2019版高考物理總復(fù)習(xí) 專題十二 交變電流課件.ppt

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1、專題十二 交變電流,【高考幫物理】：專題十二 交變電流,考情精解讀,A.考點(diǎn)幫知識(shí)全通關(guān),目錄 CONTENTS,考綱要求,命題規(guī)律,命題分析預(yù)測(cè),考點(diǎn)1 交變電流的產(chǎn)生及其描述,考點(diǎn)2 變壓器、遠(yuǎn)距離輸電,,方法1 交變電流變化規(guī)律的應(yīng)用方法,方法2 應(yīng)用交變電流“四值”解決問(wèn)題的方法,方法3 理想變壓器的解題方法,B.方法幫題型全突破,C.考法幫考向全掃描,考向1 考查交變電流的產(chǎn)生和描述,考向2 考查理想變壓器的基本關(guān)系,考向3 考查理想變壓器與電路的綜合問(wèn)題,物理 專題十二：交變電流,方法4 遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的解決方法,考向4 考查遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題,考情精解讀,考綱要求 命題規(guī)律 命題分析

2、預(yù)測(cè),物理 專題十二：交變電流,1.交變電流、交變電流的圖象 2.正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式、峰值和有效值 3.理想變壓器 4.遠(yuǎn)距離輸電,,考綱要求,,命題規(guī)律,本專題的考題貼近生活,與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系緊密.題目多以發(fā)電機(jī)為載體,考查交變電流的產(chǎn)生及其描述,綜合變壓器以及遠(yuǎn)距離輸電等多個(gè)考點(diǎn),以選擇題形式出現(xiàn),難度中等,,命題分析預(yù)測(cè),A.考點(diǎn)幫知識(shí)全通關(guān),考點(diǎn)1 交變電流的產(chǎn)生及其描述 考點(diǎn)2 變壓器、遠(yuǎn)距離輸電,物理 專題十二：交變電流,1.交變電流 (1)交變電流的定義:大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流叫交變電流. (2)正弦交變電流:隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的交變電流叫做正弦交變電流.正弦

3、交變電流的圖象是正弦函數(shù)曲線. (3)圖象:圖(a)、(b)、(c)、(d)所示電流都屬于交變電流,其中圖(a)所示為正弦交變電流.,,,考點(diǎn)1交變電流的產(chǎn)生及其描述,注意 交變電流的主要特征是電流的方向隨時(shí)間發(fā)生周期性變化. (4)交變電流的產(chǎn)生 將一個(gè)平面線圈置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,并使它繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線圈中就會(huì)產(chǎn)生正(余)弦交變電流,如圖所示. 注意 只有線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)才能產(chǎn)生正(余)弦交變電流.,,物理 專題十二：交變電流,2.正弦交變電流的變化規(guī)律 (1)中性面 中性面:線圈平面與磁感線垂直的位置稱為中性面. 中性面的特點(diǎn)以及與峰值面(中性面的垂

4、面)的比較,物理 專題十二：交變電流,(2)正弦交變電流的圖象:用以描述交變電流隨時(shí)間變化的規(guī)律,如果從線圈位于中性面位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),其電壓時(shí)間、電流時(shí)間圖象為正弦曲線,如圖甲、乙所示. 甲 乙 (3)正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式(線圈在中性面位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)) 電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的規(guī)律:e=Emsin t,其中表示線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度,Em=nBS. 負(fù)載兩端的電壓u隨時(shí)間變化的規(guī)律:u=Umsin t. 電流i隨時(shí)間變化的規(guī)律:i=Imsin t.,物理 專題十二：交變電流,特別提醒 1.線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生正弦交變電流,電流的變化規(guī)律與

5、線圈的形狀、轉(zhuǎn)動(dòng)軸處于線圈平面內(nèi)哪個(gè)位置無(wú)關(guān). 2.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周經(jīng)過(guò)中性面兩次,所以一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次. 3.交變電流的物理量 (1)交變電流的“四值” 瞬時(shí)值:交變電流某一時(shí)刻的值,瞬時(shí)值是時(shí)間的函數(shù),不同時(shí)刻,瞬時(shí)值不同. 最大值:Em=nBS,當(dāng)線圈平面與磁感線平行時(shí),交變電流電動(dòng)勢(shì)最大,交變電流電動(dòng)勢(shì)的最大值反映的是交變電流電動(dòng)勢(shì)大小的變化范圍.瞬時(shí)值與最大值的關(guān)系是-EmeEm. 有效值:交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)規(guī)定的,讓交變電流和恒定電流通過(guò)相同阻值的電阻,如果它們?cè)谙嗤臅r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等,就把這一恒定電流的數(shù)值叫該交變電流的有效值.,物理 專題十二：交變電

