2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)知識(shí)考點(diǎn)專題11《交變電流》

1、2020年高考一輪復(fù)習(xí)知識(shí)考點(diǎn)專題11交變電流第一節(jié)交變電流的產(chǎn)生和描述【基本概念、規(guī)律】一、交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律1.交變電流大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流.2正弦交流電(1)產(chǎn)生：在勻強(qiáng)磁場里，線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng).(2)中性面定義：與磁場方向垂直的平面.特點(diǎn)：線圈位于中性面時(shí)，穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢 為零.線圈每經(jīng)過中性面一次，電流的方向就改變一次.(3)圖象：用以描述交變電流隨時(shí)間變化的規(guī)律，如果線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí)，其圖象 為正弦曲線.二、描述交變電流的物理量11 .交變電流的周期和頻率的關(guān)系：T2 .峰值和有效值3 1)峰值：交變

2、電流的峰值是它能達(dá)到的最大值.4 2)有效值：讓交流與恒定電流分別通過大小相同的電阻，如果在交流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，則這個(gè)恒定電流I、恒定電壓U就是這個(gè)交變電流的有效值.5 3)正弦式交變電流的有效值與峰值之間的關(guān)系Im . . U m1 = 2, u= 2, E= 2-3.平均值：E = n云=BLv.【重要考點(diǎn)歸納】考點(diǎn)一交變電流的變化規(guī)律1 .正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí))函數(shù)圖象磁誦量Q=® rnCOS 3t=BScos wt1 一 f12”電動(dòng)勢e= Emsi n wt=nBSw sin wtZ *0 - 出I電壓u = Umsi n wt

3、,REm=c sin wt R+ r電流i = I msin wtFm =_., sin wtR+ r2兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn)線圈平面與中性面重合時(shí),S_LB,最大，一二0，e=0, i=0,電流方向?qū)l(fā)生改變.(2)線圈平面與中性面垂直時(shí),S/ B, Q= 0, q最大，e最大，i最大，電流方向不改變.At123解決交變電流圖象問題的三點(diǎn)注意 (1)只有當(dāng)線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí)，電流的瞬時(shí)值表達(dá)式才是正弦形式，其變化規(guī)律與線圈的形狀及轉(zhuǎn)動(dòng)軸處于線圈平面內(nèi)的位置無關(guān).注意峰值公式Em= nBSw中的S為有效面積.(3)在解決有關(guān)交變電流的圖象問題時(shí)，應(yīng)先把交變電流的圖象與線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)位置對應(yīng)起來，

4、再根據(jù)特殊位置考點(diǎn)二交流電有效值的求解1 .正弦式交流電有效值的求解=4，U =空，£ =阜計(jì)算V2 2 V22 .非正弦式交流電有效值的求解交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)(電流通過電阻生熱)進(jìn)行定義的,所以進(jìn)行有效值計(jì)算時(shí)，要緊扣電流通過電阻生熱(或熱功率)進(jìn)行計(jì)算-注意三同”即相同電阻“相同時(shí)間”內(nèi)產(chǎn)生 相同熱量”計(jì)算時(shí)相同時(shí)間”要取周期的整數(shù)倍，一般取一個(gè)周期.考點(diǎn)三交變電流的四值”的比較物理含義重要關(guān)系適用情況瞬時(shí)值交變電流某一時(shí)刻的值e= Emsi n wt計(jì)算線圈某一時(shí)刻的受力情況峰值最大的瞬時(shí)值Em = nBSw確定用電器的耐壓值，電容器的擊穿電壓i = Em R+

