Φmcos ωt
e=Emsin ωt i=Imsin ωt
e NBS sin t e E m sin t
例1:矩形线圈的匝数为50匝,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( C )
2022版高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第2讲理想变压器电能的输送学案

第2讲 理想变压器 电能的输送知识点1 理想变压器 1.构造和原理(1)构造:如图所示,变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。
(2)原理:电磁感应的互感现象。
2.基本关系式(1)功率关系:P 入=P 出。
(2)电压关系:U 1n 1=U 2n 2。
有多个副线圈时U 1n 1=U 2n 2=U 3n 3=…。
(3)电流关系:只有一个副线圈时I 1I 2=n 2n 1。
由P 入=P 出及P =UI 推出有多个副线圈时,U 1I 1=U 2I 2+U 3I 3+…+U n I n 。
3.几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器,如图A 、B 所示。
(2)互感器⎩⎪⎨⎪⎧电压互感器:把高电压变成低电压,如图C 所示。
电流互感器:把大电流变成小电流,如图D 所示。
知识点2 电能的输送 1.输电过程(如图所示):2.电压损失 (1)ΔU =U -U ′。
(2)ΔU =IR 。
3.功率损失 (1)ΔP =P -P ′。
(2)ΔP =I 2R =ΔU2R。
4.输送电流 (1)I =PU。
(2)I =U -U ′R。
双基自测一、堵点疏通1.变压器不但能改变交变电流的电压,还能改变交变电流的频率。
( × )2.理想变压器能改变交变电压、交变电流,但不改变功率,即输入功率总等于输出功率。
( √ )3.变压器副线圈并联更多的用电器时,原线圈的输入电流随之增大。
( √ ) 4.在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越小。
( × ) 二、对点激活1.(多选)变压器线圈中的电流越大,所用的导线应当越粗。
如图所示,是降压变压器,假设它只有一个原线圈和一个副线圈。
匝数分别为n 1和n 2。
下列说法中不正确的是( ACD )A .n 1>n 2,原线圈比副线圈的导线粗B .n 1>n 2,原线圈比副线圈的导线细C .n 1<n 2,原线圈比副线圈的导线粗D .n 1<n 2,原线圈比副线圈的导线细[解析] 由于是降压变压器,所以原线圈匝数要比副线圈匝数多,即n 1>n 2,故C 、D 错误;输入功率等于输出功率,所以副线圈中的电流大于原线圈中的电流,则较粗导线的线圈应该作为副线圈,故A 错误,B 正确。
2023年高考物理一轮复习提升核心素养11

11.5电磁感应综合练一、单选题1.(2017·天津·高考真题)如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R。
金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。
现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是()A.ab中的感应电流方向由b到a B.ab中的感应电流逐渐减小C.ab所受的安培力保持不变D.ab所受的静摩擦力逐渐减小2.(2021·河北·高考真题)如图,两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,导轨间距最窄处为一狭缝,取狭缝所在处O点为坐标原点,狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为θ,一电容为C的电容器与导轨左端相连,导轨上的金属棒与x轴垂直,在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动,忽略所有电阻,下列说法正确的是()A.通过金属棒的电流为2BCvθ2tanBCvxθB.金属棒到达0x时,电容器极板上的电荷量为0tanC.金属棒运动过程中,电容器的上极板带负电D.金属棒运动过程中,外力F做功的功率恒定3.(2021·江苏·二模)如图所示,匀强磁场中有一等边三角形线框abc,匀质导体棒在线框上向右匀速运动。
导体棒在线框接触点之间的感应电动势为E,通过的电流为I。
