2020 年高考一轮复习知识考点专题 11 《交变电流》
第一节 交变电流的产生和描述
【基本概念、规律】
一、交变电流的产生和变化规律
1.交变电流
大小和方向随时间做周期性变化的电流. 2.正弦交流电
(1)产生:在匀强磁场里,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动. (2)中性面
①定义:与磁场方向垂直的平面.
②特点:线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零,感应电动势
为零.线圈每经过中性面一次,电流的方向就改变一次.
(3)图象:用以描述交变电流随时间变化的规律,如果线圈从中性面位置开始计时,其图象
为正弦曲线.
二、描述交变电流的物理量
1
1.交变电流的周期和频率的关系:T= f. 2.峰值和有效值
(1)峰值:交变电流的峰值是它能达到的最大值.
(2)有效值:让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻,如果在交流的一个周期内它们产 生的热量相等,则这个恒定电流 I、恒定电压 U 就是这个交变电流的有效值.
(3)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系
IU E I= m ,U= m,E= m.
2 2 2 ΔΦ
3.平均值: E =n Δt =BL v .
【重要考点归纳】
考点一 交变电流的变化规律
1.正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)
函数
磁通量
图象
Φ=Φmcos ωt =BScos ωt
电动势
e=Emsin ωt =nBSωsin ωt
1
u=Umsin ωt
电压
=
REm sin ωt R+r
i=Imsin ωt Em= sin ωt
R+r
电流
2.两个特殊位置的特点
ΔΦ
(1)线圈平面与中性面重合时, S⊥B,Φ 最大, Δt =0,e=0,i=0,电流方向将发生改
变.
ΔΦ
(2)线圈平面与中性面垂直时,S∥B,Φ=0, Δt 最大,e 最大,i 最大,电流方向不改变.
3.解决交变电流图象问题的三点注意
(1)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.
考点二 交流电有效值的求解 1.正弦式交流电有效值的求解
ImU E
利用 I= ,U= m,E= m 计算.
2 2 2 2.非正弦式交流电有效值的求解
交变电流的有效值是根据电流的热效应 (电流通过电阻生热 )进行定义的,所以进行有效值 计算时,要紧扣电流通过电阻生热 (或热功率 )进行计算.注意 “三同”:即“相同电阻 ”,“相同时
间”内产生“相同热量”.计算时“相同时间”要取周期的整数倍,一般取一个周期.
考点三 交变电流的“四值”的比较
物理含义
重要关系
适用情况
瞬时值
交变电流某一时刻的
值
e=Emsin ωt Em=nBSω
计算线圈某一时刻的受
力情况
确定用电器的耐压值,
峰值
最大的瞬时值
Em=Im R+r
电容器的击穿电压
有效值
跟交变电流的热效应
E=
Em 2
(1)计算与电流热效应相
等效的恒定电流值
Um U=
2
关的量(如功率、热量)
(2)交流电表的测量值
2
I=
Im(3)电器设备标注的额定2
电压、额定电流
(4)保险丝的熔断电流
交变电流图象中图线
EΔΦ
= Δt 平均值
与时间轴所夹面积与计算通过电路截面的电
荷量
时间的比值
I = R
+E r
1.书写交变电流瞬时值表达式的基本思路
(1)求出角速度 ω,ω= 2π
T = 2πf.
(2)确定正弦交变电流的峰值,根据已知图象读出或由公式
Em=nBSω 求出相应峰值. (3)明确线圈的初始位置,找出对应的函数关系式.
①线圈从中性面位置开始转动,则 i-t 图象为正弦函数图象,函数式为 i=Imsin ωt.
②线圈从垂直中性面位置开始转动,则
i-t 图象为余弦函数图象,函数式为 i=Imcos ωt
第二节 变压器 远距离输电
【基本概念、规律】
一、变压器原理
1.工作原理:电磁感应的互感现象. 2.理想变压器的基本关系式
(1)功率关系:P 入=P 出.
(2)电压关系: UU1= n 1 ,若n1>n2,为降压变压器;若2 n2 n1 电流关系:只有一个副线圈时, II1 n2= n2 1; 有多个副线圈时,U1I1=U2I2+U3I3+…+UnIn. 二、远距离输电 1.输电线路(如图所示) 2.输送电流 (1)I= UP . (2)I= U-RU′ . 3.电压损失 3
2020年高考物理一轮复习考点归纳专题交变电流含答案
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