课件62张PPT。教师用书独具演示●课标要求
1．了解交变电流和直流的概念．
2．了解交变电流的产生过程和电动势与电流方向的变化规律．
3．明确正弦交变电流的变化规律及表达式，知道中性面、瞬时值、峰值等概念．1 交变电流●课标解读
1．理解交变电流、直流的概念．
2．理解交变电流的产生，会分析线圈转动一周中电动势和电流方向的变化．
3．知道交变电流的变化规律及表示方法．
4．通过对正弦交变电流感应电动势的推导，提高分析问题和知识迁移的能力．
●教学地位
本节知识是高考命题的重点，交变电流的图像及产生与其他电学知识相结合，可以计算题的形式在高考中出现．●新课导入建议
我们的日常生活和工农业生产都离不开交变电流，那么交变电流是如何产生的？它有什么规律呢？这就是我们这节课主要探究和学习的知识．●教学流程设计课前预习安排：1.看教材2.填写【课前自主导学】(同学之间可进行讨论) 步骤1：导入新课，本节教学地位分析 步骤2：老师提问，检查预习效果(可多提问几个学生) 步骤3：师生互动完成“探究1”互动方式(除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路)步骤4：教师通过例题讲解总结两个特殊位置各物理量的特点步骤5：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评? 步骤6：师生互动完成“探究2”(方式同完成探究1相同)? 步骤7：完成“探究3”(重在讲解规律方法技巧) 步骤8：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况 步骤9：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课时作业】 演示结束1.基本知识
(1)恒定电流
大小和方向都不随时间变化的电流，称为 ．
(2)交变电流
①定义：大小和方向都随时间做 变化的电流，称为 ，简称 ．
②正弦交流电：电流随时间按 变化的交变电流．交变电流 恒定电流周期性交变电流交流电正弦函数规律2．思考判断
(1)交变电流即指的是正弦交流电．(×)
(2)恒定电流是直流电．(?)
(3)电流方向做周期性变化的电流就为交变电流．(?)
3．探究交流
交变电流的大小是否一定变化？它与直流电的最大区别是什么？
【提示】 交变电流的大小不一定变化，如方形波电流，它与直流电的最大区别是方向发生周期性的变化．1.基本知识
(1)产生：闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴 转动时，线圈中产生的感应电流就是正弦交流电．正弦交变电流的产生及表述 匀速(2)描述
(3)最大值表达式：Em＝ .NBSω
2．思考判断
(1)只要闭合线圈在匀强磁场里匀速转动就一定产生正弦交变电流．(×)
(2)正弦交变电流的函数形式与计时起点有关．(√)
3．探究交流
如图2－1－1所示是线圈平面和磁场方向垂直的位置，即中性面位置，在此位置磁通量最大．
在此位置为何线圈的电动势为零，感应电流为零？
图2－1－1
【提示】 因为线圈a边和d边线速度方向与磁场方向平行，不切割磁感线，故电动势为零，感应电流为零．【问题导思】
1．什么方法可以产生交变电流？
2．电路中通入交变电流时，导体中的自由电荷做怎样的定向移动？
交变电流的产生过程 1．产生
在匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是交变电流，实验装置如图2－1－2所示．图2－1－2 2．过程分析
如图2－1－3所示
图2－1－3
线圈由甲位置转到乙位置过程中，电流方向为b→a→d→c.
线圈由乙位置转到丙位置过程中，电流方向为b→a→d→c.
线圈由丙位置转到丁位置过程中，电流方向为a→b→c→d.
线圈由丁位置转到甲位置过程中，电流方向为a→b→c→d.3．两个特殊位置对比1．线圈每经过中性面一次，线圈中I感就要改变方向．线圈转一周，感应电流方向改变两次．
2．线圈转到与中性面垂直即与磁感线平行的平面时磁通量为零，但磁通量的变化率最大，所以线圈的感应电动势、感应电流和线圈两端的电压都最大． 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动在线圈平面经过中性面瞬间( )
A．线圈平面与磁感线平行
B．通过线圈的磁通量最大
C．线圈中的感应电动势最大
D．线圈中感应电流的方向改变
【审题指导】 解答本题时应注意以下两点：
(1)线圈经过中性面时线圈平面与磁感线垂直．
(2)线圈经过中性面时各边都不切割磁感线．
【解析】 在线圈平面垂直于磁感线时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做中性面．根据这一定义，线圈平面经过中性面瞬间，通过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势为零，此后，感应电流的方向发生改变．所以选项B、D正确．
【答案】 BD1．(2012·南充高二期末)如图2－1－4所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是( )
图2－1－4
A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次
B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流
C．图示位置ab边的感应电流方向为a→b
D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零
【解析】 线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次．线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定则，ab边的感应电流方向为a→b；线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈处于竖直位置时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大．
【答案】 C
【问题导思】
1．线圈在磁场中转动时产生的感应电动势与什么因素有关？
2．如何计算多匝线圈不垂直切割磁感线时产生的感应电动势？交变电流的变化规律 1．瞬时值表达式的推导
图2－1－51．不仅矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴做匀速转动时产生正弦式交变电流，其他形状的线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴做匀速转动时，产生的交变电流也是正弦式交变电流．
2．线圈开始的位置不同时，只是正弦式交变电流表达式中正弦函数的角度不同，峰值和函数形式不变．
3．正弦式交变电流电动势的峰值Em＝NBSω由线圈的匝数N、磁感应强度B、线圈的面积S及其转动的角速度ω确定． 有一10匝正方形线框，边长为20 cm，线框总电阻为1 Ω，线框绕OO′轴以10π rad/s的角速度匀速转动，如图2－1－6，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T．问：
图2－1－6
(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？
(2)线框从图示位置转过60°时，感应电动势的瞬时值是多大？
(3)写出感应电动势随时间变化的表达式．
【审题指导】 审题时应注意以下问题：
(1)N＝10匝，线框相当于电源，没有外电路．
(2)通过计时起点位置，判断三角函数规律． 【答案】 (1)6.28 V 6.28 A (2)5.44 V
(3)e＝6.28sin 10πt V确定正弦式交变电流瞬时值表达式的基本方法
1．明确线圈从什么位置开始计时以确定瞬时值表达式正弦函数0时刻的角度．
2．确定线圈转动的角速度、线圈的面积、匝数，从而确定感应电动势的最大值．
3．根据e＝Emsinωt写出正弦式交变电流的表达式．2．如图2－1－7所示，匝数为100的圆形线圈绕与匀强磁场垂直的轴OO′以50 r/s的转速转动，穿过线圈的最大磁通量为0.01 Wb.从图示的位置开始计时，则线圈中感应电动势瞬时值的表达式为( )
A．e＝50 sin ωtV
B．e＝314 cos 314tV
C．e＝50 cos ωtV
D．e＝314 sin 314tV图2－1－7 【答案】 B (2013·成都实验中学高二检测)如图2－1－8(a)所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时如图(b)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正．四幅图中正确的是( )综合解题方略——正弦交变电流 的图像问题 图2－1－8 【审题指导】 审题时应注意以下问题：
(1)矩形线圈转动特点和交变电流的产生原理．
(2)计时起点，不是中性面，也不是与中性面垂直的位置．
【答案】 B 从图像中可以得到的信息：
1．交变电流的最大值Im、Em、周期T.
