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2012高二物理课件：第二章 章末整合 （粤教版选修3-2）
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上传时间: 2014-08-17
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专题一
交变电流的产生和描述
1．交流电的产生
①平面线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴转动时，线
圈中就会产生按正弦规律变化的交流电，这种交流电叫正弦式
交流电．
②中性面：垂直于磁场的平面叫中性面．线圈位于中性面
时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，此位置
线圈中的感应电动势为零，且每经过中性面一次感应电流的方
向改变一次．线圈每转一周，两次经过中性面，感应电流的方
向改变两次．
【例题】(双选)一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线
圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势 e 随时间 t 的变
化如图 2－1 所示，下面说法正确的是(
)
图 2－1
A．t1 时刻通过线圈的磁通量为零
B．t1 时刻通过线圈的磁通量的绝对值
最大
C．t3 时刻通过线圈的磁通量变化率的
绝对值最大
D．每当电动势 e 变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对
值都为最大
解析：应把交变电流的图象与线圈转动位置对应起来，线
圈平面垂直于磁感线的位置为中性面，此时穿过线圈的磁通量
最大，感应电流为零，恰是电流改变方向的时刻，对应图象中
的t1、t3 时刻；线圈平面与磁感线平行时，穿过线圈的磁通量为
零，但磁通量变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，
对应图象中的t2、t4 时刻，因此正确的选项是 BD.
答案：BD
2．正弦式交流电的变化规律及其描述
若从中性面位置开始计时，那么线圈中的电动势、电流、
加在外电阻上的电压的瞬时值均按正弦规律变化．
②图象如图 2－2 所示：
图 2－2
③表征交流电的物理量
(a)周期和频率：是用来表示交流电变化快慢的物理量．
(b)瞬时值：交流电的瞬时值反映的是不同时刻交流电的大
小和方向．
(c)最大值：交流电在变化过程中所能达到的最大值是表征
交流电强弱的物理量．
(d)有效值：是根据交流电的热效应规定的，反映的是交流
电在能量方面的平均效果．让交流电与恒定电流通过阻值相同
的电阻，若在相等时间内产生的热量相等，这一恒定电流值就
是交流电的有效值．各种电器设备所标明的额定电流和额定电
答案：A
专题二
变压器和远距离输电
1．变压器原理及其应用：
①工作原理：原线圈加上交变电压后会产生交变的电流，
这个交变电流会在铁芯中产生交变的磁通量，那么副线圈中会
产生交变电动势，若副线圈与负载组成闭合电路，副线圈中也
会有交变电流产生，它同样在铁芯中激发交变的磁通量，这样，
由于原、副线圈中有交变电流通过而发生的一种相互感应现象
叫互感现象．变压器工作的物理基础就是利用互感现象．
【例题】一台理想降压变压器，原、副线圈的匝数比为
10∶1，它的输入电压最大值为 220 V，另有一白炽灯泡，当把
它接在 22 V 直流电源上，消耗功率为 P.若把它接在上述变压器
副线上，变压器的输入功率为(
)
A．P/4
C．P
B．P/2
D．2P
答案：B
2．远距离输电
远距离输电时，由于输电线路上存在电阻，根据电流热效
应 Q＝I2Rt，总有一部分电能损失在输电线路上，减小线路上的
电能损失，有两种方法：一是减少导线上的电阻；二是减少输
电线上通过的电流．根据 P＝UI 可知，通过减小输电线路的电
流，可减少线路的能量损失，即采用高压输电，这是减少线路
电能损失的有效方法(如图 2－3 所示)．
图 2－3
①输电过程的电压关系：
②输电过程功率的关系：
【例题】发电机的端电压为 220 V，输出电功率为 44 kW，
输电导线的电阻为0.2 Ω，如果用初、次级线圈匝数之比为1∶10
的升压变压器升压，经输电线路后，再用初、次级线圈匝数比
为 10∶1 的降压变压器降压供给用户．
(1)画出全过程的线路图．
(2)求用户得到的电压和功率．
(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电
压．
解析：(1)线路图如图 2－4 所示：
图 2－4
答案：见解析
1．(2011 年新课标卷)如图 2－5，一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(
)
图 2－5
答案：A
图 2－6
3．(双选，2010 年广东卷)图 2－7 是某种正弦式交变电压
的波形图，由图可确定该电压的(
)
图 2－7
A．周期是 0.01 s
B．最大值是 311 V
C．有效值是 220 V
D．表达式为 u＝220sin 100πt (V)
解析：选项A 错误，周期是0.02 s；选项 D 错误，应该用
峰值，即正确的表达式应该为 u＝311sin 100πt(V)．
答案：BC
4．(双选，2010 年山东卷)一理想变压器原、副线圈的匝数
比为 10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图 2－8 甲所示，副
线圈所接电路如图 2－8 乙所示，P 为滑动变阻器的触头，下列
说法正确的是(
)
图 2－8
A．副线圈输出电压的频率为 50 Hz
B．副线圈输出电压的有效值为 31 V
C．P 向右移动时，原、副线圈的电流比减小
D．P 向右移动时，变压器的输出功率增加
答案：AD
5．(2010 年浙江卷)某水电站，用总电阻为 2.5 Ω的输电线
输电给 500 km 外的用户，其输出电功率是 3×106 kW.现用 500
kV 电压输电，则下列说法正确的是(
)
B
A．输电线上输送的电流大小为 2.0×105 A
B．输电线上由电阻造成的损失电压为 15 kV
C．若改用 5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为 9×
108 kW
D．输电线上损失的功率为ΔP＝U2/r，U 为输电电压，r 为
输电线的电阻
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