第三章 交变电流 超精细复习讲义（基础+中档+拔高全知识点+逐题精讲完整版）-2027届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习讲义聚焦交变电流核心考点，涵盖交变电流的产生与描述、变压器原理、远距离输电等高考必考内容，按概念拆解、公式推导、题型归类的逻辑架构知识体系，通过超细知识点梳理、全题型分层精练等环节，帮助学生突破公式多、概念易混的难点，体现复习教学的系统性与针对性。 资料特色在于提炼二级秒杀结论与高频易错点，创新采用“定义法+模型建构”突破非正弦有效值计算等难点，如通过热效应定义推导半波正弦电流有效值，培养学生科学思维与问题解决能力。分层练习题适配不同学情，配合即时反馈设计，助力教师精准把控复习节奏，有效提升学生高考应考能力。

第三章： 交变电流全套超精细复习讲义 前言：本讲义为高中物理选择性必修第二册第三章交变电流专属终极完整版复习资料，本章是电磁感应的延伸与终极应用，承接第二章电磁感应线圈转动模型，是高中电磁学体系收尾章节，高考必考选择、实验、计算综合题，常结合电路动态分析、能量损耗、图像辨析压轴出题。本章公式多、概念易混淆、模型规律性强、陷阱密集，本讲义通过超细知识点拆解、全公式推导、全题型归类、分层精练，实现零基础吃透、满分通关，适配课堂授课、自学巩固、考前冲刺、一轮拔高。 第一部分 核心基础知识点 知识点1 交变电流基本概念与分类 1 交变电流与直流精准定义 恒定直流电：大小、方向均不随时间变化的电流（DC）。 交变电流（交流AC）：大小和方向随时间做周期性变化的电流。仅大小变化、方向不变的脉动电流不属于交变电流（高频易错）。 2 交变电流分类 正弦式交变电流：按正弦/余弦规律周期性变化，是高考核心考查模型； 非正弦式交变电流：方波、锯齿波、脉冲电流等，主要考查有效值计算。 例题精练 1.下列电流属于交变电流的是（） A. 大小不变、方向不变的电流 B. 大小周期性变化、方向不变的电流 C. 大小方向均周期性变化的电流 D. 恒定直流电 答案：C 解析：交变电流核心判定标准：方向周期性变化，仅大小变化不满足定义。 知识点2 正弦式交变电流的产生 1 产生装置与原理 闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的固定轴匀速转动，磁通量周期性变化，产生正弦式交变电流，本质是电磁感应现象。 2 两个核心特殊位置 （1）中性面（零电动势位置） 线圈平面与磁场垂直，磁感线垂直穿过线圈平面。 核心特征：磁通量Φ最大、磁通量变化率为0、感应电动势e=0、感应电流i=0； 线圈每转过一次中性面，电流方向反向一次（周期内反向两次）。 （2）垂直中性面（峰值位置） 线圈平面与磁场平行，导体垂直切割磁感线。 核心特征：磁通量Φ为0、磁通量变化率最大、感应电动势、电流达到峰值。 3 完整函数表达式推导 设线圈匝数为N、面积S、角速度ω、磁感应强度B： 电动势峰值： 从中性面开始计时：、 从垂直中性面开始计时：、 关键易错：计时起点不同，函数表达式正余弦互换。 4.两个特殊位置的特点 (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. 5.一个周期内线圈中电流的方向改变两次. 6.描述交变电流的物理量 (1)最大值 Em＝NBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关(填“有关”或“无关”). (2)周期和频率 ①周期(T)：交变电流完成一次周期性变化所需的时间.单位是秒(s)，公式T＝. ②频率(f)：交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数.单位是赫兹(Hz). ③周期和频率的关系：T＝或f＝. 7.