2019-2020年高考物理二輪專題突破專題七電磁感應(yīng)和電路2直流電路和交流電路教案.doc
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2019-2020年高考物理二輪專題突破專題七電磁感應(yīng)和電路2直流電路和交流電路教案 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、掌握直流電路常用的的動態(tài)分析方法 2、掌握解決交變電流的產(chǎn)生和描述的基本方法 3、學(xué)會解決變壓器和遠(yuǎn)距離輸電問題 4、學(xué)會交變電流的綜合問題分析 二、課時安排 2課時 三、教學(xué)過程 (一)知識梳理 1.純電阻電路和非純電阻電路的電功、電功率的比較 (1)純電阻電路:電功W=UIt,電功率P=UI,且電功全部轉(zhuǎn)化為電熱,有W=Q=UIt=t=I2Rt,P=UI==I2R. (2)非純電阻電路:電功W=UIt,電功率P=UI,電熱Q=I2Rt,電熱功率P熱=I2R,電功率大于電熱功率,即W>Q,故求電功、電功率只能用W=UIt、P=UI,求電熱、電熱功率只能用Q=I2Rt、P熱=I2R. 2.電源的功率和效率 (1)電源的幾個功率 ①電源的總功率:P總=EI ②電源內(nèi)部消耗的功率:P內(nèi)=I2r ③電源的輸出功率:P出=UI=P總-P內(nèi) (2)電源的效率η=100%=100% 3.交流電的“四值” (1)最大值Em=NBSω. (2)瞬時值e=NBSωsin_ωt. (3)有效值:正弦式交流電的有效值E=;非正弦式交流電的有效值必須根據(jù)電流的熱效應(yīng),用等效的思想來求解.計算交流電路的電功、電功率和測定交流電路的電壓、電流都是指有效值. (4)平均值:=n,常用來計算通過電路的電荷量. 4.理想變壓器的基本關(guān)系式 (1)功率關(guān)系:P入=P出. (2)電壓關(guān)系:=. (3)電流關(guān)系:只有一個副線圈時=. (二)規(guī)律方法 直流電路動態(tài)分析方法 (1)程序法:基本思路是“部分→整體→部分”.即從阻值的變化入手,由串、并聯(lián)規(guī)律判定R總的變化情況,再由閉合電路歐姆定律判斷I總和U端的變化情況,最后由部分電路歐姆定律及串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流等規(guī)律判斷各部分的變化情況. (2)結(jié)論法——“串反并同”: “串反”:指某一電阻增大(減小)時,與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小(增大). “并同”:指某一電阻增大(減小)時,與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大(減小). (三)典例精講 高考題型一 直流電路的動態(tài)分析 【例1】 (xx全國甲卷17)阻值相等的四個電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖1所示電路.開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時,C所帶的電荷量為Q1;閉合開關(guān)S,電流再次穩(wěn)定后,C所帶的電荷量為Q2.Q1與Q2的比值為( ) 圖1 A. B. C. D. 解析 S斷開時等效電路圖如圖甲所示. 甲 電容器兩端電壓為U1=R=E; S閉合時等效電路圖如圖乙所示. 乙 電容器兩端電壓為U2=R=E, 由Q=CU得==,故選項C正確. 答案 C 高考題型二 交流電的產(chǎn)生和描述 【例2】 如圖2甲所示,電阻為1 Ω的矩形線圈繞垂直勻強磁場的轉(zhuǎn)軸OO′勻速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生交流電,現(xiàn)將此電流給阻值為R=10 Ω的小燈泡L供電,通過電流傳感器得到燈泡中電流的圖象如圖乙,不考慮溫度對燈泡阻值的影響,下列說法正確的是( ) 圖2 A.在t=510-3 s時,線圈處于中性面位置 B.在t=1010-3 s時,穿過線圈的磁通量最大 C.交變電流的瞬時表達(dá)式為i=5cos 50πt(A) D.線圈產(chǎn)生的交流電的電動勢為55 V 解析 由圖乙可知t=510-3 s時刻感應(yīng)電流最小為零,此時線圈所在平面處于中性面位置,故A正確;t=1010-3 s時刻感應(yīng)電流最大,此時線圈所在平面與中性面位置垂直,所以穿過線圈回路的磁通量最小,故B錯誤;周期T=0.02 s,角速度ω==100π rad/s,故電流的瞬時表達(dá)式為i=5cos 100πt(A),故C錯誤;線圈產(chǎn)生的交流電的電動勢最大值為Em=Im(R+r)=55 V,D錯誤. 答案 A 歸納小結(jié) 1.線圈通過中性面時的特點 (1)穿過線圈的磁通量最大; (2)線圈中的感應(yīng)電動勢為零; (3)線圈每經(jīng)過中性面一次,感應(yīng)電流的方向改變一次. 2.交流電的“四值” (1)最大值Em=NBSω.分析電容器的耐壓值. (2)瞬時值e=NBSωsin ωt.