2．因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零，磁通量最大，所以可确定线圈位于中性面的时刻．
3．找出线圈平行于磁感线的时刻．
4．判断线圈中磁通量的变化情况．
5．分析判断i、e随时间的变化规律．【备课资源】(教师用书独具)
交流电之父——特斯拉
特斯拉生于1856年7月10日．他是塞尔维亚人，生于当时属于奥匈帝国的克罗地亚．
1882年，特斯拉开始在巴黎为爱迪生公司的欧洲分部工作，在这里他发明了一系列旋转磁场装置，并且获得了专利.1886年，特斯拉开设了自己的公司：特斯拉电灯和制造公司．次年，他制造出来世界上第一台无电刷交流发电机．又过了一年，他和乔治·韦斯汀豪斯一起工作，设计出了可以远程传输电力的多相交流电系统．1891年，他用一只没有电线却被点燃的灯泡来证明电力可以无线传输．后来，不通过两端有压差的导体，能量可以直接从空间的一点传到另一点的效应就被称为“特斯拉效应”．
在1893年1月位于芝加哥的一次世界博览会开幕典礼上，特斯拉展示了交流电同时点亮了90 000盏灯泡的供电能力震慑全场，因为直流电根本达不到这种效果.1897年，举世知名的尼亚加拉水电站中，第一座10万匹马力的发电站建成，至今，这项建成足足超过100年的电力建设仍然运作如常，从未间断地产出天然能源，可谓是人类近百年科学史上的一大奇迹. 在1893年到1895年期间，特斯拉作为美国电力工程学会(IEEE)的副会长，研究了高频交流电系统、一种可以促进睡眠的机器、用煤气发电的无电线电灯、不用电线传输电力的方法、并且制造了第一台无线电波发射器．
虽然他一生不断地致力于研究和创造，并取得约1 000个发明专利，但他一生的研究不是为一己之利．特斯拉却是穷困潦倒、长年经济拮据.1943年1月7日晚间到8日早上之间的某个时间，特斯拉在纽约旅馆孤独地死于心脏衰竭，享年86岁. 1．(2012·广元高二检测)如图所示图像中不属于交流电的有( )
【解析】 题图中A、B、C中e的大小和方向均做周期性变化，故它们属于交流电，D中e的大小变化方向不变，属直流电．
【答案】 D
2．交变电流是( )
A．矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动时产生的电流
B．按正弦规律变化的电流
C．大小随时间做周期性变化的电流
D．方向随时间做周期性变化的电流
【解析】 矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动时产生的电流是交流电，但交流电不一定是匀速转动时产生的，故A错．按正弦规律变化的电流是交流电的一种，故B错．由交流电的定义，只要方向随时间做周期性变化的电流就是交变电流，故C错、D对．
【答案】 D3．如图所示，哪些情况线圈中能产生交流电( )
【解析】 图A转动时，磁通量总是为零，故不产生交流电，B、C、D三图转动时，磁通量发生变化，产生交变电流．
【答案】 BCD
4．(2013·苏州中学高二检测)一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速运动，线圈平面位于如图2－1－9甲所示的匀强磁场中．通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是( )
甲 乙
图2－1－9A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大
B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变
C．t2、t4时刻线圈中磁通量最大
D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小
【答案】 B 课后知能检测本小节结束
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1．知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值等及其关系．
2．知道描述交变电流的周期、频率．2 描述交流电的物理量●课标解读
1．了解描述交变电流的物理量，周期、频率、有效值和相位等物理概念
2．了解有效值的定义方法，能从物理意义上区别有效值和平均值．
3．掌握正弦式交变电流的有效值和最大值之间的关系，会求解特殊形式电流的有效值．
●教学地位
本节知识是高考命题的重点，单独考查一般以选择题形式出现，与其他电学知识相结合，往往以计算题的形式出现，难度中等. ●新课导入建议
通过上节的学习我们可以明确交变电流的产生原理，了解到线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动时，产生正弦式交变电流如图教2－2－1所示．从而可明确其变化规律，知道电动势、电流、电压的大小和方向都随时间做周期性变化，所以交变电流比恒定电流更复杂，从而需要一些新的物理量来描述交变电流的特性，这是这一节我们学习和探究的主要内容．图教2－2－1 ●教学流程设计课前预习安排：1.看教材2.填写【课前自主导学】(同学之间可进行讨论) 步骤1：导入新课，本节教学地位分析 步骤2：老师提问，检查预习效果(可多提问几个学生) 步骤3：师生互动完成“探究1”互动方式(除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路)步骤4：教师通过例题讲解总结求解有效值的方法和一般步骤步骤5：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评? 步骤6：师生互动完成“探究2”(方式同完成探究1相同) 步骤7：完成“探究3”重在分析错误的原因 步骤8：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况 步骤9：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课时作业】演示结束1.基本知识
(1)周期：交变电流完成 所需的时间，用符号T表示，单位是 ．
(2)频率：交变电流在1 s内完成周期性变化的 ；用f表示，单位是 ．周期和频率 一次周期性变化秒(s)次数赫兹(Hz)2πf变化快慢2．思考判断
(1)我国生活用交流电的周期是0.02 s，频率是50 Hz.(√)
(2)我国所使用的交流电在1 s内，电流的方向改变50次．(×)
3．探究交流
我们日常照明用电是交变电流，为什么电灯并不闪烁，好像通过的是恒定电流？
【提示】 因为电流大小方向变化得太快，也就是说照明用电的频率大，因此人眼感觉不到变化.1.基本知识
(1)峰值
①概念：交变电流的电压和电流在一个周期内所能达到的 ，分别称为电压和电流的峰值，用符号 和 表示．
②应用：电容器、二极管在使用时要注意让它们所能承受的电压高于交流电压的 ．峰值和有效值 最大值UmIm峰值(2)有效值
①概念：如果交流电与某一直流电通过同一 ，在相同的时间内所产生的 相等，那么这个 电的电流和电压值就分别称为相应交流电的电流和电压的有效值．
②应用
a．交流用电器铭牌上所标的 电压(电流)均是指有效值．
b．交流电压表(电流表)测出的数值是 值．
c．无特别说明时提到的交变电流的数值(通常值)也是指 值．电阻热量直流额定有效有效IU
3．探究交流
在用有效值的定义计算时，“相同时间”应取多长时间？
【提示】 在计算有效值时，“相同时间”至少应为一个周期，或一个周期的整数倍 .交变电流有效值的理解和计算
1．对交变电流有效值的理解
(1)交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的．
(2)等效是指恒定电流和交变电流，在相同的时间内，在相同的电阻上产生的热量相同．
(3)通常所说的交变电流的电压、电流，用电表测量的交变电流的电压、电流，以及用电器的额定电压、额定电流，还有保险丝的熔断电流，都是指其有效值．3．几种常见交变电流的有效值 (2013·重庆一中高二检测)如图2－2－1所示为一交变电流的图像，则该交变电流的有效值为( )
图2－2－1【审题指导】 电流在前半个周期内按正弦式电流变化，后半个周期内为恒定电流，从而按电流的热效应分段计算求电流的有效值．【答案】 B
1．如图2－2－2所示一交流电的电流随时间而变化的图像，此交流电的有效值是( )
图2－2－2【答案】 D
【问题导思】
1．这四个值的物理含义是什么？
2．这四个值各有什么重要关系？
3．这四个值各自适用于什么情况？
交变电流“四值”的理解 交变电流“四值”辨析图2－2－3
(1)转动中感应电动势的最大值和有效值；
(2)电路中交流电压表和电流表的示数；
(3)线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电量．
【审题指导】 审题时应注意以下问题：
(1)线圈电阻r＝1 Ω，相当于电源内阻．
(2)电流表、电压表的示数为有效值．
(3)求通过R的电量用电流的平均值计算．【答案】 (1)50 V 35.4 V
(2)31.86 V 3.54 A (3)0.16 C2．在匀强磁场中，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图2－2－4甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则( )
甲 乙
图2－2－4
A．t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零
B．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合
C．线框产生的交变电动势有效值为311 V
D．线框产生的交变电动势频率为100 Hz【答案】 B 实验室里的交流发电机可简化为如图2－2－5所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动．今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10 V．已知R＝10 Ω，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是( )易错案例警示——基本关系不 清导致错误 图2－2－5 【答案】 C 【易错分析】 对易错选项及错误原因具体分析如下：【备课资源】(教师用书独具)
交流电与直流电“大战”
19世纪末，在爱迪生的推动下，直流电已经有了相当广泛的应用．不过在实用中，直流电存在着很大缺点：不仅花费大量的铜线，而且不能远距离输电，每平方英里地区，需要一个单独的发电机供电，很不经济．出生于克罗地亚
的发明家特斯拉考虑采用交流电来代替直流电．交流电系统使用高电压、小电流供电，然后利用变压器调节电流、电压，来适合用户需要．它的突出优点是可以用细导线实现远距离送电．但是，这种既经济又科学的方案一提出，立即遭到爱迪生的强烈反对. 出于竞争的需要，爱迪生声称采用交流电比直流电危险得多．为了证明交流电的安全性，特斯拉特地制作了一个“特斯拉线圈”．它是由一个感应线圈、两个大电容器和一个初级线圈仅几圈的互感器组成．这种装置可以产生频率很高的高压电流，不过这种高压电的电流极小，对人体不会产生显著的生理效应．特斯拉在一次记者招待会上，让交流电从“特斯拉线圈”通过自己的身体，点亮了电灯，甚至还熔化了电线．在场的记者个个目瞪口呆，取得了极大的宣传效果．特斯拉的胜利，加速了交流电的推广使用．
特斯拉与爱迪生之间的矛盾是如此之深，以致当他知道自己将与爱迪生一起分享1912年的诺贝尔物理学奖时，他表示不接受授奖．最后，这年度的诺贝尔物理学奖便转发给了瑞典物理学家达伦．1．下列提到的哪一个不是指交流电的有效值( )
A．交流电路中交流电压表的读数
B．电工工具上标明的耐压数值
C．保险丝的熔断电流
D．家用电器(如灯泡)上标明的额定电压值
【解析】 电工工具上标明的耐压数值为最大值，交流电压表读数、保险丝熔断电流、平时常说的电压和电流、电器上标注的电压和电流都为有效值，故选B.