交变电流的变化规律(线圈从中性面开始计时) 函数表达式 图象 磁通量 Φ＝Φmcos ωt＝BScos ωt 电动势 e＝Emsin ωt＝NBSωsin ωt 技巧点拨 书写交变电流瞬时值表达式的技巧 (1)确定正弦交变电流的峰值：根据已知图象读出或由公式Em＝NBSω求出相应峰值. (2)明确线圈的初始位置： ①线圈在中性面位置开始计时，则i－t图象为正弦函数图象，函数表达式为i＝Imsin ωt. ②线圈在垂直于中性面的位置开始计时，则i－t图象为余弦函数图象，函数表达式为i＝Imcos ωt. 例题精练 1.线圈匀速转动经过中性面瞬间，下列说法正确的是（） A. 磁通量为0，电动势最大 B. 磁通量最大，电动势为0 C. 磁通量最大，电动势最大 D. 磁通量为0，电动势为0 答案：B 解析：中性面Φ最大、变化率为0、无感应电动势，是电流方向反向临界点。 2. 一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的电动势e＝200sin 100πt(V)，下列说法正确的是(　　) A.该交变电流的频率是100 Hz B.当t＝0时，线圈平面恰好与中性面垂直 C.当t＝ s时，e达到峰值 D.该交变电流的电动势的有效值为200 V 答案　C 解析　由e＝200sin 100πt(V)可得：ω＝100π rad/s，f＝＝50 Hz，故A错误；t＝0时刻，e＝0，线圈平面位于中性面，B错误；t＝ s时，e＝200 V，e达到峰值，故C正确；Em＝200 V，有效值E＝＝200 V，D错误. 3. 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图2甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则(　　) 图2 A.t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零 B.t＝0.01 s时线框平面与中性面重合 C.线框产生的交变电动势的有效值为311 V D.线框产生的交变电动势的频率为100 Hz 答案　B 知识点3 交变电流四大物理量 1 周期、频率、角速度（描述变化快慢） 周期T：完成一次周期性变化的时间；频率f：1s内周期性变化次数； 核心关系：、 我国民用交流电：、、每秒电流方向反向100次。 2 交变电流「四值」超全对比（考场零失误） 物理量 定义含义 正弦式公式 核心适用场景 瞬时值 某一时刻的真实值 瞬时受力、瞬时电压、某时刻状态分析 峰值(最大值) 变化过程中最大数值 电容器耐压值、保险丝熔断电流、击穿电压 有效值 热效应等效直流值 电表读数、功率、热量、电能、电路计算（90%考题） 平均值 某段时间平均变化值 电荷量计算、平均电流计算 3 有效值核心定义 让交变电流和恒定直流通过相同阻值电阻，若相同时间内产生热量相等，该直流数值即为交变电流有效值。 超级易错点：比例仅适用于纯正弦式交变电流，非正弦必须用热效应定义法计算，严禁直接套用！ 4 非正弦交变电流有效值通用解法（拔高必考） 通用公式：，一个周期内分段求热量，等效替换直流热量。 典型模型：半波正弦、方波、锯齿波、正负不对称交变电流，均需定义求解。 技巧点拨 有效值的计算 计算有效值时要根据电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”，列式求解. (1)分段计算电热求和得出一个周期内产生的总热量. (2)若图象部分是正弦(或余弦)式交变电流，其中的周期(必须是从零至最大值或从最大值至零)和周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系I＝、U＝求解. 例题精练 1.民用220V交流电，其峰值为（） A. 220V B. C. 110V D. 380V 答案：B 解析：生活中交流电压标注值均为有效值，峰值。 2.某交变电流半个周期峰值正弦变化，半个周期电流为0，求有效值。 解析解答 由热效应： 化简得： 破题关键：非正弦无固定比例，必须回归热效应定义。 例题精练 3.如图所示为一交流电电流随时间变化的图象，此交流电电流的有效值为(　　) 图 A.7 A B.5 A C.3.5 A D.3.5 A 答案　B 4.