第三课时 单元知识整合
解析：①线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动；② ；
③ ；④ ；⑤
1、正弦交变电流的产生及变化规律：
（1）从电磁感应现象这一本质来认识正弦交变电流的产生及方向变化规律；
（2）从其推导过程来理解瞬时值表达式中各物理量的含义及特点。
2、正弦交变电流的描述：
（1）利用图象反映正弦交变电流的变化特征，既要准确认识图象，从中找出需要的物理量，又要把图象和对应的模型状态结合起来。
（2）交流电的“四值”：交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的―等效思想，除正弦交变电流的有效值为最大值的 倍外，其他交变电流的有效值只能根据热效应求解。
“四值”用法要区分：瞬时值――某时刻值；最大值――极值，临界问题；有效值――电热、电功等问题；平均值――平均电流、感应电荷量等问题。
3、理想变压器：
变压器的基本原理仍是电磁感应现象。要深 刻理解理想变压器中的三个基本关系，并能在涉及变压器电路的有关问题中灵活应用；而对动态分析问题更要抓住原线圈参量（U1、I1、P1）与副线圈参量的（U2、I2、P2）之间的约束关系，有别于一般电路的动态分析。
4、交流电与力学的综合问题：
相关问题综合性强、难度大，涉及知识较多，确定物体的运动性质时必须考虑物体运动的初始状态和受力情况，不能简单地认为受力改变了，其运动方向也随之变化。
类型一交流电与变压器的综合问题
【例1】（2007年理综山东卷．18）某变压器原、副线圈匝数比为55：9，原线圈所接电源电压按图示规律变化，副线圈接有负载。下列判断正确的是 ( )
A．输出电压的最大值为36V
B．原、副线圈中电流之比为55：9
C．变压器输入、输出功率之比为55：9
D．交流电源有效值为220V，频率为50Hz
导示：选择D。由图象知交流电的周期为0.02s；电压的最大值为U1m=220 V；则输出电压的最大值为：U2m= U1m×9/55=36 V，故A错。原、副线圈中电流与线圈匝数成反比，应为9：55，B错；
变压器输入、输出功率之比为1：1。C错。交流电源有效值为220V，频率为50Hz，D正确。
类型二电感、电容等元件对交流电的影响
【例2】（连云港、淮安、宿迁三市2008届高考模拟考试）某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件，在接线柱间以如图所示的“Z”字形连接（两接线柱间只有一个元件）。为了确定各元件种类，小华同学把DIS计算机辅助实验系统中的电流传感器（相当于电流表）与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将AB、BC、CD接入电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图a、b、c所示，则如下判断中正确的是（ ）
A、AB间是电容器 B、BC间是电感线圈
C、CD间是电容器 D、CD间是定值电阻
导示：选择ABD。闭合开关后电容器先充电后放电，如图a，所以AB间是电容器；而电感对电流有阻碍作用，电路中电流逐渐达到稳定值，如图b, 所以BC间是电感线圈；而图c中电流立刻达到稳定值，可知CD间是定值电阻。
【例3】如图所示的电路中， ，CD之间接有某个理想的电子元件，若在AB之间加上图甲所示的交变电压，示波器测定电阻 两端电压如图乙所示。
（1）C、D之间接的是何种电子元件？
（2）若在AB之间加上图丙所示的交变电压，这时交流电流表的示数是多大？
（3）若在AB之间加上图丙所示的交变电压，交流电表的示数突然变为2.83A，分析图示的电路中哪一个元件发生了怎样的故障？
导示:（1）理想的二极管。
（2）交流电流表示数是有效值。 设 两端电压的有效值为U2，由 ；
得
电流表示数 =3.16A
（3）发生故障后电流表示数变小，表明是断路故障，分析可知是电阻 发生断路。
类型三有关交流电的实际问题分析
【例4】．原始的电话机将听筒和话筒串联成一个电路，当自己对着话筒讲话时，会从听筒中听到自己的声音，导致听觉疲劳而影响通话。现代的电话机将听筒电路与话筒电路分开，改进的电路原理示意图如图所示，图中线圈Ⅰ与线圈Ⅱ匝数相等，R0＝1.2 kΩ，R＝3.6 kΩ，Rx为可变电阻。当Rx调到某一值时，从听筒中就听不到话筒传出的声音了，这时Rx＝ kΩ。
导示：当Rx与R并联的总电阻等于R0时，左、右两边电流相等，产生的磁通量互相抵消，听筒电路中没有感应电流。由1Rx＋1R＝1R0，解得Rx＝1.8 kΩ。