忽略线框的电阻,且导体棒与线框接触良好,则导体棒()A.从位置①到②的过程中,E增大、I增大B.经过位置②时,E最大、I为零C.从位置②到③的过程中,E减小、I不变D.从位置①到③的过程中,E和I都保持不变4.(2017·江西南昌·二模)如图所示,由均匀导线制成的半径为R的圆环,以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场。
当圆环运动到图示位置(∠aOb=90°)时,a、b两点的电势差U ab为()A BC.D.5.(2021·江苏常州·一模)零刻度在表盘正中间的电流计,非常灵敏,通入电流后,线圈所受安培力和螺旋弹簧的弹力作用达到平衡时,指针在示数附近的摆动很难停下,使读数变得困难。
2022新亮剑高考物理总复习讲义第十一单元交变电流传感器课时2含解析x

2022新亮剑高考物理总复习讲义第十一单元交变电流传感器课时2含解析x含解析编辑:__________________时间:__________________1、16传感器课时2变压器远距离输电《自学听》P2031、理想变压器(1)构造:如所示,器是由合芯和在芯上的两个圈成的。
①原圈:与交流源接的圈,也叫作初圈。
②副圈:与接的圈,也叫作次圈。
(2)原理:流磁效、磁感(3)基本关系式①功率关系:P入=P出。
②关系:只有一个副圈,=有多个副圈,===③流关系:只有一个副圈,=由P入=P出及P=UI推出有多个副圈,U1I1=U2I2+U3I3+2、远距离输电(1)程(如所示)1、(2022湖北黄中学入学考)关于理想器,下列法正确的是()A。
器只化的流起作用,恒定流不起作用2、16B。
变压器不但能改变交变电流的电压,还能改变交变电流的频率C。
正常工作的变压器,当副线圈与用电器断开时,副线圈两端无电压D。
变压器副线圈并联更多的用电器时,原线圈输入的电流随之减小答案A2、(2022湖南宁远一中检测)(多选)图甲是远距离输电线路的示意图,图乙是发电机输出电压随时间变化的图象,则()A。
发电机输出交流电的电压有效值是500VB。
用户用电器上交流电的频率是50HzC。
输电线中的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D。
保持升压变压器原线圈匝数不变,增加副线圈匝数,可减少输电线上损失的功率答案BD输电导线上的能量损失:主要是由输电线的电阻发热产生的,表达式Q=I2Rt。
电压损失U=U-U'②U=IR(4)功率损失P=P-P'②。
R=R(5)输送电流I=②I=-。
3、(2022浙江金华一中模拟)(多选)小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机的输出电压为200V,输电线的总电阻为r,升压变压器原、副线圈匝数分别为1、n2,降压变压器原、副线圈匝数分n别为n3、n4(变压器均为理想变压器),要使额定电压为220V的用电器正常工作,则()><C。
高考物理一轮总复习(固考基+抓细节+重落实)10-1 交变电流的产生和描述课件(含13高考、14模拟)

电流图象
有效值 1 U= Um 2 Um U= 2 U= t1 Um T
1 2 U1+U2 2 2
U=
(2012· 全国大纲高考 )一台电风扇的额定电压为 交流 220 V.在其正常工作过程中,用交流电流表测得某一 段时间内的工作电流 I 随时间 t 的变化如图 10-1-7 所示. 这 段时间内电风扇的用电量为( )
3.正弦式交变电流的图象(如图 10-1-2 所示)
图 10-1-2
描述交变电流的物理量 1.周期和频率 (1)周期 T: 交变电流完成一次周期性变化(线圈转动一周) 2π 所需的时间 ,单位是秒(s).公式表达式为 T= . ω
(2)频率 f: 交变电流在 1 s 内完成 周期性变化 的次数, 单位是 赫兹(Hz) . 1 1 (3)周期和频率的关系:T= 或 f= . f T
瞬时值
根 据 电 对正弦、 余 (1) 通 常 所 说 的 交 变 电 流 的 电 流的热 弦 交 变 电 压、电流,交流电表的读 数,保险丝的熔断电流值,电 器设备铭牌上所标的电压、电 流值都是指交变电流的有效值 (2) 求 解 交 变 电 流 的 电 热 问 题 时,必须用有效值来进 行计算
效应(电 流 有效值 流通 过 电 阻 产生的 热量)进 行定义 Em E= , 2 Um U= , 2 Im I= 2
2.电流变化规律和磁通量变化规律的对比
电流
i=Imsin ωt Φ=Φmcos ωt =BScos ωt 磁通量为最大值时,电流为零,线圈 位于中性面位置
磁通量
说明
3.由正弦交流电的图象可得到的信息 (1)交变电流的最大值. 1 (2)周期 T(频率 f= ). T (3)任意时刻线圈中产生的电流的大小和方向.
