小题精练08 交变电流四值 变压器 远距离输电——2024年高考物理题型突破限时精练（湖南专用）

小题精练08 交变电流四值 变压器 远距离输电 考点内容 考情分析 考点一 交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较 1、高考对于这部分知识点主要以创设的情景或者模型进行命题，强化对物理基本概念、基本规律的考核试题的呈现形式丰富，提问角度设置新颖。 2、2021年湖南卷第6题，2022年湖南卷第6题，2023年湖北卷第9题 考点二 变压器及动态分析 考点三 远距离输电 公式、知识点回顾（时间：5分钟） 一、交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较 物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e＝Emsinωt u＝Umsinωt i＝Imsinωt (适用于正弦式交变电流) 计算线圈某时刻的受力情况 峰值 最大的瞬时值 Em＝NBSω (适用于正弦式交变电流) Um＝ Im＝ 讨论电容器的击穿电压 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值 E＝ U＝ I＝ (适用于正弦式交变电流) (1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等) (2)电器设备“铭牌”上所标的额定电流、额定电压一般是指有效值 (3)保险丝的熔断电流为有效值 (4)交流电压表和电流表的读数为有效值 （5）没有特别说明，通常默认为有效值。 平均值 交变电流图像中图线与时间轴所围的面积与时间的比值 ＝Bl ＝n ＝ ＝ 计算通过电路导体截面的电荷量 二、变压器 1．构造：如图所示。变压器由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。 (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．工作原理：电磁感应的互感现象。 (1)无漏磁，故原、副线圈中的Φ相同。 (2)线圈无电阻，因此无电压降，副线圈两端电压U2＝n2。 (3)根据＝得，套在同一铁芯上的线圈，有＝＝＝…。 (4)无电能损失，因此P入＝P出，无论副线圈是一个还是多个，总有U1I1＝U2I2＋U3I3＋…，将电压关系代入可得n1I1＝n2I2＋n3I3＋…。 (5)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率。 (6)理想变压器基本关系中的U、I均为有效值。 3．理想变压器的基本关系式 (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，＝； 有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn。 三、远距离输电 1．降低输电损耗的两个途径 减少输电损耗的理论依据：P损＝I2r。 (1)减小输电线的电阻：根据电阻定律r＝ρ，要减小输电线的电阻r，在输电距离一定的情况下，可采用减小材料的电阻率、增大导线的横截面积的方法。 (2)减小输电导线中的电流：在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须提高输电电压。 2.远距离输电问题的分析方法 对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”这样的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析。 3．远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例) (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＝IR线＝2R线。 当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的。 1. （多选）（2023•湖南）某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为4：1，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形，共n匝，总阻值为R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。大轮以角速度ω匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为R的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（　　） A．线圈转动的角速度为4ω B．灯泡两端电压有效值为3nBL2ω C．若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为L的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值为 D．若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮 2. （2022•湖南）如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表Ⓥ的示数为U，理想电流表Ⓐ的示数为I。下列说法正确的是（　　） A．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U