【答案】 B【答案】 B3．如图2－2－6是一个正弦式交变电流的图像，下列说法正确的是( )
图2－2－6
A．周期是0.2 s，电流的峰值是10 A
B．周期是0.15 s，电流的峰值是10 A
C．频率是5 Hz，电流的有效值是10 A
D．频率是5 Hz，电流的有效值是7.07 A【答案】 AD
4．一只“220 V 100 W”的灯泡接在u＝311sin 314t V的交变电源上，则下列判断正确的是( )
A．灯泡能正常发光
B．与灯泡串联的电流表的示数为0.5 A
C．与灯泡并联的电压表的示数为220 V
D．通过灯泡的电流的表达式为i＝0.64sin 314t A【答案】 ACD
图2－2－7
(1)若从线圈通过如图示位置开始计时，写出电动势的瞬时表达式；
(2)电压表的示数；
(3)在1分钟内外力驱动线圈转动所做的功．课后知能检测本小节结束
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1．认识示波器的面板．
2．观察荧光屏上的亮斑并进行调节．
3．观察扫描并进行调节．
4．观察亮斑在竖直方向上的偏移并进行调节．
5．观察按正弦规律变化的电压的图像．3 示波器的使用
●课标解读
1．了解示波器面板上旋钮的用途．
2．知道“X”增益、“Y”增益，会用示波器显示交变电流的波形．
3．通过练习使用示波器，提高动手操作能力．
●教学地位
本节知识在高考中很少直接命题，但它属于电学中比较基本的实验器材．应该掌握其使用方法. ●新课导入建议
有一种用途十分广泛的电子测量仪器，它能把肉眼看不见的电信号变换为看得见的图像，从而便于人们研究各种电现象的变化过程．
今天我们就来认识这种仪器——示波器．●教学流程设计课前预习安排：1.看教材2.填写【课前自主导学】(同学之间可进行讨论) 步骤1：导入新课，本节教学地位分析 步骤2：老师提问，检查预习效果(可多提问几个学生)步骤3：师生互动完成“探究1”互动方式(除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路) 步骤4：教师通过例题讲解总结示波面板上各旋钮的作用步骤5：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评 步骤6：师生互动完成“探究2”(方式同完成探究1相同) 步骤7：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况 步骤8：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课时作业】演示结束基本知识
如图2－3－1所示：示波器面板上的旋钮有：电源开关、电源指示灯、______调节旋钮、_____调节旋钮、辅助聚焦调节旋钮、竖直位移旋钮、______位移旋钮，___增益调节旋钮，___增益调节旋钮、衰减调节旋钮、_______范围旋钮、扫描微调旋钮、______信号输入端、________选择开关、同步极性选择开关.认识示波器面板上的旋钮辉度聚焦水平YX扫描外部交直流J2459型示波器
图2－3－1 1.基本知识
(1)观察亮斑的移动时，应在“_______”和“___”间加______电压，可观察到亮斑_____偏移．直流电压改加在“X输入”上，可观察亮斑发生______偏移．
(2)观察扫描：把“扫描范围”旋钮置于_____档，“扫描微调”旋钮____时针转到底，可以观察到亮斑从左向右移动，并迅速返回左端．练习使用示波器Y输入地直流向上水平最低逆(3)观察机内正弦交流电压波形，把示波器的“__________”旋钮调到第一挡，“__________”旋钮调到最右端的“ ”处，再调节扫描______旋钮，直到屏幕出现稳定的波形为止．扫描范围衰减调节微调2．思考判断
(1)交流电的波形图可用示波器来观察．(√)
(2)示波器关机时，直接断开电源开关即可．(×)
(3)X增益旋钮是用来调整图像在水平方向的幅度的．(√)
3．探究交流
若用示波器观察到了稳定的图线，为了使图线更加清晰而不会使线条变粗，应调节哪些旋钮？
【提示】 调节：聚焦和辅助聚焦调节两个旋钮. 【问题导思】
1．辉度调节、聚焦调节、辅助聚焦各有什么作用？
2．竖直位移和水平位移旋钮，Y增益和X增益旋钮各有什么作用？
3．衰减调节旋钮有什么作用？示波器面板上旋钮的作用1．辉度调节、聚焦调节、辅助聚焦的作用
(1)辉度调节用来调整图像的亮度．
(2)聚焦调节“⊙”和辅助聚焦“〇”：这两个旋钮配合着使用，能使电子束会聚，在荧光屏上产生一个小亮斑，得到清晰的图像．
2．竖直位移和水平位移旋钮、Y增益和X增益旋钮的作用
(1)竖直位移“↑↓”和水平位移“?”旋钮的作用分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的位置．
(2)“Y增益”和“X增益”的作用分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的幅度．
3．衰减调节，扫描旋钮的作用
(1)衰减调节旋钮：
中间一行左边的大旋钮是“衰减”，它有1、10、100、1 000四个挡，“1”表示不衰减，“10”、“100”、“1 000”分别表示衰减为1/10、1/100、1/1 000.最右边的正弦符号“”挡不是衰减，而是由示波器内部自行提供竖直方向的交流试验信号电压，可用来观察正弦波形或检查示波器是否正常工作．
(2)扫描范围旋钮有四个挡，可以改变加在水平方向的扫描电压的频率范围，左边第一挡是10～100赫，向右旋转每升高一挡，扫描频率都增大10倍，最右边的是“外X”挡，使用这一挡时，机内没有加扫描电压，水平方向的电压可以从外部输入．
(3)扫描微调旋钮用来调整水平方向的扫描频率，顺时针转动时频率连续增加．
4．其他各旋钮的用途
(1)“Y输入”“X输入”和“地”分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱．
(2)“AC－DC”是交直流选择开关，置于DC位置时，所加信号是直流输入的；置于AC位置时，所加信号电压是通过一个电容器输入的交流电，可以隔断直流成分．
(3)“同步‘＋’‘－’”置于“＋”位置，正弦曲线从正半周开始，置于“－”位置，正弦曲线从负半周开始． 某学生用示波器观察按正弦规律变化的电压图像时，将扫描范围旋钮置于第一挡(10～100 Hz)，把衰减调节旋钮置于“”挡，把同步极性选择开关置于“＋”位置，调节扫描微调旋钮，在屏上出现了如图2－3－2甲所示的正弦曲线．后来他又进行了两步调节，使图像变成如图乙所示的曲线，这两步调节可能是( )甲 乙图2－3－2A．将衰减调节旋钮换挡并调节标有“↓↑”的竖直位移旋钮
B．将衰减调节旋钮换挡并调节Y增益旋钮
C．调节扫描范围旋钮和调节Y增益旋钮
D．将同步极性选择开关置于“－”位置并调节Y增益旋钮
【审题指导】 审题时应注意以下问题：
(1)观察甲、乙两图，波形图由正半周开始变成了由负半周开始．
(2)波形图的最大值变大．
【解析】 根据甲、乙两图的对比，由于波形分别从正半周和负半周开始(或波形恰好相反)，故一定调整了同步极性开关．由于图像中心未变，水平方向幅度未变，但是Y方向的幅度变大了，故一定调整了Y增益旋钮，而没有调整竖直位移旋钮和扫描微调旋钮，选项D正确．
【答案】 D
1．用示波器观察某交流信号时，在显示屏上显示出一个完整的波形，如图2－3－3.经下列四组操作之一，使该信号显示出两个完整的波形，且波形幅度减小．此组操作是( )
A．调整X增益旋钮和竖直位移旋钮
B．调整X增益旋钮和扫描微调旋钮
C．调整扫描微调旋钮和Y增益旋钮
D．调整水平位移旋钮和Y增益旋钮图2－3－3
【解析】 要让显示屏上的波形由一个变为两个，就需提高扫描频率，即需调整扫描微调旋钮．Y增益旋钮是用来调节图像在竖直方向上的幅度的，故选项C正确．
【答案】 C【问题导思】
1．如何观察亮斑在竖直方向的偏移并进行调节？
2．如何观察正弦规律变化的电压图形？
3．实验时应注意哪些事项？用示波器观察正弦交流电的波形图1．调节观察荧光屏上的亮斑
(1)先把灰度调节旋钮逆时针转到底，竖直位移旋钮和水平位移旋钮旋到中间位置，衰减调节旋钮置于1 000挡，扫描范围旋钮置于“外X挡”．
(2)打开电源开关，等一两分钟(预热)后，顺时针旋转灰度调节旋钮，屏上即出现一个亮斑，调节该旋钮，使亮斑的亮度适中．
(3)旋转聚焦调节和辅助聚焦调节旋钮，观察亮斑的变化情况，并使亮斑最圆、最小．
(4)旋转竖直位移旋钮，观察亮斑上下移动的情况；旋转水平位移旋钮，观察亮斑左右移动的情况．调节这两个旋钮，使亮斑位于荧光屏中心．3．观察亮斑在竖直方向的偏移并进行调节
(1)将扫描范围旋钮置于“外X挡”，交直流选择开关拨到“DC”位置．
(2)按图2－3－4连接电路．图2－3－4
(3)将滑动变阻器的滑片P滑至适当位置后闭合开关，把衰减调节旋钮逆时针依次转到100、10和1挡，观察亮斑向上偏移的情况．
(4)调节Y增益旋钮，使亮斑偏移一段适当的距离，再调节滑动变阻器，观察亮斑偏移的距离随输入电压变化的情况．
(5)调换电池的正负极，可以看到亮斑改为向下偏移．4．观察按正弦规律变化的电压图形
(1)将扫描范围旋钮置于10～100挡，衰减调节旋钮置于“ ”挡．
(2)调节扫描微调旋钮，使屏上出现完整且稳定的正弦曲线．
(3)调节Y增益旋钮(或者X增益旋钮)，观察曲线形状沿竖直(或水平)方向的变化情况．
