第三章 交变电流（图文版知识清单）物理人教版选择性必修第二册

虽交变电流的产生-知识清单 交变电流的定义 大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。 二、正弦式交变电流的产生 (1)条件：线圈置于匀强磁场中，绕垂直于磁场方 向的轴匀速转动。 (2）关键位置： ①中性面 ②峰值面 线圈平面与磁场方向 线圈平面与磁场方 B 垂直时，感应电动势 B 方向平行时，感应 为零，电流方向改变 电动势最大。 的位置。 正弦式交变电流的规律 (1) 瞬时值表达式： ①电动势：e= Emsinwt (Em=NBSw) e-瞬时电动势 N-线圈匝数 Em-电动势峰值 B-磁感应强度 山-瞬时电压 ②电压：u=Umsinwt w-角速度 S-线圈面积 Um-电压峰值 t-时间 【特别提醒】 当线圈从中性面开始转 -瞬时电流 动时满足上述表达式 ③电流：i=Imsinwt m- 电流峰值 (2)图像： +e,u或i 飞 图像：正弦曲线，横坐标为 0 t(时间) 时间t,纵坐标为e、u或i。 描述交变电流的物理量-知识清单 1.周期(T)与频率 (f): (1) 周期：完成一次周期性变化的时间， 单位s。 (2) 频率：1秒内完成周期性变化的次数， 单位HZ。 1 ω=2π 周期T 2.最大值（峰值）：交变电流的最大 瞬时值，用Em、Um、Im表示。 3.有效值： (1)定义：让交变电流与恒定电流通 过相同电阻，相同时间内产生热量相 等时，恒定电流的数值即为有效值。 (2) 计算： ①正弦式交流电： E= Em m √2 ②非正弦式：根据Q=2Rt定义计算。 (3)应用： 电表测量值、用电器额定值、电功/电功率计算用有效值； ☆【特别提醒】电荷量计算用平均值。 4.平均值： Φ E=NA N△Φ t 电荷量q=i△t= R总 是D 理想变压器-知识清单 4i 四、理想变压器 铁芯 493 1.工作原理： 互感现象（电磁感应） 2.基本公式： (1)电压比： n2 (n1原线圈匝数，n2副线圈匝数) (2) 电流比： n2 ☆【特别提醒】◎ 12 仅适用于单副线圈 (11=原线电流，12=副线电流) (3)功率关系： P1=P2 (输入功率等于输出功率) 3.决定关系： (1)U1由电源决定；→U2由U1和匝数比决定； ↓ (2）I2由U2和负载R决定；→I1由I2和匝数比决定； (3)输入功率由输出功率决定。 昆 4.特殊变压器： (1) 自耦变压器： 原副线圈共用一个线圈， 可升压/降压。 (2) 互感器：电压互感器 (并联，降压) 电流互感器（串联，限流） 。可 远距离输电-知识清单 远距离输电的核心问题：减少输电线上的电能损耗 1.输电线上的功率损耗： △P-损耗功率(W) △P=IPR线 I-输电线电流(A) R线输电线电阻(Q) 2.减少损耗的方法 (1)减小输电线电阻： (2) 减小输电电流： 增大导线横截面积 提高输电电压U, 选用电阻率小的材料 减小输电电流 输送功率P不变时，由P=U可知 远距离输电的典型模型与规律 升压变压器 输电线 03 降压变压器 U1 发电厂 R线 用户 0娥 n1:n2 △P 13 n3:n4 P用 2.各部分物理量关系 (1)升压变压器： U1= n1, =} 2, P1=P2 n2 I21 1 (2)输电线： △P=IR线=U缘2 U2=U线+U3 U3为降压妾压器 的输入电压 (3)降压变压器： U=3 3=4, P3=P4=P用 n4 14 n3 (4)总功率关系： P发=△P+P用 【特别提醒】计算输电损耗时，注意用输电电流和输电线电阻计算， 不可直接用△P= R线 (U2不是输电线上的电压)》 三、输电问题的计算步骤 1.理清电路结构，确定各变压器的原、副线圈匝数比； 2.从电源或用户端入手，结合变压器规律逐步推导各部分的电压、电流、功率； 3.计算输电损耗时，注意用输电电流和输电线电阻计算，不可直接用△P=竖 级 交变电流的综合应用-知识清单 电感对交变电流的作用(L) 1.特性：通直流、阻交流；通低频、阻高频 2.感抗：表示电感对交变电流阻碍作用的大小 XL=2πfL W (为交变电流频率，L为自感系数) 3.影响因素：L越大、越高，感抗越大。 二、 电容对交变电流的作用 (c) 1.特性：通交流、隔直流；通高频、阻低频 2.容抗：表示电容对交变电流阻碍作用的大小 Xc= 1 2πfC (为交变电流频率，C为电容值) 3.影响因素：C越大、越高，容抗越小。 三、交变电流的综合题型与方法 1.交变电流的图像问题 (1)图像信息提取：周期T、最大值E、初始时刻的电 动势值，进而确定瞬时值表达式； (2)结合有效值计算热量、电功等物理量。 2.交变电流“四值”的应用辨析 【瞬时值】：分析某一时刻的电流、电压、电动势的大小与方向； 【最大值】：分析电容器的击穿电压、线图的最大受力等； 【有效值】： 计算热量、电功、电功率，对应交流电表测量值、用电器颖定值； 【平均值】：计算某段时间内通过导体横截面的电荷量。 3.含变压器的综合电路问题 (1)结合串并联电路规律，分析副线圈负载变化对电 路的影响； (2)结合功率关系，分析各部分的功率分配。