5、 r有效值跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流值EmEpUm U=U(1)計(jì)算與電流熱效應(yīng)相關(guān) 的量(如功率、熱量)(2)交流電表的測量值(3)電器設(shè)備標(biāo)注的額定電壓、額定電流(4)保險(xiǎn)絲的熔斷電流平均值交變電流圖象中圖線與時(shí)間軸所夾面積與時(shí)間的比值 E=- E At一Ei = R+r計(jì)算通過電路截面的電 日.荷量1 書寫交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的基本思路、2 n(1)求出角速度3, 3=T= 2確定正弦交變電流的峰值，根據(jù)已知圖象讀出或由公式Em= nBSo求出相應(yīng)峰值.(3)明確線圈的初始位置，找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式.線圈從中性面位置開始轉(zhuǎn)動(dòng)，則i t圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為i=Imsin 3t

6、線圈從垂直中性面位置開始轉(zhuǎn)動(dòng)，則 i t圖象為余弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為i=Imcos 3t第二節(jié)變壓器遠(yuǎn)距離輸電【基本概念、規(guī)律】一、變壓器原理1 工作原理：電磁感應(yīng)的互感現(xiàn)象.2理想變壓器的基本關(guān)系式(1)功率關(guān)系：P A= P出.、右n4>r)2,為降壓變壓器；右Mn?,為升壓變壓器.(2)電壓關(guān)系.U2 n211 Q2(3)電流關(guān)系：只有一個(gè)副線圈時(shí)，12 nl有多個(gè)副線圈時(shí)'U lh= U2I2+ U3I3+ UnIn.二、遠(yuǎn)距離輸電1 輸電線路(如圖所示)2 .輸送電流P匚P.U U， (2)1 =3 .電壓損失(1) UU=U- U(2) U= IR.4.功率損失(1)

7、 P= P.P2(2) P= I R =【重要考點(diǎn)歸納】 考點(diǎn)一理想變壓器原、副線圈關(guān)系的應(yīng)用1 .基本關(guān)系(DP入=P出，(有多個(gè)副線圈時(shí)，P1=P2+ P3+) (2)中二巳，有多個(gè)副線圈時(shí),仍然成立.U2 n2(3) 口二理，電流與匝數(shù)成反比(只適合一個(gè)副線圈) l2Plinili= rd2+ n3b+(多個(gè)副線圈) 原、gU線圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量變化率也相同，頻率也就相同.2.制約關(guān)系(1)電壓：副線圈電壓U2由原線圈電壓Ui和匝數(shù)比決定.功率：原線圈的輸入功率R由副線圈的輸出功率P2決定.電流：原線圈電流由副線圈電流I2和匝數(shù)比決定.3關(guān)于理想變壓器的四點(diǎn)說明：(1)變壓

8、器不能改變直流電壓.變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流的頻率.(3)理想變壓器本身不消耗能量.(4)理想變壓器基本關(guān)系中的Ui、U2、li、I2均為有效值.考點(diǎn)二理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析I I11 匝數(shù)比不變的情況(如圖所示)*?嗎紫(1)U不變，根據(jù)嚴(yán)二。可以得出不論負(fù)載電阻R如何變化，I_U2 n2比不變，負(fù)我R變化U2不變.當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，b變化，根據(jù)¥二n八可以判斷ii的變化情況.(3) 12變化引起P2變化，根據(jù)Pi= P2，可以判斷P的變化.石變化負(fù)植寸不變2負(fù)載電阻不變的情況(如圖所示)(1) Ui不變，也發(fā)生變化，U2變化.n2R不變，U2變化7

9、2發(fā)生變化.IIu2八(3)根據(jù)p2= e和pr P2,可以判斷P2變化時(shí)，Pi發(fā)生變化.RUi不變時(shí)，li發(fā)生變化.3變壓器動(dòng)態(tài)分析的思路流程Ui = H,V->玨一吃12 kaisPl 二珂hU=IdL IS “決定一決定決定考點(diǎn)三關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電問題的分析1 遠(yuǎn)距離輸電的處理思路對高壓輸電問題，應(yīng)按發(fā)電機(jī)T升壓變壓器T遠(yuǎn)距離輸電線T降壓變壓器T用電器這樣的順序， 或從用電器”倒推到發(fā)電機(jī)” 一步一步進(jìn)行分析.(以下圖為例):(i)功率關(guān)系：Pi= P2,2遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個(gè)基本關(guān)系U2= AU + U3, l2 = l3= I 練Ui ni I2 U3 n3 k電壓、電流關(guān)系：U；

