专题11 交流电路的分析与计算 学案1

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1、专题11交流电路的分析与计算1.考点分析：交流电路部分由于与工农业生产和日常生活紧密结合，在近几年的高考中考查的频度较高，重点考查交流电有效值、变压器的有关知识．2.考查类型说明：考查的形式多以难度中等或中等偏下的选择题、填空题出现，但也有以计算题的形式出现．3.考查趋势预测：交流电路的分析与计算考查的知识点主要是交流电的产生、有效值与瞬时值的计算．要求能对正弦交流电的函数表达式、图象表示法有正确的理解，能利用函数关系式或图象求解涉及交流电的“四值”问题，特别要注意交流电四值适用的场合．变压器电路考查的内容主要有两个方面：一是变压器原、副线圈电路中的电

2、流、电压与电功率的求解，求解过程中注意相应的制约关系，同时对于动态变化过程的分析，可以借助于直流电路的动态分析方法，结合原、副线圈中电流、电压与功率的关系进行判断．二是应用变压器进行远距离输电的分析，对于远距离输电，关键在输电导线损耗功率的计算上，注意选用正确的求解公式．【知识储备】1．交流电的产生及变化规律（1）交流电的产生：①当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴作匀速转动时，线圈中产生按正弦规律变化的交流电．②中性面的特点：磁通量的变化率为零，但磁通量最大，每通过一次中性面，电流方向改变两次，一个周期内两次通过中性面．（2）交流电的变化规律：①函

3、数表示法：，．，．如线圈的转速变化，影响交流电的角频率同时，对交流电的最大值也有影响，其函数表示式为：．②图像表示法：为正弦函数图像．（3）交流电的四值①瞬时值反映的是不同时刻交变电流大小和方向．如氖管只有在两端的电压值高于某一值时才能发光，若求其发光时间，则应用瞬时值．②最大值与线圈的形状、转轴的位置无关，只要满足转轴方向与磁场方向垂直即可．在考虑电容器的耐压值时用最大值．③平均值：由图象的含义可知，交变电流的平均值是交变电流图象的波形与横轴所围图形的面积与时间的比值．一般只研究内的平均值．在求导体某段时间内通过的电量时，用平均值．因：q=Δt，=，

4、，故q=．④有效值：由电流的热效应定义．对于正弦式交变电流，有效值与最大值之间的关系为：，，．在计算交变电流通过导体产生的热量和电功率及确定保险丝的熔断电流时，用交流电的有效值．交流电表测量的数值，用电器设备上所标的额定电压和额定电流的数值均为有效值．2．电感、电容对交流电的影响（1）电感有“通直流、阻交流，通低频、阻高频”的性质．电感的阻碍作用主要是因为自感而引起的．（2）电容有“通交流、阻直流，能高频、阴低频”的性质．电容器的通断其实是电容器的不断充、放电过程．2．变压器（1）工作原理：电磁感应的应用（2）理想变压器的基本关系式理想变压器：磁通量全

5、部集中在铁芯中(即无漏磁)，变压器本身不消耗能量．基本关系式：①只有一组副线圈：电压关系：，电流关系：，功率关系：P入＝P出．②有若干组副线圈：,，或．③相互制约关系据知：在匝数比一定时由决定．据知：输入电流由输出电流决定．据知：输入功率由输出功率决定．3．远距离输电（1）输电导线功率损失分析①输电导线上损失的功率：，而，所以：．②由知，要减小电能在输电线上的损耗，可以有两种方法：A．减小输电导线的电阻，如采用电阻率低的材料，加大导线的横截面积．B．提高输电电压，减小输电电流．因为这种方法对减小损失功率作用效果明显，所以通常采用此种方法．（2）远距离高

6、压输电的电路模式如图所示．I1I2I3I4U1U2U3U4P4P3P2P1n1n2n3n4R线（3）．远距离高压输电的基本关系①功率关系P1=P2，P3=P4，P2=P3+P线，②电压、电流关系，，U2=U3+U线，I2=I3，③电流、电压、电功率之间的关系式：P线=．所以当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电导线上损失的功率就减少到原来的l／n2．【典例分析】例题1（07．宁夏理综卷）一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin（25t）VB．该交流电的频率为25HzC．该交流电

7、的电压的有效值为100D．若将该交流电压加在阻值R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50W考点分析本题交流电的两种表达方式（函数表示法与图象表示法），以及交流电有效值的求解．解题思路由图象可知正弦交流电的周期s，则，，所以该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin（50πt）V，A不正确，B正确；该交流电的电压的有效值为V，则C不正确；若将该交流电压加在阻值R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为W，则D正确，所以正确答案为BD．答案：BD失分陷阱图表信息的把握不到位，应该根据选项的信息，从图表中抽出相关的物理信息．例题2（07．天津理综卷

8、）将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示．下列说法正确