(4)调节竖直(或水平)位移旋钮，观察曲线整体在竖直(或水平)方向上的移动情况．
5．实验时应注意的事项
(1)示波器属热电子仪器，要避免频繁开机、关机，否则易损坏仪器．
(2)屏上亮斑(或图线)不能过亮，否则容易损伤荧光屏．
(3)“Y输入”电压不能太高，以免仪器损坏．
(4)当“Y输入”接导线并“悬空”时，容易出现干扰波形，应避免出现这种情况．
(5)关机时将灰度调节旋钮逆时针转到底，再断开电源开关． 图2－3－5甲为示波器面板，图乙为一信号源．甲 乙图2－3－5(1)若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形，应将信号源的a端与示波器面板上的________接线柱相连，b端与________接线柱相连；
(2)若示波器所显示的输入波形如图2－3－6所示，要将波形上移，应调节面板上的__________旋钮；要使此波形横向展宽，应调节____________旋钮；要使屏上能够显示三个完整的波形，应调节____________旋钮．图2－3－6
【审题指导】 审题时应注意以下问题：
(1)观察正弦信号波形应接哪些旋钮．
(2)哪些旋钮的作用可使曲线移动．【解析】 (1)若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形，应从示波器的“Y输入”和“地”接线柱输入信号，所以应将信号源的a端与示波器面板上的“Y输入”接线柱相连，b端与“地”接线柱相连．
(2)竖直位移旋钮的作用是调节波形在屏幕上的竖直位置，由题图可知该波形偏下，所以应该调节6，X增益旋钮的作用是调整波形的横向宽度．调节扫描范围和扫描微调可调整屏幕上显示的完整的波形数．
【答案】 (1)Y输入 地 (2)6 X增益 扫描范围和扫描微调
2.若在示波器的“Y输入”和“地”之间加上如图2－3－7所示的电压，而扫描范围旋钮置于“外X”挡，则此时屏上应出现的情形是下图中的( )图2－3－7【解析】 Y方向上有一个恒定电压，扫描范围旋钮置于“外X”挡，示波器内不提供X方向的扫描电压．而“X输入”接线柱也没有输入任何扫描电压，所以X方向没有偏转，选项C正确．
【答案】 C1．在应用示波器做观察亮斑在竖直方向的偏移实验时，应将( )
A．“扫描范围”旋钮置于“10”挡
B．“扫描范围”旋钮置于“外X”挡
C．“DC”“AC”开关置于“AC”位置
D．“DC”“AC”开关置于“DC”位置
【解析】 竖直方向的偏移实验中，水平方向没有偏转，所以扫描范围旋钮应置于“外X”挡，选项B正确；由于做的是竖直方向的偏移实验，不是竖直方向的波形实验，所以“DC”“AC”开关置于“DC”位置，选项D正确．
【答案】 BD2．在应用示波器观察正弦规律变化的电压图线时，将“扫描范围”旋钮置于第一挡(10～100 Hz)，把“衰减”旋钮置于合适的挡，再调节“扫描微调”旋钮，屏上便出现完整的正弦曲线，如图2－3－8所示．则下列关于同步极性选择的说法中正确的是( )图2－3－8A．图甲是同步开关置于“－”的结果
B．图甲是同步开关置于“＋”的结果
C．图乙是同步开关置于“－”的结果
D．图乙是同步开关置于“＋”的结果
【解析】 甲图所示的波形和正弦交流电的波形完全相同，说明同步选择开关置于“＋”的位置，选项B正确；乙图所示的波形和正弦交流电的波形完全相反，说明同步选择开关置于“－”的位置．选项C正确．
【答案】 BC3.在应用示波器观察Y输入系统的作用时，有下列操作程序，请在横线上填写观察到的现象．
(1)把“扫描范围”旋钮置于“外X”挡，“DC、AC”开关置于“DC”位置，调节水平、竖直位移旋钮使光点位于荧光屏中心，将衰减旋钮置于“1 000”挡，“Y增益”旋钮顺时针转到二分之一处；
(2)用1～2节干电池(1.5 V)作直流电源，将电源和变阻器组成如图2－3－9所示的直流回路，并取出一部分电压加到“Y输入”与“地”接线柱上；(3)移动变阻器中心触头位置，改变“Y输入”电压，观察亮点偏离光屏中心的距离________；图2－3－9
(4)将“衰减”旋钮分别置于“10”、“100”挡，重复上一步骤，这时会发现亮点离光屏中心距离________，由此可见“衰减”旋钮的作用是
________________________________________________________________________；
(5)将直流电源的正负接线互换，改变输入电压方向，观察光点偏移方向的变化，这时可能看到________．
【答案】 (3)变化 (4)由大变小 改变偏转电压，改变亮点偏离幅度 (5)向相反方向偏移(或向下偏移)
4．示波器是检测和修理各种电子仪器以及进行科学研究必不可少的工具．掌握它的一般使用方法是对每一名普通高中学生的一般要求．如图2－3－10所示为某次学生实验时练习使用的J－2456型示波器的面板示意图．实验中某学生已经在荧光屏中间调节出了最圆最小的光斑，则：
他若要观察机内提供的竖直方向的正弦规律变化的电压的图像，应怎样调节至最佳状态？(写明必要的文字叙述，控制旋钮的名称及指示位置)图2－3－10
【解析】 ①把扫描范围旋钮置于第一档(或10～100 Hz挡)
②把衰减调节旋钮置于“”挡，即由机内提供竖直方向的按正弦规律变化的电压．
③调节扫描微调旋钮，使屏上出现完整的正弦曲线．
④调节X增益和Y增益旋钮，使曲线在水平和竖直方向发生变化．
【答案】 见解析课后知能检测本小节结束
请按ESC键返回课件59张PPT。教师用书独具演示●课标要求
1．了解电容器和电感器对交变电流的阻碍作用及其产生原因．
2．知道感抗和容抗及其与哪些因素有关．
3．了解电容器和电感器通交流电的特性．4 电容器在交流电路中的作用5 电感器在交流电路中的作用●课标解读
1．通过实验探究，了解电容器对交变电流的阻碍与导通作用．
2．知道容抗的物理意义及影响因素．
3．通过实验理解电感器对交流电的阻碍作用．
4．知道感抗的物理意义及其影响因素．
●教学地位
本节知识在高考中出现的频度不高，一般以选择题的形式出现，难度中等偏下．●新课导入建议
在直流电路中，当电压恒定时，因为电容器是两块彼此绝缘的导体组成，所以是不导电的．线圈除本身的电阻以外也没有其他的阻碍作用．但在交变电流的电路中，由于电容器的不断的充放电，所以交变电流可以“通过”电容器，又由于线圈的自感现象，而对交变电流产生阻碍作用．那么电容器和线圈对交变电流的导通和阻碍作用，与交变电流的哪些因素有关？电容器和电感器在交流电路中有什么作用？这是本节我们探究和学习的主要内容．课前预习安排：1.看教材2.填写【课前自主导学】(同学之间可进行讨论) ●教学流程设计步骤1：导入新课，本节教学地位分析 步骤2：老师提问，检查预习效果(可多提问几个学生) 步骤3：师生互动完成“探究1”互动方式(除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路) 步骤4：教师通过例题讲解总结电容器通电的实质和容抗的决定因素 步骤5：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评 步骤6：师生互动完成“探究2”(方式同完成探究1相同) 步骤7：完成“探究3”(重在讲解规律方法技巧) 步骤8：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况 步骤9：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课时作业】 演示结束1.基本知识
(1)电容器对交流电的导通作用
①实验电路(如图2－4－1)电容器在交流电路中的作用 图2－4－1
②实验现象：电路中串有电容器时，接通______电源，灯泡不亮；接通______电源时，灯泡亮．
③实验结论：
_________能够通过电容器，_______不能通过电容器．
④电容器导通交流电的实质
电容器接入交变电路时，使电容器反复地______和_______，使电路中形成交变电流．直流交流交变电流直流电充电放电(2)电容器对交流电的阻碍作用
①容抗：电容器对交流电的_______作用称为容抗．
②容抗大小的影响因素阻碍越小越低③电容的作用：___交流，__直流，通_____，阻____．通阻高频低频
(3)电容器在电子技术中的应用
①隔直电容：利用了电容器________、________的性质．只让交流信号通过而直流成分不能通过．如图2－4－2甲所示．
②旁路电容：利用了电容器对______电流阻碍小而对_______电流阻碍作用大的特性．低频信号不能通过而高频干扰信号可以通过，如图2－4－2乙所示．通交流隔直流高频低频甲 乙图2－4－22．思考判断
(1)对于同一个电容器，容抗可以发生变化．(√)
(2)在有电容器的交流电路中，没有电荷通过电容器．(√)
(3)电容器的电容越大，容抗越大．(×)
3．探究交流
电阻、容抗对电流的阻碍作用相同吗？
【提示】 不同．电阻对直流电和交流电的阻碍作用相同，与交流电的频率无关；而容抗对交流电的阻碍作用与交流电的频率有关，频率越高，阻碍作用越小.1.基本知识
(1)电感器对交流电的阻碍作用
①感抗：表示电感器对交流电__________的大小．
②感抗的形成原因
交流电通过线圈时，由于____作用产生了__________，
自感电动势要阻碍电流的______，这样就形成了对电流的阻碍作用．电感器在交流电路中的作用 阻碍作用自感自感电动势变化
③影响感抗大小的因素
