高考物理系統(tǒng)性復(fù)習(xí) 第十三章 交變電流 章末總結(jié)（附解析）

第十三章交變電流章末總結(jié)【要點(diǎn)歸納】一、輸電線上的電壓損失和功率損失1.輸電線上的電壓損失(1)電壓損失：輸電導(dǎo)線有電阻，電流通過輸電導(dǎo)線時，會在線路上產(chǎn)生電勢降落，致使輸電線路末端的電壓比起始端電壓要低，這就是輸電線上的電壓損失。(2)減少電壓損失的兩種方法：①減小輸電線路電阻：由R＝ρeq\f(l,S)可知，距離一定時，使用電阻率小的材料，增大導(dǎo)線橫截面積可減小電阻；②減小輸電電流：由I＝eq\f(P,U)可知，當(dāng)輸送功率一定時，升高電壓可以減小電流。2．輸電線上的功率損失(1)功率損失①原因：任何輸電線都有電阻，因此當(dāng)電流通過輸電線向遠(yuǎn)方輸送時，輸電線因有電阻而發(fā)熱；②功率損失的計算：ΔP＝I2R，I為輸電線路上的電流，R為線路電阻。(2)減少功率損失的方法①減小輸電線的電阻R：根據(jù)R＝ρeq\f(l,S)，減小電阻率ρ，目前一般用電阻率較小的銅或鋁作為導(dǎo)線材料；增大導(dǎo)線的橫截面積S，這要多耗費(fèi)金屬材料，增加成本，同時給輸電線的架設(shè)帶來很大的困難；②減小輸電電流I：根據(jù)I＝eq\f(P,U)，在輸送功率P一定，輸電線電阻R一定的條件下，輸電電壓提高到原來的n倍，根據(jù)P損＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))2R知，輸電線上的功率損失將降為原來的eq\f(1,n2)。二、遠(yuǎn)距離輸電問題1.遠(yuǎn)距離輸電的幾個基本關(guān)系式(1)功率關(guān)系：P1＝P2，P2＝P損＋P3，P3＝P4。(2)電壓關(guān)系：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，U2＝U損＋U3，eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)。(3)電流關(guān)系：eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，I2＝I線＝I3，eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3)。(4)輸電電流：I線＝eq\f(P2,U2)＝eq\f(P3,U3)＝eq\f(U損,R線)＝eq\f(U2－U3,R線)。(5)輸電導(dǎo)線上損耗的電功率：P損＝P2－P3＝I線2R線＝eq\f(U損2,R線)＝U損I線。(6)輸電導(dǎo)線上的電壓損失：U損＝I線R線＝U2－U3。(7)輸電效率：η＝eq\f(P4,P1)×100%＝eq\f(P2－P損,P2)×100%.2．兩個緊密聯(lián)系(1)線圈1(匝數(shù)為n1)和線圈2(匝數(shù)為n2)中各個量間的關(guān)系是：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，I1n1＝I2n2，P1＝P2。(2)線圈3(匝數(shù)為n3)和線圈4(匝數(shù)為n4)中各個量間的關(guān)系是：eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)，I3n3＝I4n4，P3＝P4?！究键c(diǎn)整合】【考點(diǎn)一】交變電流的產(chǎn)生和描述【典型例題1】如圖所示，面積為S、匝數(shù)為N、電阻為r的正方形導(dǎo)線框與阻值為R的電阻構(gòu)成閉合回路，理想交流電壓表并聯(lián)在電阻R的兩端．線框在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，以與電路連接的一邊所在直線為軸垂直于磁場以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，不計其他電阻，則下列說法正確的是()A．若從圖示位置開始計時，線框中感應(yīng)電動勢的瞬時值為e＝NBSωsinωtB．線框通過中性面前后，流過電阻R的電流方向?qū)l(fā)生改變，1秒鐘內(nèi)流過電阻R的電流方向改變eq\f(ω,π)次C．線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60°的過程中，通過電阻R的電荷量為eq\f(NBS,2（R＋r）)D．