专题11 第3课时 交变电流 变压器 远距离输电(课件PPT)-【零起点考大学】2026年高考物理高效备考方案

零起点考大学 物 理 1 第三课时 交变电流 变压器与远距离输电 专题十一 电磁感应、交流电 2 交变电流 变压器与远距离输电 交变电流 一 变压器与远距离输电 二 考点5：交变电流 交变电流 1.交变电流的定义和图像 （1）定义：大小和方向随时间做周期性变化的电流。 （2）图像：上图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流，其中甲属于正弦式交流电。 考点5：交变电流 2.正弦交流电 （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：中性面是与磁场方向垂直的平面，当线圈位于中性面时，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，一个周期内，电流的方向改变两次。 考点5：交变电流 （3）变化规律（线圈在中性面位置开始计时）： 电动势(e)：e＝Emsin ωt。 电压(u)：u＝Umsin ωt。 电流(i)：i＝Imsin ωt。 （4）图像（如图）： 考点5：交变电流 3.描述交变电流的物理量 （1）交变电流的周期和频率的关系：。 （2）峰值和有效值： ①峰值：交变电流的峰值是它能达到的最大值。 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 I 就是这个交变电流的有效值。 ③正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系： ④平均值：。 考点5：交变电流 （3）正弦式交变电流“四值”的比较： 瞬时值：交变电流某一时刻的值，计算线圈某时刻的受力情况。e＝Emsin ωt，i＝Imsin ωt 峰值：最大的瞬时值，讨论电容器的击穿电压。Em＝nBSω ， 有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值。 a.计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等) b.电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值 c.保险丝的熔断电流为有效值 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，计算通过电路横截面的电荷量。，， 即学即练 1.（2024山东卷）如图甲所示，在-d≤x≤d，-d≤y≤d的区域中存在垂直Oxy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为（ ） C 【解析】 根据题意可知，磁场区域变化前线圈产生的感应电动势为e=Esin ωt，由题图丙可知，磁场区域变化后，当Esin ωt=E时，线圈的侧边开始切割磁感线，即当线圈旋转时开始切割磁感线，由几何关系可知磁场区域平行于x轴的边长变为d′=2dcos=d，C正确。故选C。 知识拓展 （1）正弦式交变电流的变化规律 （线圈在中性面位置开始计时）。 知识拓展 （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）求交变电流瞬时表达式的基本思路。 ①求出角速度ω，。 ②确定正弦交变电流的峰值，根据已知图像读出或由公式Em=nBSω求出相应峰值。 ③明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。 考点6：变压器与远距离输电 变压器与远距离输电 1.变压器 （1）构造和原理: ①构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。 ②原理：电磁感应的互感现象。 考点6：变压器与远距离输电 （2）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。 （1）输电电流：。 （2）电压损失： ①ΔU＝U－U′。 ②ΔU＝IR。 考点6：变压器与远距离输电 2.远距离输电 如图所示，若发电站输出电功率为P，输电电压为U，用户得到的电功率为P′，用户的电压为U′，输电电流为I，输电线总电阻为R。 考点6：变压器与远距离输电 （3）功率损失： ①ΔP＝P－P′＝ΔUI。 ②。 （4）降低损耗的两个途径： ①一个途径是减小输电线的电阻。由电阻定律可知，在输电距离一定的情况下，为减小电阻，应当用电阻率小的金属材料制造输电线。此外，还要尽可能增加导线的横截面积。 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。 1.(多选)如图所示，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A。以下判断正确的是（ ） A.变压器输入功率为484 W B.通过原线圈的电流的有效值为0.6 A C.通过副线圈的电流的最大值为2.2 A D.变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶3 即学即练 BD 【解析】变压器的输入功率P1＝P2＝I2U2＝2.2×60 W＝132 W，选项A错误；由得，选项D正确；由得，选项B正确；根据得通过副线圈的电流的最大值，选项C错误。 知识拓展 变压器的制约关系 ①电压：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定。 ②功率：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定。 ③电流：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定。 ④频率：原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同。 2.下图为远距离输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。则（ ） A.用户端的电压为 B.输电线上的电压降为U C.理想变压器的输入功率为 D.输电线路上损失的电功率为I1U 即学即练 A 【解析】由于输电线与用户间连有一理想变压器，设用户端的电压是U2，则U1I1=U2I2，得，故A正确；发电厂的输出电压是U，所以输电线上的电压降不可能是U，故B错误；用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，所以输电线上损耗的功率是，故C错误；发电厂的输出电压是U，末端间的电压为U1，输电线路上损失的电功率是I1（U－U1），故D错误。 知识拓展 远距离送电应注意三个要点 （1）理清三个回路。 （2）抓住两个联系。 ①如图所示，理想的升压变压器联系着回路1和回路2，由变压器原理可得：线圈1（匝数为n1）和线圈2（匝数为n2）中各个量间的关系是。 ②理想的降压变压器联系着回路2和回路3，由变压器原理可得:线圈3（匝数为n3）和线圈4（匝数为n4）中各个量间的关系是。 （3）掌握一个守恒：能量守恒关系式P1=P3+P损。 $