1．07届南京市综合检测题（一）5．汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油。柴油机是靠压缩汽缸内的空气点火的；而汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油―空气混合气是靠火花塞点燃的。但是汽车蓄电池的电压只有12V，不能在火花塞中产生火花，因此，要使用如图所示的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器初级线圈通过开关连到蓄电池上，次级线圈接到火花塞的两端，开关由机械控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，从而在次级线圈中产生10000V以上的电压，这样就能在火花塞中产生火花了。下列说法正确的是 ( )
A．柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内能增大的
B．汽油机点火装置的开关若始终闭合，次级线圈的两端也会有高压
C．接该变压器的初级线圈的电源必须是交流电源，否则就不能在次级产生高压
D．汽油机的点火装置中变压器的次级线圈匝数必须远大于初级线圈的匝数
2．（连云港、淮安、宿迁三市2008届高考模拟考试）矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．交流电压的有效值为362 V
B．交流电压的最大值为362 V，频率为0.25Hz
C．2s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大
D．1s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快
3．（2007年广东卷7．）如图是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器，已知变压器原线圈与副线圈匝数比n1：n2=1：20，加在原线圈的电压为 （V），霓虹灯正常工作的电阻R＝440 kΩ，I1、I2表示原、副线圈中的电流，下列判断正确的是 ( )
A．副线圈两端电压6220 V，副线圈中的电流14.1 mA
B．副线圈两端电压4400 V，副线圈中的电流10.0 mA
C．I1＜I2 D．I1＞I2
4、（泰州市2007―2008学年度第一学期第一次联考）如图所示，理想变压器的原线圈接在220V、50Hz的正弦交流电源上，副线圈接有一理想二极管(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)和一阻值为10欧的电阻，已知原副线圈的匝数比为2：1。则二极管的耐压值至少为 V， 电阻R上1s内产生的焦耳热为 J，电阻R上电流的有效值为 A。
答案：1、AD 2、BC 3、BD
解析：①线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动；② ；
③ ；④ ；⑤
1、正弦交变电流的产生及变化规律：
（1）从电磁感应现象这一本质来认识正弦交变电流的产生及方向变化规律；
（2）从其推导过程来理解瞬时值表达式中各物理量的含义及特点。
2、正弦交变电流的描述：
（1）利用图象反映正弦交变电流的变化特征，既要准确认识图象，从中找出需要的物理量，又要把图象和对应的模型状态结合起来。
（2）交流电的“四值”：交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的―等效思想，除正弦交变电流的有效值为最大值的 倍外，其他交变电流的有效值只能根据热效应求解。
“四值”用法要区分：瞬时值――某时刻值；最大值――极值，临界问题；有效值――电热、电功等问题；平均值――平均电流、感应电荷量等问题。
3、理想变压器：
变压器的基本原理仍是电磁感应现象。要深 刻理解理想变压器中的三个基本关系，并能在涉及变压器电路的有关问题中灵活应用；而对动态分析问题更要抓住原线圈参量（U1、I1、P1）与副线圈参量的（U2、I2、P2）之间的约束关系，有别于一般电路的动态分析。
4、交流电与力学的综合问题：
相关问题综合性强、难度大，涉及知识较多，确定物体的运动性质时必须考虑物体运动的初始状态和受力情况，不能简单地认为受力改变了，其运动方向也随之变化。
类型一交流电与变压器的综合问题
【例1】（2007年理综山东卷．18）某变压器原、副线圈匝数比为55：9，原线圈所接电源电压按图示规律变化，副线圈接有负载。下列判断正确的是 ( )
A．输出电压的最大值为36V
B．原、副线圈中电流之比为55：9
C．变压器输入、输出功率之比为55：9
D．交流电源有效值为220V，频率为50Hz
导示：选择D。由图象知交流电的周期为0.02s；电压的最大值为U1m=220 V；则输出电压的最大值为：U2m= U1m×9/55=36 V，故A错。原、副线圈中电流与线圈匝数成反比，应为9：55，B错；
变压器输入、输出功率之比为1：1。C错。交流电源有效值为220V，频率为50Hz，D正确。
类型二电感、电容等元件对交流电的影响
