专题09 电磁感应与交变电流-挑战2021年高考物理压轴题

挑战高考压轴题-专题09：电磁感应与交变电流 一、正弦式交变电流 1．产生 线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动． 2．两个特殊位置的特点 (1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变． (2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变． 3．电流方向的改变 一个周期内线圈中电流的方向改变两次． 4．交变电动势的最大值 Em＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关． 5．交变电动势随时间的变化规律(中性面开始计时) 二、描述交变电流的物理量 1．周期和频率 (1)周期T：交变电流完成1次周期性变化所需要的时间，单位是秒(s)．表达式为T＝＝(n为转速)． (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＝或f＝. 2．交变电流的瞬时值、最大值、有效值和平均值 (1)瞬时值：交变电流某一时刻的值． (2)最大值：交变电流或电压所能达到的最大的值． (3)有效值：让恒定电流和交变电流分别通过阻值相等的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就可以把恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值． (4)正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系 I＝，U＝，E＝. (5)交变电流的平均值 ＝n，＝. 三、理想变压器 1．构造 如图1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． 图1 (1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈． (2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈． 2．原理 电流磁效应、电磁感应． 3．理想变压器原、副线圈基本量的关系 理想变压器 (1)没有能量损失(绕线无电阻、铁芯无涡流) (2)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 根据能量守恒可得：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P入＝P出 电压关系 原、副线圈的电压之比等于其匝数之比，公式：＝，与负载、副线圈的个数无关 电流关系 (1)只有一个副线圈时：＝ (2)有多个副线圈时：由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn 频率关系 f1＝f2(变压器不改变交变电流的频率) 4.几种常用的变压器 (1)自耦变压器——调压变压器，