专题12 交变电流-【人教】2023年高考物理必背知识手册.doc

专题12 交变电流
考点内容
要求
课程标准要求
交变电流
c
1、通过实验，认识交变电流。能用公式和图像描述正弦交变电流。
2、了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系。知道远距离输电时通常采用高压输电的原因。
3、了解发电机和电动机工作过程中的能量转化。认识电磁学在人类生活和社会发展中的作用。
描述交变电流的物理量
c
电感和电容对交变电流的影响
b
变压器
c
电能的输送
c
交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流
将闭合线圈置于匀强磁场中，
并绕垂直磁场方向的轴做匀速运动
交变电流
正弦交流电的产生
及变化规律
中性面
描述交变电流的物理量
周期和频率
平均值：交变电流波形图象中波形与横轴围成的面积与时间的比值
周期和频率
有效值：交变电流在一个周期平均效果，根据电流热效应定义，U、I表示
峰值：交变电流在一个周期内达到的最大的数值
瞬时值：表示电路中电压、电流在某个瞬间的数值，用u、i表示
电感和电容对交变电流作用的比较
变压器
远距离高压输电
电能的输送
减少电能损耗的方法
变压器
构造：原线圈和副线圈
工作原理：互感原理
能量转换：电能→磁场能→电能
电压关系：（原决定副）
电压关系：（副决定原）
频率关系：
频率关系：
常见变压器：互感器、调压变压器、自耦器
一、交变电流:大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流.按正弦规律变化的电动势、电流称为正弦交流电.
二、正弦交流电
1．产生：线圈绕垂直于匀强磁场方向的轴匀速转动．
2.函数式: （其中）
技巧点拨：若从线圈平面和磁场方向平行时开始计时，交变电流的变化规律为
3．两个特殊位置的特点
①线圈平面与中性面重合时，S⊥B，磁通量最大，电动势为零，磁通量的变化率为零，电流方向将发生改变．
②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，磁通量为零，电动势最大，磁通量的变化率最大，电流方向不改变．
4．一个周期内线圈中电流的方向改变两次．
技巧点拨：从线圈在中性面位置开始计时
函数表达式
图像
磁通量
Φ＝Φmcos ωt＝BScos ωt
电动势
e＝Emsin ωt＝NBSωsin ωt
三、表征交变电流的物理量
1.瞬时值:交流电某一时刻的值，常用e、u、i表示，用于计算线圈某时刻的受力情况.
技巧点拨：交变电流瞬时值表达式的书写
①确定正弦交变电流的峰值,根据已知图像读出或由公式,
求出相应峰值.
②明确线圈的初始位置,找出对应的函数关系式.如:
Ⅰ、线圈在中性面位置开始计时,则i-t图像为正弦函数图像,函数表达式为.
Ⅱ、线圈在垂直于中性面的位置开始计时,则i-t图像为余弦函数图像,函数表达式为.
2.最大值: ，最大值（，）与线圈的形状，以及转动轴处于线圈平面内哪个位置无关.在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流电的最大值.
3.有效值:交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的.即在同一时间内，跟某一交流电能使同一电阻产