2022版高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第2讲变压器电能的输送课件苏教版

必备知识·自主排查
【课程标准】 通过实验,探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系。了解从变电站 到用户的输电过程,知道远距离输电时用高电压的道理。
【知识再现】 一、理想变压器 1.构造:
如图所示,变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的_原__线__圈__、_副__线__圈__组成的。 (1)原线圈:与交流电源连接的线圈,也叫_初__级__线圈。 (2)副线圈:与负载连接的线圈,也叫_次__级__线圈。 2.工作原理:电磁感应的_互__感__现__象__。
A. 读数不变, 读数增大 B. 读数减小, 读数不变 C. 增大,变压器的输出功率增加 D. 不变,R0 上输出的功率减小
【解析】选 D。输入电压不变,所以 读数不变,由UU12 =nn12 知, 读数不变,故 A 错误;滑片上移,R 变大,故 读数变小,I1 由 I2 决定,n1I1=n2I2,所以 读数 变小,故 B 错误;R0 分压变小,故 读数变大,R0 上输出功率减少,变压器输出 功率减小,所以 C 错误、D 正确。
2.(特殊变压器)(2021·滨州模拟)如图,理想变压器原线圈匝数为 N,有两个接有 电阻阻值均为 R 的独立副线圈甲、乙。现测得线圈甲上的电流为 I1,线圈乙上的 电流为 I2,原线圈电压为 U。则( )
A.甲线圈匝数为IU1R N C.原线圈电流为 I1+I2
B.乙线圈匝数为IU2R N D.原线圈电流为12 (I1+I2)
1.判一判 (1)变压器不但可以改变交流电压,也可以改变稳恒直流电压。( ) (2)变压器原线圈中的电流由副线圈中的电流决定。( ) (3)理想变压器的基本关系式中,电压和电流均为有效值。( ) (4)高压输电的目的是增大输电的电流。( ) (5)在输送电压一定时,输送的电功率越大,输送过程中损失的功率越小。( )
高考物理一轮复习——基于提升核心素养的高中物理教学(黄恕伯)(共95张PPT)

提升学生核心素养的思考
黄恕伯 2019.7.4
(一)新课标内容结构
《普通高中物理课程标准(2017年版)》,以下 简称为“新课标”或“17版”课标,2003版的高中物 理课程标准简称“原课标”或“03版”课标。
17版课标的必修课程由必修1、必修2、必修3共三 个模块组成,内容包括高中物理力学和电磁学的基础 知识,其对应的课程内容,大体上相当于 03 版课标 的必修①、必修②和选修3-1课程,是在这 三个模块 基础上做了一些调整。
新课标2016年高考理综Ⅰ卷第17题
利用三颗位置适当的地球同步卫星,可使地球赤道上任意两
点之间保持无线电通讯。目前,地球同步卫星的轨道半径约为地
球半径的6.6倍。假设地球的自转周期变小,若仍仅用三颗同步
卫星来实现上述目的,则地球自转周期的最小值约为( )
A.1h
B.4h
C.8h
D.16h
解答本题需要用到的物理知识:
说明
●磁场为原3-1的定量内容;
2.1磁场 2.2电磁感应及其应用 2.3电磁振荡与电磁波 2.4传感器
●电磁感应及其应用包括原3-2 的电磁感应和交变电流,删 去了电容和电感对交流电的 作用;
●电磁振荡与电磁波、传感器大 体跟原3-2内容相当。
二、选择性必修课程内容结构
选择性必修3:
主题
说明
3.1固体、液体 和气体
二、选择性必修课程内容结构
选择性必修1:
主题
说明
1.1 动量与动量守恒 定律
●动量和动量守恒的内容大体 跟原3-5相同;
●机械振动与机械波在原3-4基
1.2机械振动与机械波 础上删去了费更斯原理;
1.3 光及其应用
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A,故有效值为
I=
Im 2
=1.22
A=0.6 2 A,故 D 正确。
角度 2 线圈不动磁场按正弦规律变化或导体棒在匀强磁场中做简谐振动 【典例 2】两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向如图甲所示,左线圈连着 正方形线框 abcd,线框所在区域存在变化的磁场,取垂直纸面向里为正,磁 感应强度随时间变化的关系如图乙所示,不计线框以外的感生电场,右侧线 圈连接一定值电阻 R,下列说法中正确的是( )
所以副线圈中的电流减小,则原线圈中的电流减小,灯泡 L1 两端电压减小,
而电源电压不变,所以电压表示数增大,故 D 错误。
【题型特点】 需要由图乙图象得出交变电压的最大值,并结合题意求出原 线圈的电压。根据原、副线圈电压、电流和匝数的关系求得匝数比和功率。
变压器问题的答题策略 1.对于原线圈电路接用电器的问题,输入功率等于输出功率,要注意电压与 匝数成正比关系成立的条件,此时UU21 =nn12 中 U1 指的是原线圈两端电压,而不 是电源电压。 2.常见图例:
【题型特点】 注意掌握分析方法,掌握原线圈所在电路中总电压不变,可 以根据变压器原理用线圈匝数比与原(副)线圈中电流,将原线圈所在电路中 电压关系表示出来,然后列方程求解。
