高考物理新高考专用专题十二交变电流基础篇考点一交变电流的产生及描述1.交变电流的概念:电流、电压随时间做周期性变化,这样的电流叫作交变电流。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。2.交变电流的产生如图所示,在匀强磁场里,线圈从中性面开始绕垂直于磁感线方向的轴OO'匀速转动时,就会在线圈内产生随时间按正弦规律变化的感应电动势:e=Emsinωt。3.中性面1)中性面的位置:线圈与磁感线垂直的位置。2)特点:穿过线圈的磁通量最大,感应电动势为零,电流方向发生改变。4.描述交变电流的物理量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),计算公式为T=。2)频率(f):交变电流在1s内完成周期性变化的次数。单位是赫兹(Hz)。周期和频率的关系:T=或f=。3)瞬时值:交变电流某一时刻的值,是时间的函数。如电流的瞬时值i=Imsinωt。4)峰值:交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值,也叫最大值。5)有效值:跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值。对正弦式交变电2π1f1T流,其有效值和峰值的关系为:E=,U=,I=。6)平均值:感应电动势的平均值=n,电流的平均值=。E2mU2mI2mEtΔΔIER5.交变电流相关物理量的表达式及其图像(线圈在中性面位置开始计时)函数表达式图像磁通量Φ=Φmcosωt=BScosωt电动势e=Emsinωt=nBSωsinωt电压u=Umsinωt=sinωt电流i=Imsinωt=sinωtRERrmERrm6.图像所含信息从交变电流图像中可以获取描述交变电流的物理量,如最大值、有效值、瞬时值、周期、频率等相关信息。①电动势最大值Em=2V,有效值E=V,瞬时值e=2sin0.5πt(V)②周期T=4s,频率f=0.25Hz,ω=0.5πrad/s③在零时刻,线圈处于中性面,穿过线圈的磁通量最大,Φm==2Enm4nπ考点二理想变压器一、构造和原理1.构造:如图所示,变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。2.原理:互感现象。二、基本关系式1.功率关系(或单位时间内的能量关系):P入=P出(P出决定P入)。2.电压关系:=(U1与匝数比决定U2)。有多个副线圈时,===…11Un22Un11Un22Un33Un3.电流关系:只有一个副线圈时=或I1n1=I2n2(I2及匝数比决定I1)。由P入=P出及P=UI推出有多个副线圈时,U1I1=U2I2+U3I3+…+UnIn。12II21nn三、几种特殊的变压器1.自耦变压器自耦变压器(又称调压器)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,它可以降压(如图1)也可以升压(如图2),变压器的基本关系对自耦变压...