(多选)如图甲所示，标有“220 V　40 W”的灯泡和标有“20 μF　320 V”的电容器并联接到交流电源上，为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关.下列判断正确的是(　　) 图 A.t＝时刻，的示数为零 B.灯泡恰好正常发光 C.电容器不可能被击穿 D.的示数保持110 V不变 答案　BC 解析　的示数应是交流电压的有效值220 V，故选项A、D错误；交流电压的有效值恰好等于灯泡的额定电压，灯泡正常发光，选项B正确；交流电压的峰值Um＝220 V≈311 V，小于电容器的耐压值，故电容器不可能被击穿，选项C正确. 知识点4 交变电流图像专题 1 三类核心图像对应关系 图像：余弦规律，斜率为磁通量变化率； 图像：正弦规律，与磁通量图像相差90°相位； 图像斜率绝对值越大，电动势、电流瞬时值越大。 2 图像秒杀结论 Φ最大处→图像斜率为0→e=0（中性面）； Φ=0处→图像斜率最大→e最大（垂直中性面）。 知识点5 理想变压器原理与规律 1 变压器工作原理 利用电磁感应互感现象，原线圈交变电流产生变化磁场，副线圈磁通量周期性变化产生感应电动势，实现电压、电流、功率变换。 致命易错：变压器只能改变交变电压，恒定直流无变化磁场，变压器不工作。 2 理想变压器四大万能公式 1. 功率关系：（输入功率由输出功率决定） 2. 电压比：（电压与匝数成正比） 3. 单副线圈电流比：（电流与匝数成反比） 4. 多副线圈通用电流公式： 3 变压器动态电路分析逻辑 负载电阻R变化→副线圈电流变化→输出功率变化→输入功率同步变化→原线圈电流变化； 不变量：原线圈输入电压、匝数比不变，则副线圈电压恒定。 例题精练 1.理想变压器原线圈220V、匝数1100匝，副线圈200匝，求副线圈电压。 解析解答： 知识点6 远距离输电 1 输电核心痛点 输电导线有电阻，电流通过导线产生焦耳热损耗，输电距离越远、导线越长，损耗越大。 2 高压输电原理（终极结论） 输电功率一定时，，输电电压U越大，输电电流I越小； 输电损耗功率：，高压输电大幅降低热损耗。 3 远距离输电完整模型（两级变压器） 发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用户负载 4 输电四大核心公式 输电电流： 损耗功率： 损耗电压： 用户得到功率： 例题精练 1.输送功率1000kW，输电电压10kV，输电线电阻2Ω，求输电损耗功率。 解析解答 输电电流 损耗功率 知识点7 电感、电容对交变电流的影响 1 电感线圈（通直阻交、通低阻高） 直流稳态：电感无阻碍，相当于导线； 交变电流：电感产生自感电动势阻碍电流变化； 规律：频率越高、电感越大，阻碍作用越强。 2 电容器（通交阻直、通高阻低） 直流稳态：电容器充电完成后断路，阻隔直流； 交变电流：电容器周期性充放电，形成通路； 规律：频率越高、电容越大，阻碍作用越弱。 第二部分 本章高考必考二级秒杀结论 1. 中性面：Φ最大、e=0、电流换向；垂直中性面：Φ=0、e最大、电流峰值； 2. 线圈转动周期=交变电流周期，一个周期电流方向反向两次； 3. 电表读数、功率热量、日常标注电压电流全部为有效值； 4. 电容器耐压值、保险丝熔断电流看峰值，严禁用有效值； 5. 非正弦交变电流有效值，一律热效应定义求解，不套用比例； 6. 理想变压器输入功率由输出功率决定，负载越多、功率越大、电流越大； 7. 变压器匝数比不变、输入电压不变，输出电压恒定，与负载无关； 8. 远距离输电损耗与输电电压平方成反比，升压是降损唯一核心手段； 9. 电感阻交流通直流、电容阻直流通交流，高频阻碍差异更明显； 10. 交变电流平均值仅用于电荷量计算，绝不用于功率热量计算。 第三部分 全章节高频易错终极汇总 1. 易错：大小变化、方向不变的电流是交流电（正解：方向必须周期性变化）； 2. 易错：中性面电动势最大（正解：中性面电动势为0，垂直中性面最大）； 3. 易错：所有交流电有效值都是峰值的（正解：仅纯正弦式适用）； 4. 