第十二章 课时1 交变电流 变压器 电能的输送-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（浙江专用）

考情概览(教师备用) 知识内容 近年考题 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 4月 1月 7月 1月 6月 1月 6月 1月 1.交变电流 9 5 2.交变电流的描述 16 5 3.变压器 10 5 4.电能的输送 11 5.电磁振荡 8 6.电磁场和电磁波 7.无线电波的发射和接收 8.电磁波谱 8 9.常见传感器及其简单应用 课标解读 1.认识交变电流,能用公式和图像描述正弦式交变电流,知道交变电流的有效值、瞬时值的物理意义,能解决简单的相关实际问题。 2.理解变压器原、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。 4.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想,了解电磁振荡过程,知道电磁振荡的周期公式。知道电磁波的发射、传播和接收。 5.认识电磁波谱,知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。 6.知道非电学量转换成电学量的技术意义,了解常见传感器的工作原理,了解传感器在生产生活中的应用。 课时1　交变电流　变压器　电能的输送 一、交变电流的产生和变化规律 1.交变电流:电流、电压都随时间做周期性变化的电流。 2.正弦式交变电流 (1)产生:在匀强磁场里,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。 (2)中性面。 ①定义:与磁场方向垂直的平面。 ②特点:线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零,感应电动势为零。线圈每经过中性面一次,电流的方向就改变 一次。 (3)变化规律(线圈在中性面位置开始计时)。 ①电动势(e):e=Emsin ωt。 ②电压(u):u=Umsin ωt。  ③电流(i):i=Imsin ωt。  (4)图像(如图)。 二、描述交变电流的物理量 1.交变电流的周期和频率的关系:T=。 2.峰值和有效值 (1)峰值:交变电流的峰值是电压和电流的最大值。 (2)有效值:让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻,如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等,则这个恒定电流的电流I、电压U就是这个交变电流的有效值。 特别提示:通常所说交变电流的数值,各种使用交变电流的电气设备所标的额定电压和额定电流的数值,一般交流电表测量的数值,都是指有效值(除非有特殊说明)。 (3)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系: I=,U=,E=。 (4)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,平均值=n,=。 三、变压器原理 1.构造和原理(如图所示) (1)主要构造:由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成。 (2)工作原理:电磁感应的互感现象。 2.理想变压器的基本关系式 理想变压器:不考虑铜损(线圈电阻产生的焦耳热)、铁损(涡流产生的焦耳热)和漏磁的变压器。 (1)功率关系:P入=P出。 (2)电压关系:=,若n1>n2,为降压变压器;若n1<n2,为升压变压器。 (3)电流关系:只有一个副线圈时,=。 四、远距离输电 1.电路损耗 (1)功率损失:设输电电流为I,输电线的电阻为r,则输电线上的功率损失为P=I2r。 (2)电压损失:U=Ir。 2.降低损耗的两个途径 (1)一个途径是减小输电线的电阻。 (2)另一个途径是减小输电导线中的电流,由P=IU可知,当输送功率一定时,提高电压可以减小输电电流。 3.远距离高压输电的几个基本关系(以图示为例) (1)功率关系:P1=P2,P3=P4,P2=P损+P3。 (2)电压、电流关系:==,==, U2=ΔU+U3,I2=I3=I线。 (3)输电电流:I线===。 (4)输电线上损耗的电功率:P损=I线ΔU=r线=()2r线。 交变电流的产生与描述 [例1] (2022·广东卷)如图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈,n1>n2,二者轴线在同一平面内且相互垂直,两线圈到其轴线交点O的距离相等,且均连接阻值为R的电阻,转子是中心在O点的条形磁铁,绕O点在该平面内匀速转动时,两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响,下列说法正确的是(　B　) A.两线圈产生的电动势的有效值相等 B.两线圈产生的交变电流频率相等 C.两线圈产生的电动势同时达到最大值 D.两电阻消耗的电功率相等 解析:由于两定子线圈匝数不同,根据法拉第电磁感应定律可知,在两线圈中产生的电动