【大高考】(全国通用)2016届高考物理 专题十一 交变电流课件

【易错防范】 (1)没有能量损失的变压器叫理想变压器.( √ ) (2)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用.( √ ) (3)变压器不但能改变交变电流的电压.还能改变交变电流的频率.
(× ) (4)理想变压器能改变交变电压、交变电流，但不改变功率，即输 入功率总等于输出功率.( √ )
的有__效__值__.
Em
Um
②正(余)弦交变电流有效值和峰值的关系:E＝___2_，U＝___2_，I
Im
＝___2__.
(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.
【易错防范】 (1)在一个周期内交变电流的方向要改变两次.( √ ) (2)交流电气设备上所标的电压和电流值及交流电压表和电流表测 量的是交流电的有效值.( √ ) (3)交变电流的峰值总是有效值的倍.( × )
知识点二 正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值
1.周期和频率 (1)周期 T：交变电流完成_一__次__周__期__性__变化(线圈转一周)所需
的时间，单位是秒(s).公式：T＝2ωπ.
(2)频率 f：交变电流在 1 s 内完成周期性变化的_次__数___，单位 是赫兹(Hz).
1
1
(3)周期和频率的关系：T＝__f__或 f＝_T___.
知识点四 远距离输电 1.输电过程(如图所示)
2.电压损失 (1)ΔU＝U－U′. (2)ΔU＝_I_R__线__.
3.功率损失 (1)ΔP＝P－P′. (2)ΔP＝_I_2R__线_＝_(_UP_)_2R__线_＝ΔRU线 2. 4.输送电流 (1)I＝UP. (2)I＝U－R线U′.
【名师助学】 (1)明确U和ΔU的区别,U是输电电压,ΔU是输电导线上的电压损失. (2)输电线上的损耗通常指两个方面：一是电压损失，ΔU＝IR线； 二是功率损失，P损＝I2R线,可见损耗的根源是输电线上存在电阻.
知识点一 交变电流及其图象 1.交变电流 (1)定义： 大小和方向随时间做________变化的电流.
(2)图象： 如图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流.
2.正弦交流电的产生和图象 (1)产生：在匀强磁场里，线圈绕_垂__直___磁场方向的轴匀速转动. (2)图象：如图甲、乙所示.
【易错防范】 (1)交变电流的主要特征是电流的方向随时间发生周期性变化.( √ ) (2)线圈平面与磁感线垂直的位置称为中性面.( √ ) (3)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动经过中性面时，线圈中的感应电 动势为最大.( × )
2.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做这一交流
【借题发挥】 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.
要点一 正弦交变电流的产生及变化规律
[突破指南]
1. 计时起点
物理量
函数
图象
从S⊥B (中性面) 开始计时
磁通量 电动势
Φ＝Φmcos ωt e＝Emsin ωt
从S∥B (磁通量 为零)开 始计时
说明
磁通量
Φ＝Φmsin ωt
电动势
e＝Emcos ωt
Φm＝BS；Em＝NBSω
【典例1】 (2013·山东理综，17，4分)(多选)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.线百度文库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( )
知识点三 理想变压器 1.构造和原理(如图所示)
(1)主要构造： 由_原__线__圈__、_副__线__圈___和_闭__合__铁__芯__组成. (2)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：
U1＝n1，若 U2 n2
A.电流表的示数为10 A B.线圈转动的角速度为50 π rad/s C.0.01 s时线圈平面与磁场方向平行 D.0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左
解析 电流表显示的是交变电流的有效值，即 I＝ Im2＝10 A，选项 A 正确；从图象可知周期 T＝2×10－2 s，则 ω＝2Tπ＝100π rad/s， 选项 B 错误；0.01 s 时，线圈转过了半个周期，线圈平面与磁场方 向平行，选项 C 正确；0.02 s 时线圈转动到图示位置，AB 边向下 切割磁感线，根据右手定则可判断电流方向从 B 指向 A，即电阻 R 中电流的方向自左向右，选项 D 错误. 答案 AC
n1＞n2，为降__压__变压器；若
n1＜n2，为升__压__变压器.
(3)电流关系：
只有一个副线圈时，_II_12＝__nn_21___； 有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn.
3.几种常用的变压器 (1)自耦变压器——调压变压器. (2)互感器 电压互感器：把高__电__压___变成_低__电__压__. 电流互感器：把大__电__流___变成_小__电__流___.
要点二 交流电的“四值”的应用 [突破指南] 对交变电流的“四值”的比较和理解
物理量 瞬时值
峰值(最大 值)
物理意义
e＝Emsinωt
u＝Umsin ωt
i＝Imsinωt
Em＝nBSω Im＝RE＋mr
适用情况及说明 计算线圈某时刻的受 力情况
讨论电容器的击穿电 压
【典例2】 (2015·广东佛山质检)如图所示，N＝50匝的矩形线圈 abcd，ab边长l1＝20 cm，ad边长l2＝25 cm，放在磁感应强度B＝ 0.4 T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线 的OO′轴以n＝3 000 r/min的转速匀速转动，线圈电阻r＝1 Ω，外 电路电阻R＝9 Ω，t＝0时线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸 外、cd边转入纸里.求：