易错：用平均值计算热量、功率（正解：热量功率只能用有效值）； 5. 易错：变压器可以改变直流电压（正解：直流无互感，变压器不工作）； 6. 易错：输入功率决定输出功率（正解：输出决定输入，负载控制功率）； 7. 易错：输电电压越高，输电功率越大（正解：输送功率由用户决定，高压仅降损耗）； 8. 易错：电容、电感对直流电、交流电阻碍效果相同（正解：特性完全相反）； 9. 易错：保险丝、耐压值看有效值（正解：瞬时峰值击穿熔断，必须看最大值）； 10. 易错：多副线圈变压器电流仍与匝数成反比（正解：仅单副线圈成立，多副用功率守恒）。 第四部分 分层专项练习题 1.关于交变电流，下列说法正确的是（） A. 只有大小变化的电流是交流电 B. 方向周期性变化的电流是交流电 C. 直流电大小一定不变 D. 交流电周期均为0.02s 2.家用220V交流电压，下列说法正确的是（） A. 瞬时值恒定220V B. 峰值220V C. 有效值220V D. 平均值220V 3.理想变压器原副线圈匝数比2:1，原线圈电压200V，副线圈电压为（） A. 400V B. 100V C. 200V D. 50V 4.远距离输电采用高压的主要目的是（） A. 提高输电功率 B. 减小输电电流，降低热损耗 C. 加快输电速度 D. 增大输电电压无作用 5.10匝线圈面积0.2m²，匀强磁场B=0.5T，角速度，求电动势峰值。 6.正弦式交变电流峰值，求有效值与一个周期内热功率（R=10Ω）。 7.理想变压器输入电压恒定，副线圈负载电阻减小，则（） A. 副线圈电流增大，原线圈电流增大 B. 副线圈电流减小，原线圈电流减小 C. 副线圈电压增大 D. 输入功率不变 8.（多选）关于电感、电容对交变电流的作用，说法正确的是（） A. 电感通直阻交 B. 电容通交阻直 C. 频率越高电感阻碍越强 D. 频率越高电容阻碍越强 9.某交变电流周期T，前T/2电流峰值正弦变化，后T/2电流为0，求该电流有效值。 10.理想变压器原线圈匝、，两个副线圈匝、匝，已知、，求原线圈电流。 11.发电站输出功率，先用10kV输电，后改用20kV高压输电，输电线电阻5Ω，求两次输电损耗功率之比。 12.（多选）线圈匀速转动产生交变电流，下列说法正确的是（） A. 频率50Hz B. 有效值 C. t=0时刻处于中性面 D. 周期0.02s 13．某交变电压为u＝6sin100πtV，则（　　） A．用此交变电流作打点计时器的电源时，打点周期为2s B．把额定电压为6V的小灯泡接在此电源上，小灯泡正常发光 C．把额定电压为6V的小灯泡接在此电源上，小灯泡将烧毁 D．耐压6V的电容器可以直接用在此电源上 14．如图所示，正方形线框abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，转速ω＝100rad/s，线框边长L＝0.1m，匝数N＝100，磁感应强度B＝0.1T，图示位置线框平面与磁感线平行闭合回路中线框的电阻r＝2Ω，外接电阻R＝8Ω。则（　　） A．图中所示的瞬间，线框处于中性面 B．转动过程中，穿过线框的磁通量最大值为0.1Wb C．电压表读数为 D．通过电阻R电流的有效值为1A 15．某小型发电机产生的交变电动势为e＝50sin100πt（V）。对此电动势，下列表述正确的有（　　） A．最大值是50V B．频率是100 Hz C．有效值是25V D．周期是0.2 s 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章： 交变电流全套超精细复习讲义 前言：本讲义为高中物理选择性必修第二册第三章交变电流专属终极完整版复习资料，本章是电磁感应的延伸与终极应用，承接第二章电磁感应线圈转动模型，是高中电磁学体系收尾章节，高考必考选择、实验、计算综合题，常结合电路动态分析、能量损耗、图像辨析压轴出题。本章公式多、概念易混淆、模型规律性强、陷阱密集，本讲义通过超细知识点拆解、全公式推导、全题型归类、分层精练，实现零基础吃透、满分通关，适配课堂授课、自学巩固、考前冲刺、一轮拔高。 