1、扬州市高三物理一轮复习导学案 选修 3-2 模块第二章 交变电流的产生和描述 负责学校：江苏省江都中学 主备：韩鹏生 1第 4 课时 章末复习高三（ ） 姓名 评价 课前预习案【考纲考点】内容 要求 说明交变电流 描述交变电流的物理量和图像 正弦交变电流的函数表达式 电感和电容对交变电流的影响 理想变压器 限于单个副线圈的理想变压器远距离输电 传感器的工作原理及其应用 课堂导学案要点提示 一、交变电流的“四值”正弦交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值的区别.1. 瞬时值:它是反映不同时刻交变电流的大小和方向，正弦交变电流瞬时值表达式为 e=Emsin t，i=Imsi
2、n t.应当注意必须从中性面开始计时才是正弦形式，若从垂直中性面的位置开始计时则是余弦形式.2. 最大值:也叫峰值，它是最大的瞬时值，它反映的是交变电流大小的变化范围，当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，Em=NBS(转轴垂直于磁感线).电容器接在交流电路中，则交流电压的最大值不能超过电容器的耐压值.3. 平均值:它是指交变电流图象中图线与横轴所围成的面积值跟时间的比值.其量值可用法拉第电磁感应定律 E=Nt来求.计算平均值切忌用算术平均法，即 E=12求解.计算某段时间通过电路的电荷量一定要用平均值.4.有效值:它是根据电流的热效应来规定的.正弦交变电流的有效值跟最大值之间的关系是 U
3、=m2U，I=I.对于非正弦电流的有效值，以上关系不成立，应根据有效值定义来求.通常所说交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指有效值.用电器上所标电压、电流值也是指有效值.在计算交变电流通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时，只能用有效值.二、理解变压器原、副线圈基本量的关系扬州市高三物理一轮复习导学案 选修 3-2 模块第二章 交变电流的产生和描述 负责学校：江苏省江都中学 主备：韩鹏生2反思订正理想变压器 没有能量损失，没有磁通量损失功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率 P入 =P出电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比，公式为 12U=n，与负载、副线圈的多少无关
4、电流关系(1) 只有一个副线圈时12I=n(2) 有多个副线圈时，由P 入 = P出 得I1U1=I2U2+I3U3+InUn或I1n1=I2n2+I3n3+Innn基本关系频率关系 f1=f2(变压器不改变交变电流的频率)三、传感器的分析思想1. 传感器所感受到的物理量.传感器所感受到的物理量有力、热、磁、光、声等.2. 转换电路把输出量转换成电信号.考查传感器的试题内容虽各不相同，但分析思路却有共同点:因为传感器工作过程都是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定规律转换成便于利用的信号，故在分析过程中只要把握住该元件相对敏感信号的变化关系，再分析该元件的变化对其所处环境的影响，就能
5、将传感器的原理分析出来并用以解题.3. 摸清敏感元件的特性是解决传感器问题的关键.(1) 热敏电阻的特性:热敏电阻的阻值随温度升高而减小.与金属热电阻的特性相反.(2) 光敏电阻的特性:光敏电阻的阻值与光照强度有关.光照越强，阻值越小.(3) 力传感器的应用:力传感器是将力信号转化为电流信号的元件.(4) 温度传感器的应用:温度传感器是将温度这个热学量转化为电阻这个电学量的元件.扬州市高三物理一轮复习导学案 选修 3-2 模块第二章 交变电流的产生和描述 负责学校：江苏省江都中学 主备：韩鹏生3反思订正(5) 霍尔元件的应用:霍尔元件是将磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学量的元件.考点突破
6、 问题1 交变电流的“四值”计算【典型例题1】电阻为1的单匝矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴，在匀强磁场中匀速转动，产生的交流电动势随时间变化的图象如图所示.现把交变电流加在电阻为9的电热丝上，下列说法中正确的是( )A. 线圈转动的角速度为100rad/sB. 在0.005s时间内，通过电阻的电荷量为 15CC. 电热丝两端的电压为180V D. 电热丝的发热功率为1 800W变式：如图所示，线圈面积为0.05 m2，共100匝，线圈总电阻为1 ，与外电阻R=9 相连.当线圈在B=2/ T的匀强磁场中绕OO以转速n=300 r/min匀速转动时，求: (1) 若从线圈处于中性面开始计时，写出电动
