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1、2022年高三物理一輪復(fù)習(xí) 交變電流學(xué)案
要點(diǎn)一 交變電流的有效值
交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的:讓交流和直流通過相同阻值的電阻,如果讓它們?cè)谙嗤臅r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等,就把這一直流的數(shù)值叫做這一交流的有效值.
(1)只有正弦式交變電流的有效值才一定是最大值的倍.
(2)通常所說(shuō)的交變電流的電流、電壓;交流電表的讀數(shù);交流電器的額定電壓、額定電流;保險(xiǎn)絲的熔斷電流等都指有效值.
要點(diǎn)二 交變電流的“四值”的區(qū)別與聯(lián)系
正弦式交變電流的電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流都有最大值、有效值、瞬時(shí)值和平均值.以電動(dòng)勢(shì)為例:最大值用Em表示,有效值用E表示,瞬時(shí)值用e表示,平均值用表示,它
2、們之間的關(guān)系是E=,e=Emsin ωt,平均值不常用,必要時(shí)可用電磁感應(yīng)定律直接求=n.特別要注意,有效值和平均值是不同的兩個(gè)物理量,在研究交變電流做功、電功率以及產(chǎn)生的熱量時(shí),只能用有效值;另外,各種交流電表指示的電壓、電流和交流電器上標(biāo)注的額定電壓、額定電流,指的都是有效值,與熱效應(yīng)有關(guān)的計(jì)算,如保險(xiǎn)絲的熔斷電流等必須用有效值,在研究交變電流通過導(dǎo)體橫截面的電荷量時(shí),只能用平均值,千萬(wàn)不可混淆.
要點(diǎn)三 理想變壓器
理想變壓器的兩個(gè)基本公式是:(1)=,即對(duì)同一變壓器的任意兩個(gè)線圈,都有電壓和匝數(shù)成正比.(2)輸入功率等于輸出功率.無(wú)論有幾個(gè)副線圈在工作,變壓器的輸入功率總等于所有輸
3、出功率之和.需要引起注意的是:①只有變壓器是一個(gè)副線圈時(shí),才滿足=,但是變壓關(guān)系總滿足=.②變壓器的輸入功率是由輸出功率決定的.
要點(diǎn)四 遠(yuǎn)距離輸電
1.在求解遠(yuǎn)距離輸電問題時(shí),一定要先畫出遠(yuǎn)距離輸電的示意圖來(lái),包括發(fā)電機(jī)、兩臺(tái)變壓器,輸電線等效電阻和負(fù)載電阻,并依次寫出各部分的符號(hào)以便備用.一般設(shè)兩個(gè)變壓器的初次級(jí)線圈的匝數(shù)分別為n1、n1′、n2、n2′,相應(yīng)的電壓、電流、功率也應(yīng)采用相應(yīng)的符號(hào)來(lái)表示.
2.遠(yuǎn)距離輸電的功率損失
在遠(yuǎn)距離輸送電能計(jì)算線路功率損耗時(shí)常用關(guān)系式P損=IR線計(jì)算.其原因是I線較易由公式I線=求出,P損=U線I線或P損=,則不常用,其原因是在一般情況下,U
4、線不易求出,且易把U線和U輸相混淆而造成錯(cuò)誤.
遠(yuǎn)距離輸電中的功率關(guān)系:P輸=P線損+P用戶.
一、交變電流的產(chǎn)生規(guī)律
【例1】 如圖5-1所示,線圈的面積是0.5 m2,共100匝;線圈電阻為1 Ω,外接電阻為R=9 Ω,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B= T,當(dāng)線圈以300 r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時(shí),求:
(1)若線圈從中性面開始計(jì)時(shí),寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式.
(2)線圈轉(zhuǎn)過1/30 s時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值多大?
(3)電路中交流電壓表和電流表的示數(shù)各是多大?
二、交變電流圖象的考查
【例2】 一個(gè)面積為S的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以其一條邊為軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),磁場(chǎng)方向與轉(zhuǎn)軸垂直,線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e與時(shí)間t的關(guān)系如圖5-2所示,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值和周期可由圖中讀出,則磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大?在t=T/12時(shí)刻,線圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度的夾角為多大?