第一部分 核心基础知识点 知识点1 交变电流基本概念与分类 1 交变电流与直流精准定义 恒定直流电：大小、方向均不随时间变化的电流（DC）。 交变电流（交流AC）：大小和方向随时间做周期性变化的电流。仅大小变化、方向不变的脉动电流不属于交变电流（高频易错）。 2 交变电流分类 正弦式交变电流：按正弦/余弦规律周期性变化，是高考核心考查模型； 非正弦式交变电流：方波、锯齿波、脉冲电流等，主要考查有效值计算。 例题精练 1.下列电流属于交变电流的是（） A. 大小不变、方向不变的电流 B. 大小周期性变化、方向不变的电流 C. 大小方向均周期性变化的电流 D. 恒定直流电 答案：C 解析：交变电流核心判定标准：方向周期性变化，仅大小变化不满足定义。 知识点2 正弦式交变电流的产生 1 产生装置与原理 闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的固定轴匀速转动，磁通量周期性变化，产生正弦式交变电流，本质是电磁感应现象。 2 两个核心特殊位置 （1）中性面（零电动势位置） 线圈平面与磁场垂直，磁感线垂直穿过线圈平面。 核心特征：磁通量Φ最大、磁通量变化率为0、感应电动势e=0、感应电流i=0； 线圈每转过一次中性面，电流方向反向一次（周期内反向两次）。 （2）垂直中性面（峰值位置） 线圈平面与磁场平行，导体垂直切割磁感线。 核心特征：磁通量Φ为0、磁通量变化率最大、感应电动势、电流达到峰值。 3 完整函数表达式推导 设线圈匝数为N、面积S、角速度ω、磁感应强度B： 电动势峰值： 从中性面开始计时：、 从垂直中性面开始计时：、 关键易错：计时起点不同，函数表达式正余弦互换。 4.两个特殊位置的特点 (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. 5.一个周期内线圈中电流的方向改变两次. 6.描述交变电流的物理量 (1)最大值 Em＝NBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关(填“有关”或“无关”). (2)周期和频率 ①周期(T)：交变电流完成一次周期性变化所需的时间.单位是秒(s)，公式T＝. ②频率(f)：交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数.单位是赫兹(Hz). ③周期和频率的关系：T＝或f＝. 7.交变电流的变化规律(线圈从中性面开始计时) 函数表达式 图象 磁通量 Φ＝Φmcos ωt＝BScos ωt 电动势 e＝Emsin ωt＝NBSωsin ωt 技巧点拨 书写交变电流瞬时值表达式的技巧 (1)确定正弦交变电流的峰值：根据已知图象读出或由公式Em＝NBSω求出相应峰值. (2)明确线圈的初始位置： ①线圈在中性面位置开始计时，则i－t图象为正弦函数图象，函数表达式为i＝Imsin ωt. ②线圈在垂直于中性面的位置开始计时，则i－t图象为余弦函数图象，函数表达式为i＝Imcos ωt. 例题精练 1.线圈匀速转动经过中性面瞬间，下列说法正确的是（） A. 磁通量为0，电动势最大 B. 磁通量最大，电动势为0 C. 磁通量最大，电动势最大 D. 磁通量为0，电动势为0 答案：B 解析：中性面Φ最大、变化率为0、无感应电动势，是电流方向反向临界点。 2. 一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的电动势e＝200sin 100πt(V)，下列说法正确的是(　　) A.该交变电流的频率是100 Hz B.当t＝0时，线圈平面恰好与中性面垂直 C.当t＝ s时，e达到峰值 D.该交变电流的电动势的有效值为200 V 答案　C 解析　由e＝200sin 100πt(V)可得：ω＝100π rad/s，f＝＝50 Hz，故A错误；t＝0时刻，e＝0，线圈平面位于中性面，B错误；t＝ s时，e＝200 V，e达到峰值，故C正确；Em＝200 V，有效值E＝＝200 V，D错误. 3. 