電壓表的示數(shù)跟線框轉(zhuǎn)動的角速度ω大小無關(guān)【解析】從圖示位置開始計時，即從線框處于中性面位置開始計時，感應(yīng)電動勢瞬時值e＝NBSωsinωt，選項A正確；線框通過中性面前后，流過電阻R的電流方向發(fā)生改變，每轉(zhuǎn)1周電流方向改變2次，1秒鐘內(nèi)線框轉(zhuǎn)動圈數(shù)為eq\f(1,T)＝eq\f(ω,2π)，故流過電阻R的電流方向改變2×eq\f(ω,2π)＝eq\f(ω,π)次，選項B正確；線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60°的過程中，通過電阻R的電荷量Δq＝eq\x\to(I)Δt＝eq\f(eq\x\to(E),R＋r)Δt＝Neq\f(ΔΦ,R＋r)，而ΔΦ＝BΔS⊥＝eq\f(1,2)BS，故Δq＝eq\f(NBS,2（R＋r）)，選項C正確；電壓表的示數(shù)U＝eq\f(RE,R＋r)，而E＝eq\f(NBSω,\r(2))，故U∝ω，選項D錯誤．【答案】ABC【考點(diǎn)二】交變電流“四值”的應(yīng)用【典型例題2】如圖所示，一個“U”形線框處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，OO′為磁場的邊界．現(xiàn)使線框以角速度ω繞軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線框通過金屬轉(zhuǎn)軸和電刷與阻值為R的外電阻相連．已知線框各邊的長均為L，總電阻為r，不計轉(zhuǎn)軸與電刷的電阻，則()A．圖示時刻線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為BωL2B．線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為BωL2C．電路中電阻R兩端電壓的有效值為eq\f(BωL2R,R＋r)D．電路中電流的有效值為eq\f(BωL2,2（R＋r）)【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律知，圖示時刻，磁通量最大，感應(yīng)電動勢為零，A項錯誤；由交變電流電動勢最大值表達(dá)式Em＝BSω＝BωL2可知B項正確；根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，C項中表達(dá)式為R兩端電壓的最大值，C項錯誤；由圖可知，線框轉(zhuǎn)動一圈的過程中，只有半個周期為正弦交變電流，另半個周期電流為零，由有效值定義有eq\f(E2,R＋r)T＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Em,\r(2))))\s\up12(2),R＋r)·eq\f(T,2)，解得E＝eq\f(Em,2)，由歐姆定律可知，D項正確．【答案】BD【考點(diǎn)三】理想變壓器的動態(tài)分析【典型例題3】如圖甲所示電路中，變壓器為理想變壓器，電壓表和電流表均為理想電表，a、b接如圖乙所示電壓，、均為定值電阻，R為滑動變阻器?，F(xiàn)將開關(guān)S斷開，觀察到電流表的示數(shù)減小了0.1A，電流表的示數(shù)減小了0.5A，則下列說法正確的是()A．電壓表的示數(shù)為40VB．電壓表示數(shù)變化量的大小等于定值電阻兩端電壓變化量的大小C．電壓表示數(shù)變化量的大小與電流表示數(shù)變化量的大小的比值不變D．若將滑動變阻器的滑片向d端滑動，電壓表的示數(shù)與電壓表的示數(shù)的比值變大【解析】A．由公式，得，又，由圖乙可知，解得，A錯誤B．開關(guān)S斷開后電壓表的示數(shù)不變，副線圈的電流減小，所以定值電阻兩端的電壓減小，電壓表的示數(shù)一定增大，且變化量的大小等于定值電阻兩端電壓變化量的大小，B正確；C．電壓表示數(shù)變化量的大小與電流表示數(shù)變化量的大小的比值，保持不變，又，所以，不變，C正確；D．若將滑動變阻器的滑片向d端滑動，滑動變阻器接入電路的阻值變小，總電阻變小，所以副線圈的電流變大，定值電阻的分壓變大，故電壓表的示數(shù)變小，而電壓表的示數(shù)不變，電壓表的示數(shù)與電壓表的示數(shù)的比值變小，D錯誤。故選BC?！敬鸢浮緽C【考點(diǎn)四】遠(yuǎn)距離輸電的計算【典型例題4】遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，輸電線上的電阻為R.變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正