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高中物理选修3-2 导学案 2012.3

[能力训练]

1、如图甲中所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量Φ随时间t变化的规律如图乙所示，下列论述正确的是（ ） A、t1时刻线圈中感应电动势最大；

B、t2时刻导线ad的速度方向跟磁感线垂直； C、t3时刻线圈平面与中性面重合； D、t4 、t5时刻线圈中感应电流方向相同

Φ Φm 0 -Φm ttt甲 t4 t5 乙

t/S c d b ψ a B 2、已知交变电流i=Imsinωt,线圈从中性面开始转动，转动了多长时间，其瞬时值等于有效值 A、 2 π/ω B、π/ 2ω C、π/ 4ω D、π/ 2ω

3、如图，[ 形金属导轨水平放置，导轨上跨接一金属棒ab，与导轨构成闭合电路，并能在导轨上自由滑动，在导轨左侧与ab平行放置的导线cd中。通有如图所示的交变电流。规定电流方向自c向d为正，则ab棒受到向左的安培力的时间是 A、0—t1 B、t1—t2 C、t2—t3 D、t3—t4

4、在如图所示电路图中，L为电感线圈，R为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，交流电源的电压u=2202sin100πt V，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz，下列说法正确的是（ ） A、电流表示数增大 B、电压表示数增大 C、灯泡变暗 D、灯泡变亮

5、如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是（ ） A、把电介质插入电容器，灯泡变亮； B、增大电容器两板间的距离，灯泡变亮； C、减少电容器两板间的正对面积，灯泡变暗； D、使交变电流频率减小，灯泡变暗

6、如图所示，有一闭合的正方形线圈，匝数N=100，边长为10cm，线圈总电阻为10Ω，线圈绕OO’轴在B=0.5T的匀强磁场中转动，每分钟转1500转，则线圈平面从图示位置转过30度时，感应电动势 的值是 V。

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d b

0 i t1 t2 t3 t4 t c a

A ~U V L O O` 高中物理选修3-2 导学案 2012.3 7、一交流电压的瞬时值表达式为U=15 sin100πt ，将该交流电压加在一电阻上，产生的电功率为25W，那么这个电阻的阻值 Ω。

8、有一交流电压的变化规律为U=311 sin314t，若将辉光电压是220V的氖管接上此交流电压，则在1s内氖管发光的时间为多少？

9、一小型发电机内的矩形线圈在匀速磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100，穿过每匝的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻r=5.0Ω，外电路电阻R=95Ω。已知感应电动势的最大值Em=nωΦm。其中Φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值。求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数？

10、如图所示，边长为a=10cm的正方形线圈绕垂直于磁感线的OO`轴以n=10r/s的转速匀速转动，磁场的磁感应强度B=0.1T，线圈的匝数N=100匝，电阻r=1Ω。线圈两端分别接在两个固定于OO`轴上且彼此绝缘的金属滑环上，外电路接有R=9Ω的电阻，并接有一只理想交流电压表。求： ⑴、电压表的读数；

⑵、若从线圈通过中性面开始计时，转过900过程中，

通过电阻R的电荷量；

⑶、在1min内，作用在线圈上的外力所做的功是多少？

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Φ/*10-2Wb 1.0 0 -1.0 1.57 3.14 t/10-2S

b a O ψ c B d O` V R 高中物理选修3-2 导学案 2012.3 答案

典型例题：例1、D 例2、B 例3、⑴ Em=NBSω, ⑵ e=NBSωcosωt, ⑶ Q=πRωN2B2S2/[4( R+r)] , ⑷ q=NBS/R

针对训练：1 C, 2 D, 3 i=2sin5πt , 2 , 4 电阻、电感、电容器 ，5 EmT/2πs 、300 ，6 8.7A ,7 ⑴ 314v、⑵ e=314sin10πt 、⑶ 220v

能力训练：1、BC 2、C 3、AC 4、BC 5、ACD 6、39.3 7、4.5 8、0.5s 9、1.4A 10、 ⑴、4.0v ⑵、4.0v ⑶、120J

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高中物理选修3-2 导学案 2012.3

§5.2 变压器 电能输送

[学习目标]

1、理解变压器的工作原理；

2、掌握理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系及功率关系； 3、知道输电线上的功率损失及减少功率损失的方法； 4、能解决高压送电的实际问题

[自主学习]

一、变压器 1、变压器的原理

是变压器的工作基础。由于互感现象，使得穿过原副线圈的 相同。根据E= 得 ，原、副线圈产生感应电动势E与匝数n成 。 2、理想变压器的变压、变流规律和功率关系： ⑴、变压规律： ⑵、变流规律： ⑶、功率关系： 3、变压器有二个副线圈的情况 ⑴、电压与匝数间关系：

①、 ②、 ③、 ⑵、电流与匝数间关系： ⑶、功率关系： 4、简述理想变压器各种物理量的决定关系。

二、电能的输送

1、电功率损失和电压损失

⑴功率损失：远距离输送电能，由于输电线上的电流热效应，电能转化为热能。出现功率损失。△P= 。

⑵、电压损失：远距离输送电能，线路中电阻R上消耗部分电压。△U= 。 2、减少功率损失和电压损失的方法：

⑴、 ⑵、

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I1 U1

n1

I2 n2 U2 R I1 I2 n2 L1

~

n1

n3 I3 L2

高中物理选修3-2 导学案 2012.3 3、高压输电网络及各物理量间关系： ⑴、远距离输电线路图： ⑵、常用分析公式：

①、输电电流：I2= ②、输电导线损失的电功率： P损= ③、输电导线损失的电压： U损=

升压变压器

降压变压器

I1 Un1 1 ~

I2 n2 U2 R U3 n3 n4 U4 R [典型例题]

例1、如图所示为一理想变压器，原线圈的输入电压U1=3300v，副线圈的输出电压U2=220v，

U1

绕过铁心的单匝导线的电压表的示数为U0=2v,则： ⑴、原、副线圈的匝数各是多少？

⑵、当S断开时，A2的示数I2=5A，那么A1的示数是多少？ ⑶、当S闭合时，A2的示数将如何变化？A1的示数如何变化？ 分析过程：

解答过程：

例2、一座小型水电站，水以3m/s的速度流入水轮机，而以1m/s的速度流出。流出水位比流入水位低1.6m，水的流量Q=1m3/s如果水流能量的75%供给发电机，20%用于水温升高。求： ⑴、水温升高多少：

⑵、若发电机效率为80%，则发电机的输出功率多大？

⑶、发电机的输出电压为240v，输电线路电阻为50/3欧姆，允许损失的电功率为5%，用户的需电压为220v，则所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比各是多少？画出远距离输电过程示意图，[变压器为理想变压器，g取10m/s2 ，水的比热容为4.2*103J.kg.0C] 分析过程：

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S A U1 U2 A2 V