【物理】2020届二轮复习十一、交变电流板块学案（江苏专用）

【物理】2020届二轮复习十一、交变电流板块学案（江苏专用）

十一、交变电流板块 基础回扣 ‎　　1.交变电流的产生及图像 ‎(1)中性面:线圈平面经过中性面时,磁通量最大,磁通量变化率最小,电流方向发生改变。线圈绕轴转一周经过中性面两次,因此感应电流方向改变两次。‎ ‎(2)产生:在匀强磁场里,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。‎ ‎(3)图像:如果线圈从中性面位置开始计时,其图像为正弦曲线。如图(a)、图(b)所示。‎ ‎2.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=‎2πω。‎ ‎(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)。‎ ‎(3)周期和频率的关系:T=‎1‎f或f=‎1‎T。‎ ‎　　3.正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时)‎ ‎(1)电动势e随时间变化的规律:e=Em sin ωt。 ‎ ‎(2)负载两端的电压u随时间变化的规律:u=Um sin ωt。 ‎ ‎(3)电流i随时间变化的规律:i=Im sin ωt。说明:其中ω是线圈转动的角速度,Em=nBSω。 ‎ ‎4.交变电流的“四值”‎ 瞬时值常对应于通有交变电流的导体所受的安培力、霓虹灯的点亮等瞬间问题;平均值常与通过导体的电荷量,以及变化的感应电流受到的安培力的冲量对应;有效值常与交变电流通过导体产生的热量、电功、电功率,确定保险丝的熔断电流等对应;最大值常与电容器的击穿电压等问题对应。‎ ‎5.电容与电感 物理量 符号 元件 决定因素 作用 电容 C 电容器 与电容器两极板的正对面积成正比,与极板间距离成反比,插入介质电容增大 由结构 决定 通交流,隔直流 通高频,阻低频 电感 L 线圈 由线圈长度、粗细、匝数及铁芯共同决定 通直流,阻交流 通低频,阻高频 ‎6.理想变压器 ‎(1)原理:电流磁效应、电磁感应。‎ ‎(2)基本关系式 ‎①功率关系:P入=P出。‎ ‎②电压关系:只有一个副线圈时,U‎1‎n‎1‎=U‎2‎n‎2‎;有多个副线圈时,U‎1‎n‎1‎=U‎2‎n‎2‎=U‎3‎n‎3‎=…。‎ ‎③电流关系:只有一个副线圈时,I‎1‎I‎2‎=n‎2‎n‎1‎。‎ 由P入=P出及P=UI推出有多个副线圈时,U1I1=U2I2+U3I3+…+UnIn。‎ ‎7.几种“特殊变压器”‎ ‎(1)自耦变压器 ‎(2)互感器 分为电压互感器和电流互感器,比较如下:‎ 仪器 原理 作用 电路 特点 注意 电压互感器 利用变压器原、副线圈的相互感应 测量高电压 线圈 匝数 n1>n2‎ 原线圈接在相线之间 必须接地 电流互感器 测量大电流 n2>n1‎ 原线圈接在相线上 ‎8.理想变压器动态变化的思路 U1U2I2I1‎ ‎9.远距离输电 ‎(1)能量关系,P=U1I1=U2I2=P用户+ΔP,ΔP=I‎2‎‎2‎R,P用户=U3I3=U4I4。‎ ‎(2)电压关系,U2=ΔU+U3,ΔU=I2R。‎ ‎(3)变压关系,U‎1‎U‎2‎=I‎2‎I‎1‎=n‎1‎n‎2‎,U‎3‎U‎4‎=I‎4‎I‎3‎=n‎3‎n‎4‎。‎ 回归小练 ‎1.(源于人教版3-2第33页“问题与练习”)(2018江苏无锡高三期末)如图,单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动(按俯视沿逆时针的方向),某时刻磁感线与线圈平面所成锐角为30°,从此时开始计时,流过边AE的电流随时间变化的图线是(以A→E→C→D→A为电流正向)(　　)‎ 答案　D　线圈从题中图示位置开始转动时,磁通量增加,从左向右看,磁场方向向里,根据楞次定律,产生的感应磁场方向向外,则此时电流沿A→E→C→B→A方向,为负方向,线圈逐渐向中性面靠近,磁通量变化率不断减小,即感应电流不断减小,D正确。‎ ‎2.(源于人教版3-2第35页“思考与讨论”)一只电阻分别通过四种不同形式的电流,电流随时间变化的情况如图所示,在相同时间内电阻产生热量最大的是(　　)‎ 答案　D　由题图知,A、B项交流电的有效值为‎2‎ A,C项中电流值为1.5 A,D项中有效值为2 A,故相同时间内电阻产生热量最大的是D项。‎ ‎3.(源于人教版3-2第43页“科学漫步”)在变电所里,需要用交流电流表去监测电路上的强电流,由于电网中的电流通常会超出一般电流表的量程,因此常使用电流互感器。下列能正确反映电流互感器工作原理的是(　　)‎ 答案　 B　理想变压器的原、副线圈的电流之比与其匝数之比成反比,则电流互感器应串联接入匝数较多的线圈上,同时输入端匝数相对较少,且串联在需要测量的电流的线路中。故B正确。‎ ‎4.(源于人教版3-2第45页“思考与讨论”)如图是远距离输电的示意图,下列说法正确的是(　　)‎ A.a是升压变压器,b是降压变压器 B.a是降压变压器,b是升压变压器 C.a的输出电压等于b的输入电压 D.a的输出电压等于输电线上损失的电压 答案　A　因能量损失与输送电压的二次方成反比,故为减小电路能量损耗,要用高压送电,到用户要进行降压,故a为升压变压器,b是降压变压器,故A项正确,B项错误;因电路导线有电阻,会有电压损失,故a的输出电压要大于b的输入电压,且a的输出电压减去输电线上的损失电压等于b的输入电压,故C、D项错误。‎