2025届高考物理一轮总复习知识清单： 交流电和变压器

一轮总复习——交流电和变压器（纯知识点详细版） 重点部分： 考点一　正弦交变电流的产生与瞬时值表达式 考点二、正弦交变电流的“四值” 考点三、有效值求解 考点四、电功或电荷量的计算 考点五、理想变压器原、副线圈基本量的关系 考点六　原线圈带负载的变压器计算（等效电阻法） 考点七、理想变压器的三类动态分析 考点八、远距离输电问题 考点八、自感现象 考点一　正弦交变电流的产生与瞬时值表达式 1．正弦式交变电流的变化规律及对应图象(线圈在中性面位置开始计时) 函数 图象 磁通量 Φ＝Φm·cos ωt＝BScos ωt 电动势 e＝Em·sin ωt＝nBSωsin ωt 电压 u＝Um·sin ωt＝sin ωt 电流 i＝Im·sin ωt＝ sin ωt 2.两个特殊位置的特点 图示 概念 中性面位置（平行/重合） 与中性面垂直的位置 (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.交变电流瞬时值表达式的书写思路（磁场无范围限制） （重点） (1) 先求电动势的最大值Em＝NBSω； Φm＝BS Em＝NωΦm (2) 图象可读出交变电流的变化周期T，然后计算得出角速度 。 ω＝=2π f =2π n n是转速，单位: r/s (3)明确从哪一位置开始计时，从而确定是正弦函数还是余弦函数； a线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，正弦函数e＝Em·sin ωt b线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，余弦函数e＝Em·cos ωt (4) 根据最大值、角速度等信息可以写出交变电流的瞬时值表达式． 思路a解决此类问题的关键在于把线圈在匀强磁场中的具体位置与转动的时刻对应好，也就是电流的变化规律与线圈在磁场中转动的具体情境对应好． b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． 考点二、正弦交变电流的“四值” 物理含义 重要关系 适用情况 瞬时值 交变电流某一时刻的值 写表达式，带入t e＝Emsin ωt i＝Imsin ωt 计算线圈某时刻的受力 最大值 最大的瞬时值 Em＝nBSω Im＝ 确定用电器的耐压值，如电容器、晶体管等的击穿电压 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流值 （热量等效） 正（余）弦式交流电：　　 E＝ U＝ I＝ ①计算与电流热效应相关的量，如功、功率、热量等；②保险丝的熔断电流③电气设备所标注的额定电压、额定电流；④交流电表的测量值； 注意：闭合回路线框两端的电压是路端电压 平均值 交变电流图象中图线与时间轴围成面积与时间的比值 计算通过电路某一截面的电荷量：q＝·t 考点三、有效值求解 有效值之间的欧姆定律也成立 1、公式法：正(余)弦式交变电流利用E＝、U＝、I＝计算． 2、公式法：正弦半波 3、能量关系：利用Q＝I2Rt和Q＝t可分别求得电流有效值和电压有效值． 4、图像转换：利用电磁感应的知识画出U-t图，再参照方法3求解。 考点四、电功或电荷量的计算 (1)线圈转一周所产生的电热或外力做的功；带入有效值计算。T (2)线圈过程中流过电阻R的电荷量． 考点五、理想变压器原、副线圈基本量的关系 单个副线圈的变压器 多个副线圈的变压器 匝数多，电压大，电流小，导线的截面小 自耦变压器 互感器（高电压、大电流变成低电压、小电流） 考点六　原线圈带负载的变压器计算（等效电阻法） =R 考点七、理想变压器的动态分析（发电站出来的电压一般是不变的） 1．原线圈无负载，匝数比不变的情况 (1)U1不变，根据＝， U2不变．当负载电阻R发生变化时，I2变化， I1发生变化． 2．原线圈无负载，匝数比变化，负载电阻不变的情况 U1不变，发生变化，故U2变化．故I2发生变化，I1发生变化 滑片下滑 滑片下滑 3．原线圈带负载的。 R变大，U2，U1变大。灯泡L1两端电压变小 原、副线圈的制约关系依然成立，但电路输入的总电压U不再等于变压器原线圈的电压U1，而是U＝U1＋U负载，显然U≠U1.变压器原、副线圈两端的功率也始终相等，但电路输入的电功率P也不等于原线圈两端的功率P1，而是P＝P1＋P负载． 动态分析【需要记住的两个结论】： ①当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，整个电路的总电阻一定增大（或减小）。 ②若电键的通断使串联的用电器增多时，总电阻增大；若电键的通断使并联的用电器增多时，总电阻减小。 考点八、远距离输电问题 1．远距离输电的处理思路 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”，或从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析． 2．远距离高压输电的几个基本关系(以图为例)： 画示意图 标已知条件 列等式（多找功率关系） (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． 高压传输更节能。 用电高峰期，用电器多，并联，R总变小，R等变小，U1不变；U2不变；U3变小；U4变小 I1变大；I2变大；I3变大；I4变大 P1变大；P2变大；P3变大；P4变大 原线圈进来的叫输入。（输入电压，输入电流，输入功率等） 副线圈出去的叫输出 考点八、自感现象 1.自感现象 (1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势. (2)表达式：E＝L 自感系数L：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关. 2.分析自感现象的两点注意 (1)通过自感线圈中的电流不能发生突变，即通电过程中，电流是逐渐变大，断电过程中，电流是逐渐变小. (2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断，在于对电流大小的分析，若断电后通过灯泡的电流比原来大，则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭. 通电自感和断电自感的比较 电路 现象 自感电动势的作用 通电自感 接通电源的瞬间，灯泡L2马上变亮，而灯泡L1是逐渐变亮 . 阻碍电流的增加 断电自感 断开开关的瞬间，灯泡L1逐渐变暗，有时灯泡会闪亮一下，然后逐渐变暗 . 阻碍电流的减小 3.自感线圈的三个等效作用 (1)通电瞬间，自感线圈相当于大电阻. (2)断电瞬间，自感线圈相当于电源. (3)电流稳定时，自感线圈相当于电阻. 1 学科网（北京）股份有限公司 $$