高中物理 第5章 章末复习课学案 新人教版选修3-2-新人教版高二选修3-2物理学案VIP专享VIP免费

章末复习课[体系构建][核心速填]1．正弦式交变电流的产生(1)产生：闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动．(2)中性面：线圈平面垂直于磁场，磁通量最大，感应电动势为零．2．正弦式交变电流的描述(1)瞬时值变化规律：e＝Emsin_ωt，i＝Imsin_ωt，u＝Umsin_ωt.(2)周期和频率：T＝.(3)峰值和平均值：Em＝NBSω，＝N.(4)有效值：E＝，i＝，u＝.3．特征元件(1)电感器：通直流、阻交流；通低频、阻高频．(2)电容器：通交流、隔直流；通高频、阻低频．4．理想变压器(1)结构：原线圈、副线圈、铁芯．(2)工作原理：互感现象．(3)基本规律：＝，P输入＝P输出．5．远距离输电(1)功率损失：ΔP＝I2R线．(2)电压损失：ΔU＝IR线．(3)远距离输电最经济的最佳方式：高压输电．交变电流的四值及其应用1.瞬时值：它反映不同时刻交变电流的大小和方向，正弦交流电瞬时值表达式为e＝Emsinωt，i＝Imsinωt.应当注意必须从中性面开始．2．最大值：它是瞬时值的最大值，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＝nBSω(转轴垂直于磁感线)．电容器接在交流电路中，则交变电压的最大值不能超过电容器的耐压值．3．有效值：交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫作这一交流的有效值．正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是U＝Em，I＝Im.对于非正弦交变电流的有效值，以上关系不成立，应根据定义来求．通常所说的交流电压、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、电功以及确定保险丝的熔断电流时，只能用有效值．4．平均值：它是指交流电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＝n·来求，当线圈从中性面转过90°的过程中，有＝Em.计算平均值切忌用算术平均法，即＝求解，平均值不等于有效值．【例1】如图所示，边长为L的正方形线圈abcd的匝数为n，线圈电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为B，现在线圈以OO′为轴，以角速度ω转动，求：(1)闭合电路中电流瞬时值的表达式；(2)线圈从图示位置转过90°的过程中电阻R上产生的热量；(3)线圈从图示位置转过90°的过程中，通过R的电荷量；(4)电阻R上的最大电压．[解析](1)线圈转动时，总有一条边切割磁感线，且ad边和bc边转动的线速度大小相等，当线圈平行于磁场时，产生的感应电动势最大，为Em＝nBLv＝nBLω·＝nBL2ω由闭合电路欧姆定律可知Im＝＝当以题图示为计时起点时，流过R的电流表达式为i＝Imsinωt＝sinωt.(2)在线圈由题图示位置匀速转动90°角的过程中，用有效值计算R产生的热量．Q＝I2R，其中I＝＝，T＝所以Q＝.(3)在转过90°角的过程中感应电动势的平均值为＝n.通过R的电荷量：q＝·Δt＝·Δt＝·Δt＝＝.(4)电阻R上的最大电压：Um＝Im·R＝.[答案]见解析1．如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，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，磁感应强度为B.M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计．求：(1)从图示位置起转过转的时间内负载电阻R上产生的热量；(2)从图示位置起转过转的时间内通过负载电阻R的电荷量；(3)电流表的示数．[解析]线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流．此交变电动势的最大值为Em＝BSω＝B··2πn＝π2Bnr2.(1)在线圈从题图示位置转过转的时间内，电动势的有效值为E＝＝电阻R上产生的热量Q＝·＝.(2)在线圈从题图示位置转过转的时间内，电动势的平均值为＝.通过R的电荷量q＝·Δt＝·Δt＝＝.(3)设此交变电动势在一个周期内的有效值为E′，由有效值的定义得·＝T解得E′＝故电流表的示数为I＝＝.[答案](1)(2)(3)变压器问题解题思路分析2．理想变压器的动态分析问题首先应明确“不变量”和“变化量”，对变化量要把握它们之间的制约关系，依据程序分析的思想，从主动变化量开始，根据制约关系从前到后...