线圈的 ______(即___________)越大，交流电的_____越高，对交流电的阻碍作用______，即感抗越大．感抗大小的公式是XL＝2πfL.电感自感系数L频率越大
(2)电感器在电子技术中的应用
①低频扼流圈
特点：电感_____、电阻_____，感抗_____．对_____交流电产生较大的感抗．
作用：可用来“_______、________”．
②高频扼流圈
特点：匝数较___，自感系数______，感抗____，对_______交流电产生较大的感抗．
作用：“________、________”．较大较小较大低频通直流阻交流少较小小高频通低频阻高频2．思考判断
(1)电感器的感抗只由线圈本身决定．(×)
(2)电感器对直流电的阻碍作用也较大．(×)
(3)电感器对直流没有阻碍作用，对所有交流电的阻碍作用都一样．(×)
3．探究交流
电容器、电感器对交流电的阻碍作用的实质是什么？
【提示】 电容器阻碍作用的实质是：由于极板充电带电荷后，会产生阻碍电流的反向电压，形成容抗．电感器阻碍作用的实质是：由于交变电流通过线圈时，线圈中产生了自感电动势，从而阻碍了电流的变化，形成感抗. 【问题导思】
1．交变电流是如何“通过”电容器的？
2．为什么电容器对电流“通过”也有阻碍作用？
3．电容器的容抗与哪些因素有关？电容器对交变电流的导通和阻碍 作用分析1．交变电流“通过”电容器
电容器两极板间是绝缘材料，当电容器接到交流电源上时，自由电荷不会通过两极板间的绝缘电介质，只不过在交变电压的作用下，电容器交替进行充电和放电，电路中就有电流了，表现为交变电流“通过”了电容器．
2．电容器对电流阻碍的原因
电容器充电的过程中，电容器两极板上聚集着等量异种电荷，从而在两极板间存在着电场，此电场的电场力阻碍着电荷的继续聚集，其表现就是电容器在交变电流通过时的阻碍作用．3．影响电容器容抗的因素
影响电容器的容抗有两个因素，一是电容器的电容，二是交变电流的频率．
电容器的电容越大，电容器容纳电荷的本领就越大，即在容纳相同电荷的情况下，电容大时电压小，电场力对电荷充电时受到的阻碍作用力就小，所以容抗就小．
交变电流的频率高时，充电和放电的时间就短，相同电路电容器上聚集的电荷就少，电容器所达到的电压就小，排斥充电和放电的电场力就小，从而阻碍作用就小，容抗就小．
1．电容器能通交变电流的原因，是电容器不断的充电和放电形成的，面不是电荷真的穿过了电容器．
2．电容器的容抗不仅与电容器的电容有关还与电流有关，相同的电容器，通过的电流的频率越高容抗越小．
3．电容器有“通高频、阻低频，通交流、隔直流”的作用． 如图2－4－3所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，当交变电源的频率增加时( )
A．电容器电容增加
B．电容器电容减小
C．电灯变暗
D．电灯变亮
【审题指导】 审题时应注意以下问题：
(1)电容器电容的决定因素．
(2)电容器对交变电流有什么阻碍作用．图2－4－3
【解析】 电容器的电容是由电容器本身的特性所决定的，与外加的交变电源的频率无关，选项A和B是错误的．当交变电源的频率增加时，电容器充放电的速度加快，电容器的容抗减小，电流增大，电灯变亮．
【答案】 D1．电容器通交变电流的实质是充放电．
2．决定容抗大小的因素：电容器电容的大小和电源的频率．交变电流的频率越高，容抗越小；交变电流的频率越低，容抗越大．1．在如图2－4－4所示电路中，u是有效值为220 V的交流电源，C是电容器，R是电阻．关于交流电压表的示数，下列说法正确的是( )
A．等于220 V
B．大于220 V
C．小于220 V
D．等于零图2－4－4
【解析】 交变电流“通过”电容器，电阻R中有电流，电压表的示数不为零；电容器与电阻串联，根据串联分压原理可知电阻两端电压应小于电源电压，而电压表测量的电阻两端的电压，故选项C正确．
【答案】 C【问题导思】
1．为什么线圈的自感系数与感抗大小有关？
2．决定感抗大小的因素有哪些？
3．为什么感抗随交变电流的频率和自感系数的增大而变大？对感抗的认识
1．电感对交变电流的阻碍作用的成因
通过线圈的电流大小和方向变化，都会引起通过线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电动势，这种现象就是自感现象．根据楞次定律，自感电动势所引起的感应电流总是要使它产生的磁场阻碍线圈内原有磁场的变化，所以自感电动势对线圈中电流的变化有阻碍作用，这样就形成了对交变电流的阻碍作用，电感器对交变电流阻碍作用的大小就称为感抗．2．影响感抗大小的因素
3．扼流圈及其作用
(1)低频扼流圈，线圈绕在铁芯上，匝数为几千甚至超过一万，自感系数较大，对低频电流感抗也较大，所以有“通直流、阻交流”的作用．
(2)高频扼流圈，线圈绕在铁氧体芯上，匝数有几百或几十，自感系数较小，只对高频电流有较大的阻碍作用，对低频电流和直流阻碍都很小，所以有“通直流、通低频，阻高频”的作用． (2012·眉山高二期末)在如图2－4－5所示的电路中，L为电感线圈，L1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＝220sin 100πt V．若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为60 Hz，下列说法正确的有( )
A．电流表示数增大
B．电压表示数增大
C．灯泡变亮
D．灯泡变暗 图2－4－5
【审题指导】 审题时应注意以下问题：
(1)感抗与交变电流频率的关系．
(2)电压表的示数等于线圈两端的电压．【答案】 BD1．电感器的感抗，是由于变化的电流在线圈中产生的感应电动势引起的，与制成线圈导体的电阻无关．
2．电感器的感抗不仅与线圈本身的自感系数有关，还与电流的频率有关，电流的频率越大感抗就越大．2．(2013·成都七中高二检测)交变电流通过一段长直导线时，电流为I，如果把这根长直导线绕成线圈，再接入原电路，通过线圈的电流为I′，则( )
A．I′＞I B．I′＜I
C．I′＝I D．无法比较
【解析】 长直导线的自感系数很小，其对交变电流的阻碍作用可以看做是纯电阻，流经它的交变电流只受到导线电阻的阻碍作用．当导线绕成线圈后，电阻值未变，但自感系数增大，对交变电流的阻碍作用不但有电阻，而且有线圈的阻碍作用(感抗)．阻碍作用增大，电流减小．
【答案】 B 在频率为f的交变电流电路中，如图2－4－6所示，当开关S依次分别接通R、C、L支路，这时通过各支路的电流有效值相等．若将交变电流的频率提高到2f，维持其他条件不变，则下列几种情况不正确的是( )综合解题方略——电阻、感抗、 容抗的对比图2－4－6
A．通过R的电流有效值不变
B．通过C的电流有效值最大
C．通过L的电流有效值最小
D．流过R、C、L的电流有效值都不变
【审题指导】 解答本题时应注意电流的频率发生变化时，电阻、电感器和电容器的阻碍作用的变化情况．【规范解答】 电阻对交变电流阻碍作用的大小与电流的频率无关，因此，通过电阻的电流的有效值不变．电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗表示，线圈的自感系数越大，电流的频率越高，自感电动势就越大，即线圈对电流的阻碍作用就越大，感抗也就越大，因此，通过电感的电流的有效值变小．电容器对交变电流阻碍作用的大小用容抗表示，电容一定时，在相同的电压下电容器容纳的电荷一定，频率越高 ，充、放电的时间越短，充、放电的电流越大，容抗越小，因此，通过电容器的电流的有效值变大．
【答案】 D电阻对交变电流的阻碍作用与电流的频率无关，电感和电容对交变电流的阻碍作用都与变化电流的频率有关，频率越高，感抗越大，容抗越小；频率越低，感抗越小，容抗越大．感抗、容抗的变化导致了电流有效值的变化．
【备课资源】(教师用书独具)
电风扇的电容法和感抗法调速
电风扇的调速功能是电风扇的基本要求之一，也是节能的重要方式之一，电风扇常采用感抗法、电容法来调速．
电感器调速法是通过串入不同感抗值(匝数不同)的电感器从而改变电风扇电机绕组的电压来调速，它的特点是各挡速度调节容易，绕线简略，维修便利；缺点是不能随心所欲地调节．
电容调速法是通过改变加在副绕组的电压相角关系间接改变主副绕组的电压实现控制电机绕组产生转矩的大小达到调速的目的，其中主绕组是恒压，副绕组是变量．电容调速器成本较低、重量轻、电磁噪声小，但使用寿命短且低转速挡难启动．吊扇及顶扇由于受安装位置限制，因此基本采用电感或电容调速器．
另一种新型的电风扇用调感调速电路，由相互串联后串接于风扇电机主回路中的铁芯电感器和调速开关构成，铁芯电感器的线圈绕组由互不相连的若干段绕组构成，调速开关为双向开关，每段线圈绕组的两个出线端分别与一个双向开关器件的正、反向触点连接，各段线圈绕组通过与之相连的双向开关器件相互串接，其可使调感调速电风扇的调速挡数大大提高，也可直接与数字控制电路连接，便于实现调速自动控制. 1．电容对交变电流影响的下列说法中，错误的是( )
A．交变电流能通过电容器
B．电容器具有通直流、阻交流的作用
C．电容器电容较小，它具有通高频、阻低频的作用
D．电容器的电容越大，交变电流的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用就越小
【解析】 电容器“通交流、隔直流”，但对交流电有阻碍作用，电容越大，频率越高，容抗越小，所以选项A、C、D均正确．B错误．
【答案】 B2．电感对交变电流的影响的以下说法中，正确的是( )
A．电感对交变电流有阻碍作用