10、 n；2- U； H4I3P2 P3 U 2- U 3輸電電流：I的U=UP= w輸電線上損耗的電功率：P2 2P損=1線AU = 12線R線二:u ； R線3解決遠(yuǎn)距離輸電問題應(yīng)注意下列幾點(diǎn)(1)畫出輸電電路圖.(2)注意升壓變壓器副線圈中的電流與降壓變壓器原線圈中的電流相等.(3)輸電線長度等于距離的2倍.計(jì)算線路功率損失一般用P損二|2r緣【思想方法與技巧】特殊變壓器問題的求解一、自耦變壓器高中物理中研究的變壓器本身就是一種忽略了能量損失的理想模型，自耦變壓器(又稱調(diào)壓器)，它只有一個(gè)線圈，其中的一部分作為另一個(gè)線圈，當(dāng)交流電源接不同的端點(diǎn)時(shí)，它可以升壓也可 以降壓，變壓器的基本關(guān)系對自

11、耦變壓器均適用.二、互感器分為：電壓互感器和電流互感器，比較如下:原理圖電壓互感器rxmJrir rd電流互感器Ek |_| 原線圈的連接并聯(lián)在局壓電路中串聯(lián)在大電流電路中副線圈的連接連接電壓表連接電流表互感器的作用將圖電壓變?yōu)榈碗妷簩⒋箅娏髯優(yōu)樾‰娏骼玫墓経i ni U2n2lin i= Sn2三、多副線圈變壓器對于副線圈有兩個(gè)及以上的理想變壓器，電壓與匝數(shù)成正比是成立的，而電流與匝數(shù)成反比的規(guī)律不成立.但在任何情況下，電流關(guān)系都可以根據(jù)原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率即Pq P出進(jìn)行求解.實(shí)驗(yàn)十一傳感器的簡單使用基本要求、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解傳感器的工作過程，探究敏感元件的特性.2學(xué)會(huì)傳

12、感器的簡單使用.二、實(shí)驗(yàn)原理 閉合電路歐姆定律，用歐姆表進(jìn)行測量和觀察.三、實(shí)驗(yàn)器材熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺(tái)、溫度計(jì)、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學(xué)生電源、繼電 器、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等.四、實(shí)驗(yàn)步驟1 .研究熱敏電阻的熱敏特性(1)將熱敏電阻放入燒杯中的水中，測量水溫和熱敏電阻的阻值(如實(shí)驗(yàn)原理圖甲所示).(2)改變水的溫度，多次測量水的溫度和熱敏電阻的阻值，記錄s=r1在表格中.(n：2 .研究光敏電阻的光敏特性(1)將光敏電阻、多用電表、燈泡、滑動(dòng)變阻器連接好(如實(shí)驗(yàn)原理圖乙所示)，其中多用電表置于“X 10 擋.實(shí)驗(yàn)原理圖先測出在室內(nèi)自然光的照射下光敏電阻的阻值，并記錄數(shù)據(jù).(3)打開電源，讓小燈泡發(fā)光，調(diào)節(jié)小燈泡的亮度使之逐漸變亮，觀察表盤指針顯示電阻阻值的情況，并記錄.(4)用手掌(或黑紙)遮光時(shí)，觀察表盤指針顯示電阻阻值的情況，并記錄.方法規(guī)律一、數(shù)據(jù)處理1 .熱敏電阻的熱敏特性(1)畫圖象在右圖坐標(biāo)系中，粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線.(2)得結(jié)論熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，隨溫度的降低而增大2-光敏電阻的光敏特性(1)探規(guī)律根據(jù)記錄數(shù)據(jù)定性分析光敏電阻的阻值與光照強(qiáng)度的關(guān)系-(2)得結(jié)論 光敏電阻在暗