【例2】（连云港、淮安、宿迁三市2008届高考模拟考试）某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件，在接线柱间以如图所示的“Z”字形连接（两接线柱间只有一个元件）。为了确定各元件种类，小华同学把DIS计算机辅助实验系统中的电流传感器（相当于电流表）与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将AB、BC、CD接入电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图a、b、c所示，则如下判断中正确的是（ ）
A、AB间是电容器 B、BC间是电感线圈
C、CD间是电容器 D、CD间是定值电阻
导示：选择ABD。闭合开关后电容器先充电后放电，如图a，所以AB间是电容器；而电感对电流有阻碍作用，电路中电流逐渐达到稳定值，如图b, 所以BC间是电感线圈；而图c中电流立刻达到稳定值，可知CD间是定值电阻。
【例3】如图所示的电路中， ，CD之间接有某个理想的电子元件，若在AB之间加上图甲所示的交变电压，示波器测定电阻 两端电压如图乙所示。
（1）C、D之间接的是何种电子元件？
（2）若在AB之间加上图丙所示的交变电压，这时交流电流表的示数是多大？
（3）若在AB之间加上图丙所示的交变电压，交流电表的示数突然变为2.83A，分析图示的电路中哪一个元件发生了怎样的故障？
导示:（1）理想的二极管。
（2）交流电流表示数是有效值。 设 两端电压的有效值为U2，由 ；
得
电流表示数 =3.16A
（3）发生故障后电流表示数变小，表明是断路故障，分析可知是电阻 发生断路。
类型三有关交流电的实际问题分析
【例4】．原始的电话机将听筒和话筒串联成一个电路，当自己对着话筒讲话时，会从听筒中听到自己的声音，导致听觉疲劳而影响通话。现代的电话机将听筒电路与话筒电路分开，改进的电路原理示意图如图所示，图中线圈Ⅰ与线圈Ⅱ匝数相等，R0＝1.2 kΩ，R＝3.6 kΩ，Rx为可变电阻。当Rx调到某一值时，从听筒中就听不到话筒传出的声音了，这时Rx＝ kΩ。
导示：当Rx与R并联的总电阻等于R0时，左、右两边电流相等，产生的磁通量互相抵消，听筒电路中没有感应电流。由1Rx＋1R＝1R0，解得Rx＝1.8 kΩ。
1．07届南京市综合检测题（一）5．汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油。柴油机是靠压缩汽缸内的空气点火的；而汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油―空气混合气是靠火花塞点燃的。但是汽车蓄电池的电压只有12V，不能在火花塞中产生火花，因此，要使用如图所示的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器初级线圈通过开关连到蓄电池上，次级线圈接到火花塞的两端，开关由机械控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，从而在次级线圈中产生10000V以上的电压，这样就能在火花塞中产生火花了。下列说法正确的是 ( )
A．柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内能增大的
B．汽油机点火装置的开关若始终闭合，次级线圈的两端也会有高压
C．接该变压器的初级线圈的电源必须是交流电源，否则就不能在次级产生高压
D．汽油机的点火装置中变压器的次级线圈匝数必须远大于初级线圈的匝数
2．（连云港、淮安、宿迁三市2008届高考模拟考试）矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．交流电压的有效值为362 V
B．交流电压的最大值为362 V，频率为0.25Hz
C．2s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大
D．1s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快
3．（2007年广东卷7．）如图是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器，已知变压器原线圈与副线圈匝数比n1：n2=1：20，加在原线圈的电压为 （V），霓虹灯正常工作的电阻R＝440 kΩ，I1、I2表示原、副线圈中的电流，下列判断正确的是 ( )
A．副线圈两端电压6220 V，副线圈中的电流14.1 mA
B．副线圈两端电压4400 V，副线圈中的电流10.0 mA
C．I1＜I2 D．I1＞I2
4、（泰州市2007―2008学年度第一学期第一次联考）如图所示，理想变压器的原线圈接在220V、50Hz的正弦交流电源上，副线圈接有一理想二极管(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)和一阻值为10欧的电阻，已知原副线圈的匝数比为2：1。则二极管的耐压值至少为 V， 电阻R上1s内产生的焦耳热为 J，电阻R上电流的有效值为 A。
答案：1、AD 2、BC 3、BD