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图2甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则(　　) 图2 A.t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零 B.t＝0.01 s时线框平面与中性面重合 C.线框产生的交变电动势的有效值为311 V D.线框产生的交变电动势的频率为100 Hz 答案　B 知识点3 交变电流四大物理量 1 周期、频率、角速度（描述变化快慢） 周期T：完成一次周期性变化的时间；频率f：1s内周期性变化次数； 核心关系：、 我国民用交流电：、、每秒电流方向反向100次。 2 交变电流「四值」超全对比（考场零失误） 物理量 定义含义 正弦式公式 核心适用场景 瞬时值 某一时刻的真实值 瞬时受力、瞬时电压、某时刻状态分析 峰值(最大值) 变化过程中最大数值 电容器耐压值、保险丝熔断电流、击穿电压 有效值 热效应等效直流值 电表读数、功率、热量、电能、电路计算（90%考题） 平均值 某段时间平均变化值 电荷量计算、平均电流计算 3 有效值核心定义 让交变电流和恒定直流通过相同阻值电阻，若相同时间内产生热量相等，该直流数值即为交变电流有效值。 超级易错点：比例仅适用于纯正弦式交变电流，非正弦必须用热效应定义法计算，严禁直接套用！ 4 非正弦交变电流有效值通用解法（拔高必考） 通用公式：，一个周期内分段求热量，等效替换直流热量。 典型模型：半波正弦、方波、锯齿波、正负不对称交变电流，均需定义求解。 技巧点拨 有效值的计算 计算有效值时要根据电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”，列式求解. (1)分段计算电热求和得出一个周期内产生的总热量. (2)若图象部分是正弦(或余弦)式交变电流，其中的周期(必须是从零至最大值或从最大值至零)和周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系I＝、U＝求解. 例题精练 1.民用220V交流电，其峰值为（） A. 220V B. C. 110V D. 380V 答案：B 解析：生活中交流电压标注值均为有效值，峰值。 2.某交变电流半个周期峰值正弦变化，半个周期电流为0，求有效值。 解析解答 由热效应： 化简得： 破题关键：非正弦无固定比例，必须回归热效应定义。 例题精练 3.如图所示为一交流电电流随时间变化的图象，此交流电电流的有效值为(　　) 图 A.7 A B.5 A C.3.5 A D.3.5 A 答案　B 4.(多选)如图甲所示，标有“220 V　40 W”的灯泡和标有“20 μF　320 V”的电容器并联接到交流电源上，为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关.下列判断正确的是(　　) 图 A.t＝时刻，的示数为零 B.灯泡恰好正常发光 C.电容器不可能被击穿 D.的示数保持110 V不变 答案　BC 解析　的示数应是交流电压的有效值220 V，故选项A、D错误；交流电压的有效值恰好等于灯泡的额定电压，灯泡正常发光，选项B正确；交流电压的峰值Um＝220 V≈311 V，小于电容器的耐压值，故电容器不可能被击穿，选项C正确. 知识点4 交变电流图像专题 1 三类核心图像对应关系 图像：余弦规律，斜率为磁通量变化率； 图像：正弦规律，与磁通量图像相差90°相位； 图像斜率绝对值越大，电动势、电流瞬时值越大。 2 图像秒杀结论 Φ最大处→图像斜率为0→e=0（中性面）； Φ=0处→图像斜率最大→e最大（垂直中性面）。 知识点5 理想变压器原理与规律 1 变压器工作原理 利用电磁感应互感现象，原线圈交变电流产生变化磁场，副线圈磁通量周期性变化产生感应电动势，实现电压、电流、功率变换。 致命易错：变压器只能改变交变电压，恒定直流无变化磁场，变压器不工作。 