高三第一轮复习物理恒定电流（高考物理一轮复习之交变电流知识点汇总）

高三第一轮复习物理恒定电流（高考物理一轮复习之交变电流知识点汇总）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． ①定义：与磁场方向垂直的平面． 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

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．交变电流的周期和频率的关系：T＝1/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．

【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)

2.两个特殊位置的特点

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E_m＝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

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

1.书写交变电流瞬时值表达式的基本思路

(2)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式E_m＝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＝I_msin 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＝I_mcos 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．

二、远距离输电

1．输电线路(如图所示)

3．电压损失

(1)ΔU＝U－U′.

(2)ΔU＝IR.

4．功率损失

【重要考点归纳】

考点一　理想变压器原、副线圈关系的应用

1．基本关系

(1)P_入＝P_出，(有多个副线圈时，P₁＝P₂＋P₃＋……)

n₁I₁＝n₂I₂＋n₃I₃＋……(多个副线圈)

(4)原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同．

2．制约关系

(1)电压：副线圈电压U₂由原线圈电压U₁和匝数比决定．

(2)功率：原线圈的输入功率P₁由副线圈的输出功率P₂决定．

(3)电流：原线圈电流I₁由副线圈电流I₂和匝数比决定．

3.关于理想变压器的四点说明：

(1)变压器不能改变直流电压．

(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率．

(3)理想变压器本身不消耗能量．

(4)理想变压器基本关系中的U₁、U₂、I₁、I₂均为有效值．

考点二　理想变压器的动态分析

1.匝数比不变的情况(如图所示)

2.负载电阻不变的情况(如图所示)

3.变压器动态分析的思路流程

考点三　关于远距离输电问题的分析

1．远距离输电的处理思路

对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”这样的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析．

2．远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例)：

(1)功率关系：P₁＝P₂，P₃＝P₄，P₂＝P_损＋P₃.

3.解决远距离输电问题应注意下列几点

(1)画出输电电路图．

(2)注意升压变压器副线圈中的电流与降压变压器原线圈中的电流相等．

(3)输电线长度等于距离的2倍．

(4)计算线路功率损失一般用P_损＝I²R_线．

【思想方法与技巧】

特殊变压器问题的求解

一、自耦变压器

高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型，自耦变压器(又称调压器)，它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用．

二、互感器

分为：电压互感器和电流互感器，比较如下：

三、多副线圈变压器

对于副线圈有两个及以上的理想变压器，电压与匝数成正比是成立的，而电流与匝数成反比的规律不成立．但在任何情况下，电流关系都可以根据原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率即P_入＝P_出进行求解．

实验十一　传感器的简单使用

一、实验目的

1．了解传感器的工作过程，探究敏感元件的特性．

2．学会传感器的简单使用．

二、实验原理

闭合电路欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察．

三、实验器材

热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、温度计、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等．

四、实验步骤

1．研究热敏电阻的热敏特性

(1)将热敏电阻放入烧杯中的水中，测量水温和热敏电阻的阻值(如实验原理图甲所示)．

(2)改变水的温度，多次测量水的温度和热敏电阻的阻值，记录在表格中．

2．研究光敏电阻的光敏特性

(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器连接好(如实验原理图乙所示)，其中多用电表置于“×100”挡．

(2)先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数据．

(3)打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录．

(4)用手掌(或黑纸)遮光时，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录．

方法规律

一、数据处理

1．热敏电阻的热敏特性

(1)画图象

在右图坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线．

(2)得结论

热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大．

2．光敏电阻的光敏特性

(1)探规律

根据记录数据定性分析光敏电阻的阻值与光照强度的关系．

(2)得结论

①光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小；

②光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量．

二、误差分析

本实验误差主要来源于温度计和欧姆表的读数．

三、注意事项

1．在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温．

2．光敏实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少．

3．欧姆表每次换挡后都要重新调零．