第3章 交变电流单元复习归纳-【重难点手册】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版）浙江专用

重难点手册高中物理选择性必修第二册 单元复 口01微传 微专题1交变电流的产生及描述 交变电流的产生与表达的几个基本要点： 正弦式交 将一个平面线圈置于匀强磁场中，并使 变电流产 它绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动 生的方法 规律的数 e=Emsin wt(其中Em=nBSw,t=0时， 学表达式 线圈在中性面的位置)】 e 正弦式交变电 规律的 流的图像是正 0.5T 图像描述 弦曲线 线圈平面位于中性面时，穿过线圈的磁 通量最大，磁通量的变化率为0，感应电 动势为0：线圈平面与中性面垂直时，穿 规律与情 境的对应 过线圈的磁通量为0，磁通量的变化率最 大，感应电动势最大：线圈转动一周，两 次经过中性面，线圈每经过一次中性面， 电流的方向就改变一次 例①（多选）如图甲所示，在匀强磁场中， 一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与 磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势 如图乙中曲线a、b所示，则下列说法正确的是 ( 36 4 6810/12t(×102s) 甲 乙 A.曲线a表示的交变电动势瞬时值ea= 36sin25πtV B.曲线b表示的交变电动势最大值为 28.8V 110 u(浙江专用) 习归纳 题妙总结。口 C.t=5×10-2s时，曲线a、b对应的感应 电动势大小之比为3√2：2 D.t=6×10-2s时，曲线a对应线圈的磁 通量最大，曲线b对应线圈的磁通量为0 解析由图乙可知，Em。=36V,w,= 2π T。 =8X10rad/s=25πrad/s,则曲线a表示的交 2π 变电动势瞬时值e。=Ema sin @at=36sin25πtV, 故A正确；由图乙知曲线a、b表示的交变电流 的周期之比为T。：T6=(8×10-2):(12X 10)=2:3,由w=答可知·，=T。: T。=3:2,所以曲线a、b表示的交变电动势的 最大值之比Ema:Emb=NBSoa:NBSb=wa: =3：2,又知Ema=36V,则Emb=24V,故 B错误；曲线a表示的交变电动势瞬时值e。= 36sin25πtV,曲线b表示的交变电动势瞬时 2π 值e,=24sin12X10tV,将i=5X102s代 入，得ea=-l82V,eb=l2V,lea|:eb=3√2： 2,故C正确；由图乙知t=6×10-2s时，a的电 动势最大，对应线圈的磁通量为0，b的电动势 为0，对应线圈的磁通量最大，故D错误. [答案AC 微专题2正弦式交变电流的“四值”问题 1.正弦交变电流的“四值”：交变电流的峰 值、瞬时值、有效值和平均值.在分析求解有关 “四值”的问题时，要特别注意把握如下几点。 (1)在求解电容器的击穿电压等物理量时 用峰值. (2)在研究某一时刻通有交流电的导体受 到的安培力时应采用瞬时值.瞬时值可由瞬时 值表达式计算得出 (3)求电功、电功率以及确定保险丝的熔 断电流等物理量时，要用有效值计算.正弦式 交流电的有效值与峰值间存在I= 的关系， √2 其他交变电流只能根据交流电有效值的定义， 依据电流的热效应来计算， (4)求一段时间内通过导体横截面的电荷 量时要用平均值，如g=It.平均值的计算要用 法拉第电磁感应定律E=A吧和闭合电路欧 Λt E 姆定律1=R十，来计算，并且不同时间段内的 平均值可能会不同， 2.交变电流的变化除用瞬时值表达外，也 可以用图像来进行表述，其主要结构是横轴为 时间t或角度0，纵轴为感应电动势e、交变电 压u或交变电流i. 正弦式交变电流的电动势、电流、电压图像 都是正弦（或余弦）曲线，其图像有如下应用： (1)根据图像可求交变电流的最大值及各 时刻瞬时值， (2)根据图像可求线圈在磁场中转动的周 期和角速度！ (3)可判断出线圈在磁场中转动的位置. 例②(2025·湖北武汉外 国语学校高二月考)如图所示， B abcd为交流发电机的矩形线 圈，其面积S=√2m,匝数N =10匝，线圈内阻r=22,外 电阻R=82.线圈在磁感应 R 强度大小为B=0.2T的匀强磁场中绕垂直于 磁场的转轴OO'匀速转动，角速度ω= l00rad/s.图中的电压表、电流表均为理想交 第三章交变电流收型 流电表，取π=3.14.