交流电路的分析与计算
【考纲解读】从高考考纲来看，交流电路依然为高考命题的热点之一。通过历年高考试题的分析，不难发现： 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。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。
【高考预测】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．
【知识网络】
【专题解读】
．交流电的产生及变化规律 （）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．
（）交流电的变化规律：
①函数表示法：e?Emsin?t，Em?nBS?．i?Imsin?t，Im?Em/R．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：e`?E`msin?`t．
②图像表示法：为正弦函数图像． （）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．一般只研究平均值． 因：IΔ，
IT内的平均值．在求导体某段时间内通过的电量时，用4??E??，E?N，故N．
RR?t④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：E有?Em2，U有?Um2，I有?Im2．
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．
．电感、电容对交流电的影响
（）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．
（）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．
．变压器
（）工作原理：电磁感应的应用 （）理想变压器的基本关系式
理想变压器：磁通量全部集中在铁芯中(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：
U1n?1U2n2，电流关系：
I1n?2I2n1，功率关系： 入＝出．
②有若干组副线圈： I1n1?I2n2?I3n3???IKnKU1n?1U2n2 ,
U1n?1UKnK，
I1U1?I2U2?I3U3???IKUK 或
．
③相互制约关系 据
U2?n2nU1I1?2I2n1n1知：输入电流由输出电流决知：在匝数比一定时U2由U1决定．据
出知：输入功率由输出功率决定． 定． 据P入?P．远距离输电
（）输电导线功率损失分析
I?P输U输P损?(P输U输)2R①输电导线上损失的功率：②由
P损＝I2R线P损?IR2，而，所以：．
知，要减小电能在输电线上的损耗，可以有两种方法：
．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．
．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．
（）远距离高压输电的电路模式如图所示．
线 （）．远距离高压输电的基本关系 ①功率关系 ，，线，
②电压、电流关系
UnU1n1I2I??，3?3?4，线， ， U2n2I1U4n4I3(U2?U3)2P12R线?I2(U2?U3)?③电流、电压、电功率之间的关系式：线P2?P3?． U2R线所以当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的倍，输电导线上损失的功率就减少到原来的／．
【重点突破】
一、正弦交变电流的规律 .电动势.电流.电压
.关系
.有效值
二、理想变压器的工作原理及应用
.输出功率P2决定输入功率P1，理想变压器的输入功率和输出功率相等，即P1P2。 .变压比:U1?2.电流关系:
I1I2Un1n2，
2， ?nn1
【深化整合】
一、 对交变电流的四值比较
．交流电的最大值：ε＝ω 当为匝时Em?nBS? () ω是匀速转动的角速度，其单位一定为弧度／秒，
() 最大值对应的位置与中性面垂直,即线框面与磁感应强度在同一直线上．
() 最大值对应图－中的、时刻，每周中出现两次．
．瞬时值 交变电流某一时刻的值，瞬时值是时间的函数，不同时刻，瞬时值不同εω， ＝ω代入时间即可求出．过写瞬时值时，不要忘记写单位，如ε伏,电流同样如此．
．有效值：为了度量交流电做功情况人们引入有效值，它是根据电流的热效应而定的．就是分别用交流电，直流电通过相同阻值的电阻，在相同时间内产生的热量相同，则直流电的值为交流电的有效值．
() 有效值跟最大值的关系ε
2有效
2,ωπ,则2π,不可忘记写
，2有效
()伏特表与安培表读数为有效值．
() 用电器铭牌上标明的电压、电流值是指有效值．
.平均值：交变电流的平均值是交变电流图象中波形与横轴(轴)所围的面积跟时间的比值．其数值可以用E?n???t计算．
二、理想变压器的动态分析
、 原线圈电压由提供原线圈电压的电源决定，
、 输入电压U1决定输出电压U2，即U2随着U1的变化而变化，因为U2?以只要U1不变化，不论负载如何变化，U2不变。
、 输出电流I2决定输入电流I1。
在输入电压U1不变的情况下，U2不变。若负载电阻增大，则由公式I?n2U1，所n1U得：输出电R流I2减小，由P2P1知输入电流I1亦随着减小；反之，若负载电阻减小，则输出电流I2增大，输入电流I1亦随着增大。
交流电路的分析与计算教学案 人教课标版（优秀教案）