6、流,,物理 專題十二：交變電流,,物理 專題十二：交變電流,,,考點(diǎn)2變壓器、遠(yuǎn)距離輸電,1.理想變壓器 (1)構(gòu)造:如圖所示,變壓器主要由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成. 原線圈:指與交流電源連接的線圈,也叫初級(jí)線圈. 副線圈:指與負(fù)載連接的線圈,也叫次級(jí)線圈. (2)理想變壓器:不考慮能量損失的變壓器稱為理想變壓器,即理想變壓器的輸出功率等于輸入功率.,,物理 專題十二：交變電流,為輸電導(dǎo)線的電阻. (2)降低輸電損耗的方法 減小輸電導(dǎo)線的電阻; 減小輸電導(dǎo)線中的電流.在輸送功率P一定的情況下,由P=UI可知,提高輸電電壓U可以減小輸電電流I. (3)遠(yuǎn)距離輸電的分析 輸電過(guò)程如圖所

7、示.,物理 專題十二：交變電流,,物理 專題十二：交變電流,B.方法幫題型全突破,方法1 交變電流變化規(guī)律的應(yīng)用方法 方法2 應(yīng)用交變電流“四值”解決問(wèn)題的方法 方法3 理想變壓器的解題方法 方法4 遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的解決方法,物理 專題十二：交變電流,,,方法1 交變電流變化規(guī)律的應(yīng)用方法,,,,方法1 交變電流變化規(guī)律的應(yīng)用方法,,,方法1 交變電流變化規(guī)律的應(yīng)用方法,,,,物理 專題十二：交變電流,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十二：交變電流,題型 2交變電流的圖象 考法示例2某線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的交變電流的圖象如圖所示,由圖中信息可以判斷 A.在A、

8、C時(shí)刻線圈處于中性面位置 B.在B、D時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為零 C.AD過(guò)程,線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度為2 D.若OD過(guò)程歷時(shí)0.02 s,則在1 s內(nèi)線圈中交變電流的方向改變了100次,,物理 專題十二：交變電流,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十二：交變電流,,,物理 專題十二：交變電流,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十二：交變電流,,,方法2 應(yīng)用交變電流“四值”解決問(wèn)題的方法,方法解讀： 1.幾種典型交變電流的有效值,,,方法1 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用方法,2.交變電流“四值”的比較,方法2 應(yīng)用交變電流“四值”解決問(wèn)題的方法,,,方法1 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用方法,,方法2

9、應(yīng)用交變電流“四值”解決問(wèn)題的方法,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十二：交變電流,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十二：交變電流,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十二：交變電流,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十二：交變電流,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十二：交變電流,,,方法3 理想變壓器的解題方法,方法解讀： 1.理想變壓器的規(guī)律及應(yīng)用,,,方法3 理想變壓器的解題方法,,,,方法3 理想變壓器的解題方法,,,,方法3 理想變壓器的解題方法,(3)分析動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題的思路 說(shuō)明:關(guān)于理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題,解題的關(guān)鍵是分清變量和不變量,弄清理想變壓器中

10、各物理量之間的聯(lián)系和相互制約的關(guān)系,即明確變壓器輸入電壓與輸出電壓、輸入電流與輸出電流跟匝數(shù)的關(guān)系,以及輸出電壓由輸入電壓決定,輸入電流由輸出電流決定.,,,物理 專題十二：交變電流,,,物理 專題十二：交變電流,題型 7原線圈有負(fù)載的變壓器問(wèn)題 考法示例7如圖所示, 理想變壓器的輸入端通過(guò)燈泡L1與輸出電壓恒定的正弦交流電源相連,副線圈通過(guò)導(dǎo)線與兩個(gè)相同的燈泡L2和L3相連,開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S處于斷開(kāi)狀態(tài).當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后, 所有燈泡都能發(fā)光,則下列說(shuō)法正確的有 A.副線圈兩端電壓不變 B.燈泡L1變亮,L2的亮度不變 C.副線圈中電流變大,燈泡L1變亮,L2變暗 D.因?yàn)椴恢儔浩髟?、副線圈的匝

11、數(shù)比,所以L1及L2的亮度變化情況不能判斷,,物理 專題十二：交變電流,,,物理 專題十二：交變電流,,,物理 專題十二：交變電流,解析由題圖乙可知,交變電流的周期為0.02 s,頻率為50 Hz,則交流電的方向每秒改變100次,A項(xiàng)錯(cuò)誤;電壓表的示數(shù)為變壓器副線圈兩端電壓的有效值,即22 V,B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)有光照射電阻R時(shí),其阻值減小,因此負(fù)載電阻減小,電流增大,燈泡D變亮,C項(xiàng)正確;抽出線圈L中的鐵芯,線圈的自感系數(shù)減小,對(duì)交變電流的阻礙作用(感抗)減小,負(fù)載電流增大,故輸入電流增大,電流表示數(shù)增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤. 答案 C 特別提醒 由于理想變壓器不消耗電能,動(dòng)態(tài)分析交流電路時(shí)同樣可以使用“整