2 理想变压器四大万能公式 1. 功率关系：（输入功率由输出功率决定） 2. 电压比：（电压与匝数成正比） 3. 单副线圈电流比：（电流与匝数成反比） 4. 多副线圈通用电流公式： 3 变压器动态电路分析逻辑 负载电阻R变化→副线圈电流变化→输出功率变化→输入功率同步变化→原线圈电流变化； 不变量：原线圈输入电压、匝数比不变，则副线圈电压恒定。 例题精练 1.理想变压器原线圈220V、匝数1100匝，副线圈200匝，求副线圈电压。 解析解答： 知识点6 远距离输电 1 输电核心痛点 输电导线有电阻，电流通过导线产生焦耳热损耗，输电距离越远、导线越长，损耗越大。 2 高压输电原理（终极结论） 输电功率一定时，，输电电压U越大，输电电流I越小； 输电损耗功率：，高压输电大幅降低热损耗。 3 远距离输电完整模型（两级变压器） 发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用户负载 4 输电四大核心公式 输电电流： 损耗功率： 损耗电压： 用户得到功率： 例题精练 1.输送功率1000kW，输电电压10kV，输电线电阻2Ω，求输电损耗功率。 解析解答 输电电流 损耗功率 知识点7 电感、电容对交变电流的影响 1 电感线圈（通直阻交、通低阻高） 直流稳态：电感无阻碍，相当于导线； 交变电流：电感产生自感电动势阻碍电流变化； 规律：频率越高、电感越大，阻碍作用越强。 2 电容器（通交阻直、通高阻低） 直流稳态：电容器充电完成后断路，阻隔直流； 交变电流：电容器周期性充放电，形成通路； 规律：频率越高、电容越大，阻碍作用越弱。 第二部分 本章高考必考二级秒杀结论 1. 中性面：Φ最大、e=0、电流换向；垂直中性面：Φ=0、e最大、电流峰值； 2. 线圈转动周期=交变电流周期，一个周期电流方向反向两次； 3. 电表读数、功率热量、日常标注电压电流全部为有效值； 4. 电容器耐压值、保险丝熔断电流看峰值，严禁用有效值； 5. 非正弦交变电流有效值，一律热效应定义求解，不套用比例； 6. 理想变压器输入功率由输出功率决定，负载越多、功率越大、电流越大； 7. 变压器匝数比不变、输入电压不变，输出电压恒定，与负载无关； 8. 远距离输电损耗与输电电压平方成反比，升压是降损唯一核心手段； 9. 电感阻交流通直流、电容阻直流通交流，高频阻碍差异更明显； 10. 交变电流平均值仅用于电荷量计算，绝不用于功率热量计算。 第三部分 全章节高频易错终极汇总 1. 易错：大小变化、方向不变的电流是交流电（正解：方向必须周期性变化）； 2. 易错：中性面电动势最大（正解：中性面电动势为0，垂直中性面最大）； 3. 易错：所有交流电有效值都是峰值的（正解：仅纯正弦式适用）； 4. 易错：用平均值计算热量、功率（正解：热量功率只能用有效值）； 5. 易错：变压器可以改变直流电压（正解：直流无互感，变压器不工作）； 6. 易错：输入功率决定输出功率（正解：输出决定输入，负载控制功率）； 7. 易错：输电电压越高，输电功率越大（正解：输送功率由用户决定，高压仅降损耗）； 8. 易错：电容、电感对直流电、交流电阻碍效果相同（正解：特性完全相反）； 9. 易错：保险丝、耐压值看有效值（正解：瞬时峰值击穿熔断，必须看最大值）； 10. 易错：多副线圈变压器电流仍与匝数成反比（正解：仅单副线圈成立，多副用功率守恒）。 第四部分 分层专项练习题 1.关于交变电流，下列说法正确的是（） A. 只有大小变化的电流是交流电 B. 方向周期性变化的电流是交流电 C. 直流电大小一定不变 D. 交流电周期均为0.02s 答案：B 解析：交变电流核心是方向周期性变化；直流电分恒定、脉动，民用交流电周期0.02s，并非所有交流电通用。 2.家用220V交流电压，下列说法正确的是（） A. 瞬时值恒定220V B. 峰值220V C. 有效值220V D. 平均值220V 答案：C 解析：生活用电标注值均为有效值。 3.理想变压器原副线圈匝数比2:1，原线圈电压200V，副线圈电压为（） A. 400V B. 100V C. 200V D. 50V 答案：B 解析：电压与匝数成正比，。 