計算閃光電器的閃光時間、線圈某時刻的受力情況. (3)有效值:正弦式交流電的有效值E=;非正弦式交流電的有效值必須根據(jù)電流的熱效應(yīng),用等效的思想來求解.計算交流電路的電功、電功率和測定交流電路的電壓、電流都是指有效值. (4)平均值:=n,常用來計算通過電路的電荷量. 高考題型三 變壓器和遠(yuǎn)距離輸電問題 【例3】 (xx全國乙卷16)一含有理想變壓器的電路如圖3所示,圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3 Ω、1 Ω和4 Ω,為理想交流電流表,U為正弦交流電壓源,輸出電壓的有效值恒定.當(dāng)開關(guān)S斷開時,電流表的示數(shù)為I;當(dāng)S閉合時,電流表的示數(shù)為4I.該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為( ) 圖3 A.2 B.3 C.4 D.5 解析 開關(guān)斷開時,電路如圖甲所示,原、副線圈的電流比=,通過R2的電流I2=,副線圈的輸出電壓U2=I2(R2+R3)=,由=可得原線圈兩端的電壓U1=5I2,則U=U1+I(xiàn)R1=5I2+3I;開關(guān)閉合時,電路如圖乙所示,原、副線圈的電流比=,通過R2的電流I2′=,副線圈的輸出電壓U2′=I2′R2=,由=可得原線圈兩端的電壓U1′=4I2,則U=U1′+4IR1=4I2+12I,聯(lián)立解得=3,選項B正確. 甲 乙 答案 B 歸納小結(jié) 理想變壓器動態(tài)分析的兩種情況 (1)負(fù)載電阻不變,討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨匝數(shù)比的變化情況. (2)匝數(shù)比不變,討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨負(fù)載電阻的變化情況. 不論哪種情況,要注意兩點:一、根據(jù)題意分清變量和不變量;二、弄清“誰決定誰”的制約關(guān)系.對電壓而言,輸入決定輸出;對電流、電功(率)而言,輸出決定輸入. 高考題型四 交變電流的綜合問題分析 【例4】 (多選)如圖4所示,導(dǎo)體棒ab兩個端點分別搭接在兩個豎直放置、電阻不計、半徑相等的金屬圓環(huán)上,圓環(huán)通過電刷與導(dǎo)線c、d相接.c、d兩個端點接在匝數(shù)比n1∶n2=10∶1的變壓器原線圈兩端,變壓器副線圈接一滑動變阻器R0,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,方向豎直向下,導(dǎo)體棒ab長為L(電阻不計),繞與ab平行的水平軸(也是兩圓環(huán)的中心軸)OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動.如果滑動變阻器的阻值為R時,通過電流表的電流為I,則( ) 圖4 A.滑動變阻器上消耗的功率為P=100I2R B.變壓器原線圈兩端的電壓U1=10IR C.取ab在環(huán)的最低端時t=0,則導(dǎo)體棒ab中感應(yīng)電流的表達(dá)式是i=Isin ωt D.ab沿環(huán)轉(zhuǎn)動過程中受到的最大安培力F=BIL 解析 由=得I2=10I,變阻器上消耗的功率為P=IR=(10I)2R=100I2R,故A正確;副線圈的電壓為U=I2R=10IR,根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比可知,變壓器原線圈兩端的電壓U1=100IR,故B錯誤;ab在最低點時,ab棒與磁場垂直,此時的感應(yīng)電動勢最大,感應(yīng)電流最大,所以棒ab中感應(yīng)電流的表達(dá)式應(yīng)為i=Icos ωt,故C錯誤;ab在最低點時,ab棒與磁場垂直,此時的感應(yīng)電動勢最大,感應(yīng)電流最大,最大值為I,此時的安培力也是最大的,最大安培力為F=BIL,故D正確. 答案 AD 歸納小結(jié) 交變電流的綜合問題,涉及交流電路最大值、有效值、平均值、瞬時值的計算,與電磁感應(yīng)、安培力、閉合電路歐姆定律的綜合應(yīng)用等,解答時應(yīng)注意以下兩點: (1)分清交流電路“四值”的不同計算方法和物理意義. (2)學(xué)會將直流電路、閉合電路歐姆定律的知識應(yīng)用在交流電路的綜合問題中. 四、板書設(shè)計 1、直流電路常用的的動態(tài)分析 2、交變電流的產(chǎn)生和描述 3、變壓器和遠(yuǎn)距離輸電問題 4、交變電流的綜合問題分析 五、作業(yè)布置 完成電磁感應(yīng)和電路(2)的課時作業(yè) 六、教學(xué)反思 借助多媒體形式,使同學(xué)們能直觀感受本模塊內(nèi)容,以促進(jìn)學(xué)生對所學(xué)知識的充分理解與掌握。采用啟發(fā)、誘思、講解和討論相結(jié)合的方法使學(xué)生充分掌握知識。進(jìn)行多種題型的訓(xùn)練,使同學(xué)們能靈活運用本節(jié)重點知識。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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