12、體法”和“隔離法”,首先將變壓器副線圈回路從系統(tǒng)中隔離出來(lái)進(jìn)行分析,然后從能量守恒的角度對(duì)整體輸入功率、電流進(jìn)行分析,綜合得出結(jié)論.,,物理 專題十二：交變電流,題型 9多副線圈的變壓器問(wèn)題 考法示例9如圖所示,接在理想變壓器回路中的四個(gè)規(guī)格相同的燈泡都正常發(fā)光,那么,理想變壓器的匝數(shù)比n1n2n3為 A.111B.321 C.621D.221,,物理 專題十二：交變電流,,,物理 專題十二：交變電流,,,方法4 遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的解決方法,方法解讀： 1.弄清“三個(gè)回路” 如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的簡(jiǎn)化電路原理圖.我們可以把它劃分為三個(gè)回路,即圖中所示的回路1、回路2和回路3.,,,方法4 遠(yuǎn)距

13、離輸電問(wèn)題的解決方法,,,,方法4 遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的解決方法,,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十二：交變電流,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十二：交變電流,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十二：交變電流,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十二：交變電流,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十二：交變電流,C.考法幫考向全掃描,考向1 考查交變電流的產(chǎn)生和描述 考向2 考查理想變壓器的基本關(guān)系 考向3 考查理想變壓器與電路的綜合問(wèn)題 考向4 考查遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題,物理 專題十二：交變電流,交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律、交變電流“四值”的計(jì)算及應(yīng)用、變壓器的工作原理、遠(yuǎn)距離輸

14、電等仍是高考考查的熱點(diǎn)內(nèi)容.題型一般為選擇題,多以發(fā)電機(jī)為載體,考查交變電流的相關(guān)知識(shí),試題與生活實(shí)際相聯(lián)系是未來(lái)的命題趨勢(shì).,,,考情揭秘,命題透視:交變電流的產(chǎn)生和描述包含對(duì)中性面的理解、瞬時(shí)值表達(dá)式的書(shū)寫(xiě)、認(rèn)識(shí)相關(guān)圖象等,高考中常以選擇題的形式出現(xiàn).,,,考向1 考查交變電流的產(chǎn)生和描述,示例202017天津高考,6,6分多選在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一個(gè)100匝的閉合矩形金屬線圈,繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),穿過(guò)該線圈的磁通量隨時(shí)間按圖示正弦規(guī)律變化.設(shè)線圈總電阻為2 ,則 A.t=0時(shí),線圈平面平行于磁感線 B.t=1 s時(shí),線圈中的電流改變方向 C.t=1.5 s時(shí),線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最

15、大 D.一個(gè)周期內(nèi),線圈產(chǎn)生的熱量為82 J,,,考向1 考查交變電流的產(chǎn)生和描述,,,,考向1 考查交變電流的產(chǎn)生和描述,命題透視:理想變壓器的問(wèn)題包含對(duì)變壓器構(gòu)造的認(rèn)識(shí),工作原理的理解,原副線圈中電壓、電流、功率等物理量之間的關(guān)系等,高考中常以選擇題的形式出現(xiàn).,,,考向2 考查理想變壓器的基本關(guān)系,,,,考向2 考查理想變壓器的基本關(guān)系,,,,考向2 考查理想變壓器的基本關(guān)系,命題透視:理想變壓器與電路的綜合問(wèn)題包括電路的有關(guān)計(jì)算及電路的動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題,高考中常以選擇題的形式出現(xiàn).,,,考向3 考查理想變壓器與電路的綜合問(wèn)題,示例142016天津高考,5,6分如圖所示,理想變壓器原線圈接在

16、交流電源上,圖中各電表均為理想電表.下列說(shuō)法正確的是 A.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí),R1消耗的功率變大 B.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí),電壓表V示數(shù)變大 C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí),電流表A1示數(shù)變大 D.若閉合開(kāi)關(guān)S,則電流表A1示數(shù)變大、A2示數(shù)變大,,,考向3 考查理想變壓器與電路的綜合問(wèn)題,命題立意本題主要考查理想變壓器的動(dòng)態(tài)變化及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn). 解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增大,變壓器副線圈的總負(fù)載的等效電阻增大,R1中電流減小,R1兩端電壓減小,電壓表示數(shù)變大,R1消耗的電功率變小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確.當(dāng)滑動(dòng)變阻器

17、的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí),變壓器副線圈輸出電流減小,輸出功率減小,根據(jù)變壓器輸入功率等于輸出功率,變壓器輸入功率減小,電流表A1示數(shù)變小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.若閉合開(kāi)關(guān)S,變壓器副線圈的總負(fù)載的等效電阻減小,則R1中電流增大,R1兩端電壓增大,電壓表示數(shù)減小,電流表A2示數(shù)減小,電流表A1示數(shù)變大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案 B,,,考向3 考查理想變壓器與電路的綜合問(wèn)題,命題透視:遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題包含對(duì)輸電原理圖的理解以及兩組變壓器中電壓、電流及功率關(guān)系的理解,是對(duì)變壓器和恒定電流的知識(shí)的綜合考查,高考中常以選擇題的形式出現(xiàn).,,,考向4 考查遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題,,,,考向4 考查遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題,,,,考向4 考查遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題,