B．电感对交变电流阻碍作用的大小叫感抗
C．电感对某一频率的交变电流的阻碍作用跟线圈的自感系数有关
D．线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用就越大
【解析】 电感对交流电有影响，其阻碍作用的大小和线圈的自感系数L、交流电的频率f有关，L越大，F越高，阻碍作用越大，故选项A、B、C、D均正确．
【答案】 ABCD3．一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图2－4－7所示．一铁块插进线圈之后，该灯将( )
A．变亮
B．变暗
C．对灯没影响
D．无法判断
【解析】 加入铁芯改变了电感自感系数，自感系数增大，感抗增大，电路中的电流减小，所以灯变暗．B对．
【答案】 B图2－4－74．有两个电容器的电容分别为C1＝5 μF，C2＝3 μF，分别加在峰值一定的交变电源上．在下列各种情况下，哪一种情况通过电容器的电流最大( )
A．在C1上所加交变电流的频率为50 Hz
B．在C2上所加交变电流的频率为50 Hz
C．在C1上所加交变电流的频率为100 Hz
D．在C2上所加交变电流的频率为100 Hz
【解析】 当交变电源的频率增加时，电容器充放电的速度加快，电容器的容抗减小；当电容器的电容越大时，其对交流电的阻碍作用也越小，C对．
【答案】 C5．(2013·成都石室中学高二检测)在交变电流电路中，如果电源电动势的最大值不变，频率可以改变，在如图2－4－8所示电路的a、b两点间逐次将图2－4－9中的电路元件甲、乙、丙单独接入，当使交流电频率增加时，可以观察到下列论述的哪种情况( )图2－4－8 图2－4－9
A．A1不变，A2增大，A3减小
B．A1减小，A2不变，A3增大
C．A1增大，A2不变，A3减小
D．A1、A2、A3均不变
【解析】 频率对电阻的大小无影响，A2不变，频率增加，容抗减小，A1增大，频率增大，感抗增大，A3减小，C对．
【答案】 C 课后知能检测本小节结束
请按ESC键返回课件76张PPT。教师用书独具演示●课标要求
1．了解变压器的构造．
2．了解变压器的工作原理．
3．理解理想变压器及电压与匝数、电流与匝数的关系．6 变压器●课标解读
1．通过实验，了解变压器的构造．
2．理解变压器的工作原理，通过实验探究理想变压器的原副线圈中电压与匝数关系，电流与匝数关系．
3．了解变压器在生活中的应用，体验用理想模型处理物理问题的科学方法．
●教学地位
本节知识是高考命题的重点和热点，与交变电流知识相结合，常以选择题的形式出现，与电能输送知识相结合，则选择题、计算题的形式均可能出现，难度中等．●新课导入建议
为了减小输送电能的损失和满足不同电压的电器设备的要求，人们发明并制作了不同用途、不同大小、不同种类、不同型号的变压器，我们这节课主要探究一般变压器的主要构造，变压器的原理和电压与匝数之间的关系．课前预习安排：1.看教材2.填写【课前自主导学】(同学之间可进行讨论) ●教学流程设计步骤1：导入新课，本节教学地位分析 课前预习安排：1.看教材2.填写【课前自主导学】(同学之间可进行讨论) 步骤2：老师提问，检查预习效果(可多提问几个学生) 步骤3：师生互动完成“探究1”互动方式(除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路) 步骤4：教师通过例题讲解总结理想变压器电压、电流与匝数的大小关系 步骤5：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评 步骤6：师生互动完成“探究2”(方式同完成探究1相同) 步骤7：完成“探究3”(重在讲解规律方法技巧) 步骤8：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况 步骤9：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课时作业】 演示结束1.基本知识
(1)结构变压器的构造和原理
(2)原理：当变压器的原线圈加上交变电压时，原线圈中的交变电流在______中激发交变的________，交变的________穿过原线圈也穿过副线圈，在原、副线圈中产生___________．当副线圈闭合时，在副线圈中就会有_______通过，这样，虽然原、副线圈并不相连，电能却从原线圈通过磁场传输给副线圈．铁芯磁通量磁通量感应电动势交流电
2．思考判断
(1)变压器也能改变稳恒电流的电压．(×)
(2)变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流．(√)3．探究交流
当变压器原线圈接通恒压电源时，与副线圈相连的小灯泡会发光吗？如果把蓄电池改换为交流电源呢？
【提示】 左边接通恒压电源时，通过左边线圈的电流不变化，它产生的磁场也不变，通过右边线圈的磁通量也就不变，无感应电动势在右边线圈中产生，所以小灯泡不会亮．
当左边接通交流电源时，通过左边线圈的电流不断的变化，它产生的磁场也不断的变化，通过右边线圈的磁通量也就不断的变化，从而在右边线圈中产生感应电动势，所以小灯泡会亮.当n1>n2时，则有U1>U2，叫_____变压器．
当n1①输入功率与输出功率的关系：对于理想变压器，则U1I1______U2I2，即P入______P出．＝＝
2．思考判断
(1)升压变压器的副线圈应该用较粗的导线绕制．(×)
(2)变压器原线圈相对电源而言起负载作用，而副线圈相对负载而言起电源作用．(√)
(3)实际变压器输入功率一定大于输出功率．(√)
3．探究交流
理想变压器有哪些特点？
【提示】 (1)没有漏磁，即通过原、副线圈的每一匝的磁通量都一样；
(2)原、副线圈没有电阻，即忽略原副线圈中的焦耳热损耗(铜损)；
(3)铁芯中无磁损耗，也不产生涡流；
(4)理想变压器是一种理想化模型.1.基本知识
(1)电压互感器
①原理：是一种______变压器，它的初级线圈_____在高压交流线路上，次级线圈与___________相连，只要根据电压表测出的电压值和铭牌上的变压比，就可以算出高压线的电压值．
②作用：测量高压线的电压值．电压互感器和电流互感器 降压并联交流电压表(2)电流互感器
①原理：是一种_____变压器，它的原线圈______在被测交流电路中，副线圈与_____________相连，只要读出交流电流表的示数，再根据变流比就可以算出通过负载的电流值．
②作用：测量输电线上的大电流．
2．思考判断
(1)互感器原、副线圈中的电流频率相等．(√)
(2)电压互感器实质上是一种降压变压器．(√)
(3)电流互感器原线圈匝数比副线圈匝数多．(×)升压串联交流电流表
3．探究交流
为什么电流互感器的副线圈不允许安装保险丝？为什么电压互感器的副线圈要装保险丝？【提示】 如果电流互感器在运行时副线圈断开，I2＝0，则铁芯中的磁通量会急剧增加(因为原线圈中电流很大，在铁芯中产生的磁通量很大，正常运行时I2≠0，且n2>n1，所以I1产生的磁通量大部分被I2产生的磁通量所抵消)，这将在副线圈的两端感应出高电压(可达103 V以上)，即使副线圈的一端接地，对人及仪表仍不安全，因此，电流互感器副线圈决不允许断路，当然不允许安装保险丝．
电压互感器在运行时应严防短路，因短路时副线圈电路阻抗大大减小，会出现很大短路电流，使副线圈严重发热而烧毁，所以在电压互感器低压侧要安装保险丝. 【问题导思】
1．理想变压器的电压与匝数间有什么关系？
2．理想变压器的电流与匝数间有什么关系？
3．理想变压器的变压原理是什么？理想变压器的变压、变流规律 3．功率关系
对于理想变压器，不考虑能量损失，P入＝P出．
4．电流关系
由于不计各种电磁能量的损失，输入功率等于输出功率即P1＝P2，因为P1＝U1I1，P2＝U2I2，1．变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的；
2．原、副线圈的感抗均趋于无穷大，从而空载电流趋于0.图2－6－1
【审题指导】 解答本题时应注意以下三点：
(1)原、副线圈的磁通量及其变化率均相同．
(2)磁通量变化率的最大值对应每匝线圈电压的最大值．
(3)原副线圈电动势的瞬时值间不满足电压与匝数的比例关系．【答案】 BC1．(2013·树德中学高二检测)如图2－6－2所示，原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器正常工作时( )
图2－6－2
A．原、副线圈磁通量之比为2∶1
B．原、副线圈电流之比为1∶2
C．输入功率和输出功率之比为1∶1
D．原、副线圈磁通量变化率之比为1∶1【答案】 BCD【问题导思】
1．理想变压器的电压、电流和输入功率与输出功率之间存在怎样的制约关系？
2．如何分析变压器的动态变化情况？变压器工作时的制约关系及动态分析
1．电压制约
当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时，输出电压U2由输入电压U1决定，即U2＝n2U1/n1.
2．电流制约
当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1＝n2I2/n1.
3．负载制约
(1)变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2＝P负1＋P负2＋…
(2)变压器副线圈中的电流I2由用户负载电压U2确定，I2＝P2/U2.
