2017年高考物理复习 考前大串讲（基础知识+查漏补缺）专题12 交变电流（含解析）

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1、专题12交变电流考点内容要求说明考情分析交变电流、交变电流的图象Ⅰ1.不要求讨论交变电流的相位和相位差的问题。2.只限于单相理想变压器。题型：从近几年高考看，本章命题以选择题为主，难度不大。形式：交变电流的产生、“四值”、变压器原理及远距离输电。策略：重视交变电流的“四值”、图象问题的复习，明确变压器的动态分析问题中的制约关系。正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值Ⅰ理想变压器Ⅱ远距离输电Ⅰ实验：传感器的简单使用【基础知识梳理】一、正弦式交变电流的产生及变化规律1．交变电流的产生(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直磁

2、场方向的轴匀速转动。(2)两个特殊位置的特点：①线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变。②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变。(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次。(4)交变电动势的最大值Em＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关。2．交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)规律物理量　　　函数表达式图象磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt电动势e

3、＝Emsinωt＝nBSωsinωt电压u＝Umsinωt＝sinωt电流i＝Imsinωt＝sinωt3.周期和频率(1)周期T：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，单位是秒(s)。公式表达式为T＝。(2)频率f：交变电流在1s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹(Hz)。(3)周期和频率的关系：T＝或f＝。二、交变电流“四值”1．正弦交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值：(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数。(2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的最大值。(3)有效值：①定义：让交流和直流通过相同

4、阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫作这一交流的有效值。②有效值和峰值的关系：E＝，U＝，I＝。(4)平均值：交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值。三、理想变压器及基本关系的应用1．变压器的构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。2．变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化。变化的磁场在副线圈中

5、产生感应电动势，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流。互感现象是变压器工作的基础。3．理想变压器没有能量损失的变压器，即输入功率等于输出功率。4．基本关系式(1)功率关系：P入＝P出。(2)电压关系：＝；有多个副线圈时，＝＝＝…(3)电流关系：只有一个副线圈时，＝。由P入＝P出及P＝UI推出有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn。四、远距离输电1．降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的电阻，由电阻定律R＝ρ可知，在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应采用电阻率小的材料，也可以

6、增加导线的横截面积。(2)减小输电导线中的输电电流，由P＝UI可知，当输送功率一定时，提高输电电压，可以减小输电电流。2．远距离高压输电的几个基本关系(1)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3。(2)电压、电流关系：＝＝，＝＝，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线。(3)输电电流：I线＝＝＝。(4)输电线上损耗的电功率：P损＝I线ΔU＝IR线＝2R线。当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的。【查漏补缺】一、交变电流的产生和描述求解交变电流变化规律有关问题的三点注意(1

7、)只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式才是正弦形式。其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关。(2)注意峰值公式Em＝nBSω中的S为有效面积。(3)在解决有关交变电流的图象问题时，应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置求特征解【典例】(多选)如图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示。以下判断正确的是(　　

8、)A．电流表的示数为10AB．线圈转动的角速度为50πrad/sC．0.01s时线圈平面与磁场方向平行D．0.02s时电阻R中电流的方向自右向左【答案】　AC【解析】　由题图乙知Im＝10A，I＝＝10A，A正确。T＝2×10－2s，ω＝＝100πrad/s，B错误。t＝0.01s时，I＝Im，此时线圈平面与磁场方向平行，C正确。由右手定则判定