求： (1)从图示位置开始计时，电动势的瞬时 值表达式； (2)交流电压表的示数； (3)线圈转一周，线圈内阻产生的焦耳热 解析(1)已知图示位置与中性面垂直，则 电动势的瞬时值表达式为e=Emcos wt,已知 交变电压的峰值为Em=NBSw=200√2V,则 电动势的瞬时值表达式为e=2002cos100tV. (2)交变电压的有效值为E= Em一 √2 200V,根据欧姆定律可知，电压表示数为UR R4,E=160V E一 (3)回路中电流的有效值为I=R千 20A,线圈转一圈所用时间为T=2π=元 w50s,则 线圈内阻产生的焦耳热为Q=IrT=50.24J. 微专题了理想变压器动态问题的分析 理想变压器的动态问题主要表现为两种 形式：一种是匝数比不变，负载改变；另一种是 负载不变，匝数比改变， 1.匝数比不变，负载改变（如图所示） U1_1,U1决 (1)输入电压U1不变，根据元，一2 定输出电压U2,不论负载电阻R如何变化，U2 不变 光不变，负载R变化 (2)当负载电阻发生变化时，输出电流I2 变化，I2决定输入电流I1,故I1发生变化 (3)I2变化引起P2变化，P1=P2,故P1 发生变化. 111 重难点手册高中物理选择性必修第二册 2.负载不变，匝数比改变（如图所示） (1)U1不变，发生变化，故U2变化 n2 3 n2 是改变，负载R不变 (2)R不变，U2改变，故I2发生变化 U (3)根据P。=尺，P,发生变化，再根据 P1=P2,故P1变化，P1=U1I1,U1不变，故 I1发生变化 分析动态问题的一般思路： 丛_西 U U2U2快定 U P1=P2(IU=I2U2) 决定 12一R9速，12 决定 1 PP 决定 例3(2025·湖北宜昌夷陵中学高二期 末)如图所示，理想变压器原线圈输入电压u= Umsin wt,副线圈电路中R。为定值电阻，R是 滑动变阻器，V1和V2是理想交流电压表，示 数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流 电流表，示数分别用I1和I2表示，变压器原、 副线圈匝数分别为n1和n2.下列说法正确的 是(). A.U2 n2 B.12 C.滑片P向下滑动过程中，U2不变，I1变大 D.滑片P向下滑动过程中，U,变小，I1变小 112 Rd(浙江专用) 解析由图可知，原、副线圈两端电压满足 电压之比为匝数之比，而U2不是副线圈两端 ≠，故A错 电压，为变阻器两端电压，即记，≠2 误：山1和1是原、副线国电路中电流，满足 =”2,故B正确；滑片P向下滑动过程中，变阻 n 器接入电路电阻减小，所以副线圈所在回路电 流12变大，则由子=可知11变大，又因为 I2 n1 U1不变，即副线圈两端电压不变，定值电阻两 端电压增大，所以U2变小，故C、D错误， 答案B 微专题4远距离输电问题的分析 1.明确一个原理 要减小输电线的电压损失和功率损失，就 是减小输电电流，而输送功率是确定的，由P =IU知应提高输电电压， 2.理解两个损失 (1)电压损失：U损=I线R线，主要原因是输 电线有电阻. U损 (2)功率损失：P银=I线R线一R线 3.分清三个回路 远距离输电的简化电路图如图所示，根据 电流的流经路线，可划分为三个回路： 升压变压器 降压变压器 R 发电机 0,用户1用户2 P 回路1 回路2 回路3 4.掌握四个关系 (1)功率关系：P1=P2,P3=P4,P2=P损 +P3 =m=,= （2)电压、电流关系：U2一2了’U =,2=△U+U12=I3=I毁， na I, P2 P3 U2-U3 (3)输电电流：1线一U,可R线 (4)输电线上损耗的电功率： P损=1线△U=I我R线=（ )R 例④(2025·安徽六安一中期中)如图为 远距离输电的示意图，若电厂输出电压不变， 输电线路的电阻为R,下列表述正确的是 ) 电 A.U<U2U B,损耗的功率为 C.若U2提高为原来的10倍，输电线上损 第三童交查电流么 失的功率为原来的。 D.用户功率增大，则输电过程电能损耗 越小 解析远距离输电先经过升压，则U1< U2,由于输电线有电阻，则输电线上有电势降 低，所以有U2>U3,则A错误；损耗的功率为 P=CU2一3)，所以B错误，根据输 P 送电功率不变，由1，一可知，若U,提高为 原来的10倍，则输送电流降低为原来的。根 据△P=IR可知，输电线上损失的功率为原 来的0，所以C正确；用户功率增大，则电流 增大，根据理想变压器电流关系可知，输电线 上的电流也增大，所以输电过程电能损耗增 大，则D错误 答案C 113