浙江版5年高考3年模拟A版2020年物理总复习专题十一交变电流课件.pdf
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1、专题十一 交变电流 高考物理(浙江专用)高考物理(浙江专用) 考点一 交变电流的产生及描述 考向基础考向基础 一、交变电流一、交变电流 大小和方向都随时间 做周期性变化 的电流叫做交变电流。如图 (a)(b)(c)(d)所示都属于交变电流。其中按 正弦 规律变化的交变 电流叫正弦式交变电流,如图(a)所示。 考点考点清单清单 二、正弦式交变电流的产生及周期、频率二、正弦式交变电流的产生及周期、频率 1.产生产生:在匀强磁场里,绕垂直于磁场方向的轴 匀速 转动的线圈里 产生的是正弦式交变电流。 2.周期和频率周期和频率:交变电流完成 一次周期性变化 所用的时间叫周期;1 s 内完成周期性变化的次
2、数叫频率。它们和角速度间的关系为= =2f。 2 T 三、对描述交变电流的三、对描述交变电流的“四值四值”的比较和理解的比较和理解 物理含义重要关系适用情况及说明 交变电流某一时 刻的值 e=Em sin t i=Im sin t 计算线圈某时刻的受力情况 峰 值 最大的瞬时值Em=NBS Em=Nm Im= 讨论电容器的击穿电压 跟交变电流的热 效应等效的恒定 电流值 对正(余)弦交流 电有: E=Em/ U=Um/ I=Im/ (1)计算与电流热效应有关的量(如功、功率、热量等) (2)电压表、电流表的读数为有效值 (3)电气设备“铭牌”上所标的一般是 有效值 (4)保险丝的 熔断电流 为
3、有效值 平 均 值 交变电流图像中 图线与时间轴所 夹的面积与时间 的比值 =BL =N = 计算通过通电导线横截面的电荷量 E Rr m 2 2 2 E v E t I E Rr 考向突破考向突破 考向考向 描述交变电流的物理量描述交变电流的物理量 中性面与峰值面的比较 比较项目中性面峰值面 含义线圈平面与磁场方向垂直线圈平面与磁场方向平行 磁通量最大(BS)0 磁通量的变化率0最大 感应电动势0最大(NBS) 注意注意 (1)线圈经过中性面时电流方向改变,在一个周期内,电流方向改 变两次。 (2)线圈从中性面开始转动,产生正弦式交流电;线圈从峰值面开始转动, 产生余弦式交流电。 例例1 (
4、2018浙江东阳中学期中)某交流发电机的感应电动势与时间的关 系如图所示,如果其他条件不变,仅使线圈的转速变为原来的两倍,则交 流电动势的最大值和周期将分别变为 ( ) A.400 V,0.02 s B.200 V,0.02 s C.400 V,0.08 s D.200 V,0.08 s 解析解析 由图读出原来交流电动势的最大值Em=100 V,周期T=0.04 s,根据 感应电动势最大值的表达式Em=NBS=2NBSn可知,Em与n成正比,则线 圈的转速变为原来的两倍,感应电动势最大值变为原来的两倍,Em=200 V。 由公式T= = 分析可知,线圈的转速变为原来的两倍,周期变为原 来的一半
5、,即T=0.02 s。故选B。 2 1 n 答案答案 B 考点二 变压器、电能的输送考点二 变压器、电能的输送 考向基础考向基础 一、电阻、感抗与容抗一、电阻、感抗与容抗 电阻感抗容抗 产生的 原因 定向移动的自由电荷与不动 的粒子间的碰撞 电感线圈的自感现象阻碍电流的 变化 电容器两极板上积累的电荷对向这 个方向定向移动的电荷的反抗作用 在电路中 的特点 对直流、交流均有阻碍作用 只对变化的电流(如交流)有阻碍作用。 可分为高频扼流圈:通直流, 通低频 , 阻高频 低频扼流圈: 通直 流 , 阻交流 不能通直流、电容较大的电容器: 通交流阻直流 ;电 容较小的 电容器: 通高频阻低频 决定
6、因素 由导体本身(长短、粗细、 材料)决定,与温度有关 由线圈本身的 自感系数 和 交流的频率 决定 由 电容的大小 和 交流 的频率 决定 电能的转 化与做功 电流通过电阻做功,电能转 化为内能 电能和磁场能往复转化电能与电场能往复转化 二、变压器及其原理二、变压器及其原理 1.主要构造主要构造:变压器是由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成的。变压器构 造如图。 2.工作原理工作原理:根据 电磁感应 原理来改变交流电压。 理想变压器没有能量损失(铜损、铁损),没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中) 基 本 关 系 功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率 P入=P出 电压关系原、副线圈的电压
7、比等于匝数比,公式: U1/U2=n1/n2 ,与负载、副线 圈的多少无关 电流关系只有一个副线圈时: I1/I2=n2/n1 频率关系f1=f2(变压器不改变交流电的频率) 3.理想变压器理想变压器 续表 三、两种常见的变压器三、两种常见的变压器 1.自耦变压器自耦变压器(如调压变压器):铁芯上只绕一个线圈,可升压,可降压。 2.互感器互感器 制 约 关 系 电压副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定 功率原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定 电流原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定 :() , :() , 电压互感器副线圈匝数比原线圈匝数少 把高压变成低压 测量高压。
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