(3)总功率P入＝P线＋P2，即变压器的输入功率是由输出功率决定的．1．电压的制约关系，反映了感应电动势的因果关系．
2．电流和功率的制约关系，体现了能量守恒的特点．
3．理想变压器的副线圈可以看做负载的无阻电源，与副线圈组成的电路可以参照直流电路动态分析的方法． 如图2－6－3所示为一理想变压器．S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑片，U1为变压器原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流，则( )图2－6－3
A．保持U1及P的位置不变，S由a合到b上时，I1将减小
B．保持P的位置及U1不变，S由b合到a上时，R消耗的功率减小
C．保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将增大
D．保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I2增大
【审题指导】 审题时应注意以下问题：
(1)滑片P的位置变化，即负载发生变化．
(2)S合在a或b，原线圈的匝数发生变化．【答案】 BD
2．如图2－6－4所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2；输电线的等效电阻为R，开始时，开关S断开．当开关S接通时，下列说法中正确的是( )
A．副线圈两端M、N的输出电压减小
B．副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大
C．通过灯泡L1的电流减小
D．变压器的输入功率减小图2－6－4【答案】 BC (2013·双流县棠湖中学高二检测)如图2－6－5甲、乙所示电路中，当A、B接10 V交变电压时，C、D间电压为4 V；当M、N接10 V直流电压时，P、Q间电压也为4 V．现把C、D接4 V交流电压，P、Q接4 V直接电压，下面可表示A、B间和M、N间的电压的是( )
A．10 V,10 V
B．10 V,4 V
C．4 V,10 V
D．10 V,0综合解题方略——变压器与分压 器的对比 甲 乙
图2－6－5
【审题指导】 变压器的工作原理是电磁感应，而分压器中的电阻元件只表现阻碍作用，它不会出现电磁感应现象．【规范解答】 甲图是一个自耦变压器，当A、B作为输入端，C、D作为输出端时，是一个降压变压器，两边的电压之比等于线圈的匝数之比．当C、D作为输入端，A、B作为输出端时，是一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以C、D接4 V交流时，A、B间将得到10 V交流．乙图是一个分压电路，当M、N作为输入端时，上下两个电阻上的电压跟它们的电阻的大小成正比．但是当把电压加在P、Q两端时，电流只经过下面那个电阻，上面的电阻中没有电流，M、P两端也就没有电势差，即M、P两点的电势相等．所以当P、Q接4 V直流时，M、N两端电压也是4 V.
顺便指出，如果M、N或P、Q换成交变电压，上述关系仍然成立，因为在交流纯电阻电路中欧姆定律照样适用．
【答案】 B1．变压器的工作原理及用途
如图甲所示，变压器的工作原理是当原线圈中有交变电流时，在铁芯中便产生交变磁通量，而交变磁通量又会在副线圈中产生感应电动势．可见，变压器只能工作在交流电路中，且其电压比等于匝数比．同一个变压器既可以当升压变压器也可以当降压变压器使用，副线圈两端的电压可以比原线圈的大、小或相等．应当注意的是需要把电压升高时，就得使用升压变压器，分压器是无能为力的．
甲 乙
2．分压器的工作原理及用途
分压器的工作原理是利用串联电路的分压原理，如图乙所示，它是滑动变阻器的分压接法，既可应用于直流电路又可应用于交流电路．
【备课资源】(教师用书独具)
电力变压器种类
电力变压器是发、输、变、配电系统中的重要设备之一，它的性能、质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运营效益．(一)配电变压器
(1)油浸式配电变压器
为了使变压器的运行更加安全、可靠，维护更加简单，更广泛地满足用户的需要，近年来油浸式变压器采用了密封结构，使变压器油和周围空气完全隔绝，从而提高了变压器的可靠性．目前，主要密封形式有空气密封型、充氮密封型和全充油密封型．其中全充油密封型变压器的市场占有率越来越高，它在绝缘油体积发生变化时，由波纹油箱壁或膨胀式散热器的弹性变形做补偿．
(2)干式变压器
干式变压器由于结构简单，维护方便，又有防火、难燃等特点．
干式变压器种类很多，主要有浸渍绝缘干式变压器和环氧树脂绝缘干式变压器两类．(二)箱式变压器
箱式变压器具有占地少，能伸入负荷中心，减少线路损耗，提高供电质量，选位灵活，外形美观等特点，目前在城市10 kV、35 kV电网中大量应用．我国目前所使用的箱式变压器，主要是欧式箱变和美式箱变，前者变压器作为一个单独的部件，即高压受电部分、配电变压器、低压配电部分三位一体．后者结构分为前后两部分，前部分为接线柜，后部分为变压器油箱，绕组、铁芯、高压负荷开关、插入式熔断器、后备限流熔断器等元器件均放置在油箱体内．目前有些厂家，已将卷铁芯变压器移置到箱式变压器中，使箱式变压器体积和质量都有所减小，实现了高效、节能和低噪声.
(三)高压、超高压电力变压器
目前，我国已具备了110 kV、220 kV,330 kV和500 kV高压、超高压变压器生产能力．超高压变压器的绝缘介质仍以绝缘油为主，根据电网发展的需要，变压器的生产技术正在不断提高．SF6气体绝缘高压、超高压变压器正在研究开发. 1．一个正常工作的理想变压器的原副线圈中，下列的哪个物理量不一定相等( )
A．交流的频率
B．电流的有效值
C．电功率
D．磁通量变化率
【解析】 变压器可以改变原副线圈中的电流，因此原副线圈中的电流不一定有相同的有效值，所以B正确．由于穿过原线圈的磁通量全部穿过副线圈，因而原副线圈的磁通量变化率相同；变压器的工作基础是电磁感应，副线圈中感应的交流频率与原线圈交流频率是相同的；理想变压器原线圈输入功率等于副线圈输出功率．
【答案】 B2．(2013·北师大附中高二检测)如图2－6－6中理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路．当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，安培表A1的读数是12毫安，那么安培表A2的读数是( )
A．0
B．3毫安
C．48毫安
D．与R值大小无关图2－6－6
【解析】 当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速向右做切割磁感线运动时，原线圈中产生恒定的电流，不能在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中不会产生感应电流，A正确．
【答案】 A3．一输入电压为220 V，输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏了，为获知此变压器原副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如图2－6－7所示，然后将原来线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( )
A．1 100,360
B．1 100,180
C．2 200,180
D．2 200,360图2－6－7【答案】 B
4．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的是( )
A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1
B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等
C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为1∶1
D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1
【解析】 对理想变压器，无磁通量损失，因而穿过两个线圈的交变磁通量相同，磁通量变化率相同，每匝线圈产生的感应电动势相等，电压与匝数成正比；理想变压器可以忽略热损耗，故输入功率等于输出功率，故正确选项是B、C、D.
【答案】 BCD5．一台理想变压器，其原线圈的匝数为2 200匝，副线圈的匝数为440匝，副线圈中接入一个100 Ω的负载电阻，如图2－6－8所示．图2－6－8(1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数为多大？电流表示数为多大？
(2)当原线圈接在220 V交流电源上时，电压表示数为多大？电流表示数为多大？此时输入功率为多少？变压器效率为多大？
【解析】 (1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流表示数也为零．【答案】 (1)0 0 (2)44 V 0.44 A 19.36 W 100% 课后知能检测本小节结束
请按ESC键返回课件66张PPT。教师用书独具演示●课标要求
1．了解从变电站到住宅的输电过程．
2．知道远距离输电时应用高电压的道理．7 电能的输送●课标解读
1．理解输电线上损失的电能与哪些因素有关，以及减小损失的两个途径．
2．理解高压输电的原理．
3．了解远距离输电的典型电路，并能利用变压器和电路的规律解决实际问题．
●教学地位
本节知识是高考命题的重点，常与变压器、电路知识相结合，以选题或计算题的形式出现，试题难度中等．●新课导入建议
电能是由其他形式的能转化而来的二次能源，大型发电厂一般建在容易获得能源，像煤、天然气、地热、潮汐、风力、水力资源等能源比较丰富的地方，而工厂、学校、机关等人们用电的地方，距离这些地方很远且比较分散，如何使得在输送电能的过程中损失较低，且又经济实用，是我们这节课主要探究和学习的内容．课前预习安排：1.看教材2.填写【课前自主导学】(同学之间可进行讨论) ●教学流程设计步骤1：导入新课，本节教学地位分析 步骤2：老师提问，检查预习效果(可多提问几个学生) 步骤3：师生互动完成“探究1”互动方式(除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路) 步骤4：教师通过例题讲解总结输电线上的功率损失原因及大小计算方法 步骤5：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评 步骤6：师生互动完成“探究2”(方式同完成探究1相同) 步骤7：完成“探究3”(重在讲解规律方法技巧) 步骤8：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况 步骤9：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课时作业】 演示结束1.基本知识
(1)两种损失比较电能输送中的电压损失和电能损耗 电阻rIrr热效应I2rI②由P＝UI知，输送电功率不变的前提下，提高输电电压，会减小__________，从而减小导线上的发热损失和电压损失．这是降低两种损耗的有效途径．横截面积输电电流
2．思考判断
(1)由P＝UI知，功率损耗与电流成正比．(×)
(2)电能的损耗受电流的影响比受电阻的影响更为显著．(√)
(3)减小输电线电阻是降低电能损耗的最佳途径．(×)1.基本知识
在发电站附近用_____变压器__________，用输电线输送到远方，在用电地区附近，用____变压器降到所需电压．
远距离输电电路图如图2－7－1所示：远距离输电系统 图2－7－1升压升高电压降压
2．思考判断
(1)高压输电是通过减小输电电流来减小电路的电能损耗．(√)
(2)远距离输电时，若输送的电功率一定，输电电压越高，输电电流就越小，电能损失就越小，所以输电电压越高越好．(×)3．探究交流
“提高输电电压、减小输电电流”是否与欧姆定律相矛盾？1.基本知识
(1)使用环节：大功率______输电环节中使用直流输电．
(2)直流输电系统直流输电 高压2．思考判断
(1)直流输电的优点是不存在电感和电容引起的电能损失．(√)
(2)直流输电过程中没有使用变压器．(×)
3．探究交流
交流输电有哪些局限性？要克服这些局限性，应怎样去做？
【提示】 交流输电的局限性有：(1)当交流输电功率很大时，电容、电感引起的电压及电能损失很大；
(2)同一电网供电的发电机同步运行，技术存在困难．要克服上述局限性，大功率输电线路可采用直流输电．【问题导思】
1．输送电能的过程为什么会有能量损失？
2．能量损失的大小与哪些因素有关？
3．减小输电的能量损失有哪些措施？输电线上的能量损耗 1．功率损失的原因
在电能输送过程中，电流流过输电线时，因输电线有电阻而发热，电能必有一部分转化为内能而损失掉．
2．功率损失的大小
(1)设输电导线的总电阻为R，输电电流为I，则损失功率为P损＝I2R.③增大导线的横截面积S：这要多耗费金属材料，增大成本，同时给输电线的架设带来很大的困难．输送功率是指高压输电线始端的输入功率，输送电压是指高压输电线始端的电压． (2013·陕西师大附中高二检测)在远距离输电时，输送的电功率为P，输送电压为U，所用导线的电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为L，输电线损失的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则P′、P用的关系式正确的是( )【审题指导】 审题时应注意以下问题：
(1)明确输送功率、输送电压、损失功率、损失电压的意义．
(2)根据欧姆定律和功率公式进行计算．【答案】 BD【答案】 BD【问题导思】
1．如何分清输电电压和损失电压以及用户电压？
2．线路损失电压的原因是怎样的？
3．如何减小线路上的电压损失？输电电压、损失电压和用户电压 1．对几个电压的理解
输送电压：输电线始端电压，如图2－7－2中的U2.
