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押广东卷选择题 9
交变电流
高考对于这部分知识点主要以创设的情景或者模型进行命题,强化对物理基本概念、基本规律的考核。
试题的呈现形式丰富,提问角度设置新颖。主要考查的知识点有:交变电流和变压器。
常考考点 真题举例
理想变压器两端功率的计算 2023·广东·高考真题
有效值的定义 根据有效值计算焦耳热 2022·广东·高考真题
理想变压器两端功率的计算 2021·广东·高考真题
考点 1:交变电流
1、线圈不同初始位置对应的关系式
初始位置 分析 图像
线圈从中性面 当线圈平面转到中性面时,S⊥B,Φ最大,
位置开始转动 =0,e=0,i=0,电流方向将发生改变。线
圈每经过中性面一次,感应电流的方向改变
一次。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。则i-t图像为正弦
函数图像,函数式为i=I sinωt。
m
线圈从垂直中 线圈平面与中性面垂直时,S∥B,Φ=0,最
性面位置开始 大,e最大,i最大,电流方向不改变。则i-
转动 t 图像为余弦函数图像,函数式为 i=
I cosωt。
m
2、线圈在中性面位置开始计时交变电流的变化规律
函数 图象磁通量 Φ=Φ ·cos ωt=BScos ωt
m
电动势 e=E ·sin ωt=nBSωsin ωt
m
电压 u=U ·sin ωt=sin ωt
m
电流 i=I ·sin ωt= sin ωt
m
3、感应电动势的求解方法
不同情景的分析方法如下:
情景图
一段直导线(或 绕一端转动的 绕与B垂直且在导线框平
研究对象 回路(不一定闭合)
等效成直导线) 一段导体棒 面内的轴转动的导线框
表达式 E=n E=BLvsin θ E=BL2ω E=NBSωsin(ωt+φ)
0
4、交变电流的四个值
物理含义 重要关系 适用情况
交变电流某一时刻的 e=E sin ωt
m
瞬时值 计算线圈某时刻的受力
值 i=I sin ωt
m
确定用电器的耐压值,如
E =nBSω
m
最大值 最大的瞬时值 电容器、晶体管等的击穿
I =
m 电压
①计算与电流热效应相关
对正(余)弦式交流
的量,如功、功率、热量
跟交变电流的热效应 电: 等;②交流电表的测量
有效值
等效的恒定电流值 E=,U= 值;③电气设备所标注的
额定电压、额定电流;④
I=
保险丝的熔断电流
交变电流图像中图线
=n 计算通过电路某一截面的
平均值 与时间轴围成面积与
= 电荷量:q=·t
时间的比值
有效值的理解:交变电流、恒定电流I 分别通过同一电阻R,在交流电的一个周期内产
直
生的焦耳热分别为Q 、Q ,若Q =Q ,则交变电流的有效值I=I (直流有效值也可
交 直 交 直 直
以这样算)。正余弦电流与非正余弦电流有效值的计算:①有效值是根据电流的热效应,要抓住“三同”:“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解。②利用
两类公式Q=I2Rt和Q=t可分别求得电流有效值和电压有效值。③若图像部分是正弦
(或余弦)交流电,其中的从零(或最大值)开始的周期整数倍部分可直接应用正弦式交变
电流有效值与最大值间的关系I =I、U =U求解。交流的最大值是有效值的倍仅适用
m m
于正(余)弦式交变电流。
考点 2:变压器和远距离输电
1、变压器
类型 变压器
图例
构造 由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成。
工作原理 电磁感应的互感现象
功率关系 P =P
入 出
频率关系 f =f
入 出
=,若n>n,为降压变压器,若n