台阶 3 原线圈中含有用电器,副线圈电路变化并给出交变电压图 【变式 2】(创新模型)(多选)如图甲中 L1、L2 是两只规格均为“6 V 4 W”的 灯泡,a、b 端接如图乙所示的交变电压,变压器为理想变压器。现调节电阻 箱 R 为某一值时恰好能使两个灯泡均正常发光。则( )
A.该交流电的频率为 100 Hz B.闭合开关 S 后,电流表的读数为 0.22 A C.闭合开关 S 后,电阻消耗的电功率为 1.6 W D.断开开关 S 后,变压器副线圈输出电压为零
【解析】选 C。根据瞬时值的表达式可知,该交流电的频率为 f=2ωπ =120π0π
=50 Hz,A 错误;由瞬时值的表达式可知,原线圈的电压最大值为 220 2 V,
流的周期为 T=0.2 s,故磁体的转速为 n=1T =01.2 r/s=5 r/s,故 B 错误;
风速加倍时,角速度加倍,根据 Em=nBSω 可知,产生的感应电动势加倍,形
成的感应电流加倍,故风速加倍时电流的表达式为 i=1.2sin20πt(A),故 C
错误;根据
C
的分析,形成的感应电流
Im=1.2
A.电压表示数为 18 V B.变压器原、副线圈匝数比为 3∶1 C.电阻箱消耗的电功率为 12 W D.增大电阻箱 R 连入电路的电阻值,电压表的示数将减小
24 2 【解析】选 A、B。电压表的示数为( 2 -6) V=18 V,故 A 正确;由变压
器原、副线圈的电压与匝数的关系可得:nn21
=UU12
所以原线圈的电压的有效值为 220 V,根据变压器电压关系有UU12 =nn21 =515 可 得 U2=4 V,副线圈上的电流为 I2=UR2 =0.4 A,电流表的读数为原线圈的电
流,根据变压器电流关系有II21
=nn21
1 可得 I1=55
×0.4
A=2275
A,B 错误;
电阻消耗的功率为 P2=U2I2=4×0.4 W=1.6 W,C 正确;断开 S 后,副线圈上
A.电流的表达式为 i=0.6sin 50t(A) B.磁铁的转速为 10 r/s C.风速加倍时电流的表达式为 i=1.2sin10πt(A) D.风速加倍时线圈中电流的有效值为 0.6 2 A
【解析】选 D。通过乙图可知电流的最大值为 0.6 A,周期 T=0.2 s,故 ω
2π = T =10π rad/s,故电流的表达式为 i=0.6sin10πt(A),故 A 错误;电
没有电流,变压器的输出功率为 0,则变压器的输入功率也等于 0,所以电流
表的读数为 0,但是副线圈输出电压保持不变,D 错误。
台阶 2 原线圈中含有用电器,且副线圈电路变化 【变式 1】(高考模型)(2016·全国卷Ⅰ)一含有理想变压器的电路如图所示, 图中电阻 R1、R2 和 R3 的阻值分别为 3 Ω、1 Ω 和 4 Ω, 为理想交流电流表, U 为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定。当开关 S 断开时,电流表的示 数为 I;当 S 闭合时,电流表的示数为 4I。该变压器原、副线圈匝数比为( )
3.处理技巧: (1)计算出通过副线圈的电流,由电流比关系可知原线圈的电流; (2)根据欧姆定律可表示出与原线圈串联的用电器两端的电压; (3)结合题意,列出原线圈两端电压的表达式,根据电压比关系求出副线圈两 端电压。
正弦式交变电流产生的途径(科学思维—科学推理) 在匀强磁场中,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,可产生正弦式 交变电流。以下三种方式也可以产生正弦式交流电。 角度 1 线圈不动,匀强磁场匀速转动 【典例 1】如图甲为风力发电的简易模型,在风力的作用下,风叶带动与其固 定在一起的永磁铁转动,转速与风速成正比。某一风速时,线圈中产生的正 弦式电流如图乙所示,则( )
核心素养提升 第十一章
理想变压器原理及应用(科学思维——模型建构) 理想变压器是没有能量损失、没有磁通量损失的变压器。理想变压器的 电压、电流与原副线圈的匝数和电流的连接方式有关。
理想变压器原理的“三阶”考法 —— 拾阶而上 通法悟道
台阶 1 原线圈电路中没有用电器 【典例】(经典模型)将 u=220 2 sin100πt(V)的电压输入如图所示的理想 变压器的原线圈0 Ω。下 列说法正确的是( )
A.2
B.3
C.4
D.5
【解析】选 B。设变压器原、副线圈匝数分别为 n1、n2,当开关 S 断开时,电 流表的示数为 I,副线圈电流为nn21 I,因此有(U-IR1)I=(nn12 )2I2(R2+R3);当 S 闭合时,电流表的示数为 4I,同理有(U-4IR1)×4I=(nn12 )2(4I)2R2,联立解 得原、副线圈匝数比为 3,故选 B。
18 V =6 V
3 =1
,故 B 正确;
由变压器原、副线圈的电流与匝数的关系可得:nn21 =II21 =31 ,所以 I2=3I1,
所以电阻箱中的电流是灯泡 L2 电流的 2 倍,电阻箱与灯泡 L2 并联,电压相等,
所以电阻箱消耗的功率为 8 W,故 C 错误;由于增大电阻箱 R 连入电路的阻值,