用户电压：最终用户使用的电压，如图中的U4.
损失的电压：输电线始端电压与末端电压的差值(ΔU＝U2－U3)，形成的原因是由于输电导线上存在电阻和感抗．图2－7－22．线路电压损失的原因
输电导线有电阻，电流通过输电线时，会在线路上产生电势降落，致使输电线路末端的电压比起始端电压要低，这就是输电线上的电压损失，如图2－7－3所示，U为发电厂的输出电压，P为发电厂的输出功率，U2为用电设备两端的电压，P′为用电设备的输入功率，则输电线上损失的电压为ΔU＝U－U′＝IR.图2－7－3
3．减小输电线路上电压损失的方法
根据ΔU＝IR可知，减小输电线路上电压损失的方法主要有两种：
(1)减小输电线路的电阻．
(2)减小输电电流I，即提高输电电压．1．输电电压是指加在高压输电线始端的电压U，损失电压是指降落在输电线路上的电压ΔU＝IR.
2．无论是从减小输电线路上功率损失，还是从减小电压损失来看，都要求提高输电电压，以减小输电电流． (2013·重庆一中高二检测)某农村水力发电站的发电机的输出电压稳定，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经变压器降压后，再用线路接到各用户，设两变压器都是理想变压器，那么在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率增加，这时( )
A．升压变压器的副线圈的电压变大
B．高压输电线路的电压损失变大
C．降压变压器的副线圈上的电压变大
D．降压变压器到各用户的输电线上的电压损失变大 【审题指导】 解答本题时应注意以下三点：
(1)用电高峰期用户端总电阻减小
(2)白炽灯不够亮的原因
(3)白炽灯两端电压大小的相关因素
【解析】 用电高峰期，用户端总电阻由于并联电灯增多而减小，从而电流增大，又由U损＝Ir可知，输电导线上的电压损失变大，升压变压器副线圈的电压不变，降压变压器原、副线圈上的电压变小，而降压变压器到各用户的输电线上的电压损失变大．故正确答案为B、D.
【答案】 BD分析此类问题时要弄清输电导线的电阻是能耗和电压损失的原因所在，在高压输电中灵活运用焦耳定律、欧姆定律，抓住电功率的决定因素，把握好能耗与损失电压的平方成正比，与输送电压的平方成反比．2．某发电站的输出功率为104 kW，输出电压为4 kV，通过理想变压器升压后向80 km远处供电．已知输电导线的电阻率为ρ＝2.4×10－8Ω·m，导线横截面积为1.5×10－4m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：
(1)升压变压器的输出电压；
(2)输电线路上的电压损失．(2)输电线上的电压损失：
ΔU＝I2R＝3 200 V.
【答案】 (1)80 000 V (2)3 200 V (2012·广元高二期末)发电机的端电压220 V，输出电功率44 kW，输电导线的电阻为0.2 Ω，如果用初、次级匝数之比为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． 综合解题方略——高压输电线路 的分析与计算【审题指导】 审题时应注意以下问题：
(1)发电机的端电压等于升压变压器原线圈两端的电压．
(2)对全过程线路图中各物理量要标注清楚．
【规范解答】 (1)线路图如图所示：输电线上损失的电压和电功率分别为
U损＝IR线＝200×0.2 V＝40 V，
P损＝IU损＝I2R线＝2002×0.2 W＝8×103 W.
所以，用户得到的电压和电功率分别为
U用＝U－U损＝220 V－40 V＝180 V，
P用＝P总－P损＝44×103W－8×103 W＝36 kW.
【答案】 (1)见规范解答 (2)219.6 V 43.92 kW
(3)180 V 36 kW解答电能输送问题应注意的问题
1．用户消耗的功率决定输送功率，即用户和线路总共消耗多少功率，发电站就输送多少功率，这是能量守恒定律和变压器原理的体现．
2．抓住输电的两头——电源和用电器；分析一条线——输电线；研究两次电压变换——升压变压器和降压变压器．
3．注意输送电压(功率)、损失电压(功率)、用户电压(功率)三者之间的区别和数量关系．【备选例题】
某小型水电站的电能输送示意图如图教2－7－1所示．发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则( )图教2－7－1【答案】 AD
【备课资源】(教师用书独具)
输电技术的发展历史
关于电能的输送方式，是采用直流输电还是交流输电，在历史上曾引起过很大的争论．美国发明家爱迪生、英国物理学家开尔文都极力主张采用直流，而美国发明家威斯汀豪斯和英国费朗蒂则主张采用交流输电．
在早期，工程师们主要致力于研究直流电，发电站的供电范围也很有限，而且主要用于照明还未用于工业动力．例如，1882年爱迪生电气照明公司(创建于1878年)在伦敦建立了第一座发电站，安装了三台110 V“巨汉”号直流发电机，这是爱迪生于1880年研制的，这种发电机可以为1 500盏16 W的白炽灯供电．
但是随着科学技术和工业生产发展的需要，电力技术 在通信、运输、动力等方面逐渐得到广泛应用，社会对电力需求也急剧增大．由于用户的电压不能太高，要输送一定的功率，就要加大电流．而电流越大，输电线硌发热就越厉害，损失的功率就越多，而且电流太大，损失在输电导线上的电压也大，使用户得到的电压降低，离发电站越远的用户，得到的电压越低．直流输电的弊端，限制了电力的应用，促使人们探讨用交流输电的问题．
为了减少输电线路中电能的损失，只能提高电压，在发电站将电压升高，到用户地区再把电压降下来，这样就能在低损耗的情况下，达到远距离输电的目的．而要改变电压，只有采用交流输电才行.1888年，费朗蒂设计的伦敦泰晤士河畔的大型交流电站开始输电，他用钢皮电缆将1万伏的交流电送往相距10公里外的市区变电站，在这里降为2 500 V，再分送到各街区的二级变压器，降为100 V供用户照明. 随着科学的发展，为了解决交流输电存在的问题，寻求更合理的输电方式，人们现在又开始了采用直流超高压输电．但这并不是简单地恢复到爱迪生时代的那种直流输电，发电站发出的电和用户用的电仍然是交流电，只是在远距离输电中，采用换流设备，把交流高压变为直流高压，这样做可以把交流输电用的3条电线减为2条，大大节约了输电导线，目前最长的架空直流线路是莫桑比克的卡布拉巴萨水电站到阿扎尼亚的线路，长1 414公里，输电电压为50万伏，可输电220万千瓦. 1．交流输电线路中功率损失的主要原因( )
A．一定是输电导线具有电阻
B．一定是输电导线具有容抗
C．一定是输电导线具有感抗
D．以上说法均不正确
【解析】 电能的主要损耗是电热，由ΔP＝I2R可知A选项正确．
【答案】 A
2．下列关于远距离高压直流输电的说法中，正确的是( )
A．直流输电系统只在输电环节是直流，而发电环节和用电环节是交流
B．直流输电系统只在发电环节和用电环节是直流，而输电环节是交流
C．整流器将交流变直流，逆变器将直流变交流
D．逆变器将交流变直流，整流器将直流变交流
【解析】 直流输电系统由整流站、直流线路和逆变站三部分组成，在整流站通过整流器将交流电变换为直流电，在逆变站利用逆变器将直流电变换为交流电．因此选项A、C正确．
【答案】 AC
3．在远距离输电过程中，为减少输电线路上的电能损失，可采用的最佳方法是( )
A．使输电线粗一些 B．减小输电线长度
C．采用高压输电 D．减少通电时间
【解析】 从造成电能损失的原因分析，要减少电能损失，需要减小电阻、减少输电电流，减少电阻已达到目前技术的极限了，因此，应当采用高压输电，减小输电电流．
【答案】 C【答案】 D课后知能检测本小节结束
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