7、势的瞬时值表达式.(2) 两电表的示数.(3) 线圈转过1/60 s时，电动势的瞬时值.(4) 线圈转过1/30 s的过程中，通过电阻R的电荷量. (5) 线圈匀速转一周外力做的功.问题2 变压器电压、电流、电功率、电功及焦耳热的计算【典型例题 2】如图甲所示，理想变压器的原线圈电路中装有 0.5A 的保险丝 L，原线圈匝数 n1=600 匝，副线圈匝数 n2=120 匝.当原线圈接在如图乙所示的交流电源上，要使整个电路和用电器正常工作，则副线圈两端可以接( )A. 阻值为 12 的电阻 B. 并联两盏“36V 40W”的灯泡扬州市高三物理一轮复习导学案 选修 3-2 模块第二章 交变电流的产
8、生和描述 负责学校：江苏省江都中学 主备：韩鹏生4反思订正C. 工作频率为 10Hz 的用电设备 D. 耐压值为 36V 的电容器变式：如图所示为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器的滑片，U1为加在变压器原线圈两端的电压 .I1为原线圈中的电流，则下列说法中错误的是( )A. 保持U1和P的位置不变，S由a合到b时，I1 将增大B. 保持U1和P 的位置不变，S 由b合到a 时，R消耗功率减小C. 保持P的位置不变，S合在a处，当U1增大时，I1 将增大D. 保持U1不变，S合在a处，当P上滑时，I1 将增大问题3 传感元件的应用【典型例题3】酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及
9、其他严禁酒后作业人员的现场检测.它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化.在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻.这样，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系.如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U 与酒精气体浓度C之间的对应关系正确的是( )A. U越大，表示C越大，C与U成正比B. U越大，表示C越大，但是 C与U 不成正比C. U越大，表示C越小，C 与 U成正比D. U越大，表示C越小，但是C 与U不成反比变式：家用电热灭蚊器电热部分的主要部件是PCT元件， PC
10、T元件是由钛酸钡等导体材料组成的电阻器，其电阻率与温度t的关系如图所示.由于这种特性，PCT元件具有发热、控温双重功能，若电热灭蚊器环境温度低于t1 ，下列说法中正确的是( )A. 通电后，其电功率先增大后减小B. 通电后，其电功率先减小后增大 C. 当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t 1或t 2不变 D. 当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t 1至t 2间的某一值不变扬州市高三物理一轮复习导学案 选修 3-2 模块第二章 交变电流和传感器 负责学校：江苏省江都中学 主备：韩鹏生1第 4 课时 章末复习 参考答案考点突破 【典型例题1】 BD【解析】由题图可知T=0.02
11、s,=2T=100 rad/s,故A错误.在00.005s内,由Um=nBS得BS=2Wb,q=Rr=-0BS=15C,故B正确.电热丝两端电压U=Rr2=90 V,故C错误.电热丝的发热功率P=I 2R=UR=2(90)W=1 800 W,故D正确.变式：(1) e=100sin(10t)V (2) 5 2 A 45 V (3) 50 V (4) 12C (5) 100 J【典型例题 2】B【解析】当原线圈接在如图乙所示的交流电源上,变压器输入的有效值为 U1=180V,由U1U 2=n1n 2得,副线圈输出电压有效值为 U2=36V,由 I1n1=I2n2可知,副线圈最大电流为 I2=2.
12、5A,副线圈两端可以接的最小电阻为 R= 2=14.4,故 A 错误.变压器最大输入功率为 1800.5W=90W,副线圈两端可以并联两盏“36V 40W”的灯泡,故 B 正确.由图乙所示的图象可知,交变电流频率为 50Hz,副线圈两端不可以接工作频率为 10Hz 的用电设备,故 C 错误.副线圈输出电压最大值为 Um= 2U2=36 V,副线圈两端不可以接耐压值为 36V 的电容器,故 D 错误.变式：D 【典型例题 3】 B【解析】由闭合电路欧姆定律可知,干路的电流I= 0xErR,电压表示数扬州市高三物理一轮复习导学案 选修 3-2 模块第二章 交变电流的产生和描述 负责学校：江苏省江都中学 主备：韩鹏生6反思订正U=IR0=0xERr,而R xC=k(定值),可知U越大,表示C越大,但是C与U不成正比,故B正确.变式：AD