4.远距离输电采用高压的主要目的是（） A. 提高输电功率 B. 减小输电电流，降低热损耗 C. 加快输电速度 D. 增大输电电压无作用 答案：B 解析：高压输电核心是减小线路电流，降低焦耳热损耗。 5.10匝线圈面积0.2m²，匀强磁场B=0.5T，角速度，求电动势峰值。 答案：10V 解析：。 6.正弦式交变电流峰值，求有效值与一个周期内热功率（R=10Ω）。 解析答案 有效值 热功率 7.理想变压器输入电压恒定，副线圈负载电阻减小，则（） A. 副线圈电流增大，原线圈电流增大 B. 副线圈电流减小，原线圈电流减小 C. 副线圈电压增大 D. 输入功率不变 答案：A 解析：匝数比、输入电压不变→输出电压不变；负载减小→电流增大→输出功率增大→输入功率、原线圈电流同步增大。 8.关于电感、电容对交变电流的作用，说法正确的是（） A. 电感通直阻交 B. 电容通交阻直 C. 频率越高电感阻碍越强 D. 频率越高电容阻碍越强 答案：ABC 解析：频率越高，电容充放电越快，阻碍作用越弱，D错误。 9.某交变电流周期T，前T/2电流峰值正弦变化，后T/2电流为0，求该电流有效值。 解析答案 由热效应定义： 化简得： 破题核心：非正弦无固定比例，必须用一个周期热量等效求解。 10.理想变压器原线圈匝、，两个副线圈匝、匝，已知、，求原线圈电流。 解析答案 ， 输出总功率 输入功率等于输出功率： 11.发电站输出功率，先用10kV输电，后改用20kV高压输电，输电线电阻5Ω，求两次输电损耗功率之比。 解析答案 由，损耗功率与电压平方成反比 ，比值为4:1 结论：电压翻倍，损耗降为1/4，高压输电效果显著。 12.线圈匀速转动产生交变电流，下列说法正确的是（） A. 频率50Hz B. 有效值 C. t=0时刻处于中性面 D. 周期0.02s 答案：ABCD 详细解析：，，T=0.02s；峰值10V，有效值；t=0时e=0，线圈处于中性面，四选项全部正确。 13．某交变电压为u＝6sin100πtV，则（　　） A．用此交变电流作打点计时器的电源时，打点周期为2s B．把额定电压为6V的小灯泡接在此电源上，小灯泡正常发光 C．把额定电压为6V的小灯泡接在此电源上，小灯泡将烧毁 D．耐压6V的电容器可以直接用在此电源上 【分析】根据交流电压的表达式确定最大值和角速度，根据角速度和周期关系求出周期，从而确定打点周期；根据最大值和有效值的关系U求出电压的有效值，判断灯泡能否正常发光；注意交流电压表测量的是有效值，而电容器的耐压值是交流电的最大值。 【解答】解：A、打点计时器打点周期等于交流电的周期，由交流电u＝6sin100πtV可知ω＝100πrad/s，由T可得，打点周期Ts＝0.02s，故A错误； BC、由题电压的最大值Um＝6V．有效值UV＝6V，可以使额定电压为6 V的小灯泡接在此电源上，正常发光，故B正确，C错误。 D、使用此交流电时，耐压6 V的电容器不能直接接在此电源上，因为最大值超过6V，故D错误。 故选：B。 14．如图所示，正方形线框abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，转速ω＝100rad/s，线框边长L＝0.1m，匝数N＝100，磁感应强度B＝0.1T，图示位置线框平面与磁感线平行闭合回路中线框的电阻r＝2Ω，外接电阻R＝8Ω。则（　　） A．图中所示的瞬间，线框处于中性面 B．转动过程中，穿过线框的磁通量最大值为0.1Wb C．电压表读数为 D．通过电阻R电流的有效值为1A 【分析】中性面位置为与磁感线垂直的位置。 当线框处于中性面时，穿过线框的磁通量最大。 电压表的读数为有效值，根据最大值和有效值的关系分析。 根据闭合电路欧姆定律分析。 【解答】解：A、图中所示的瞬间，线框处于与中性面垂直的位置，故A错误； B、当线框处于中性面时，穿过线框的磁通量最大，Φ＝BL2＝0.1×0.12Wb＝0.001Wb，故B错误； C、根据交变电流的产生规律可知，电压最大值：，有效值：E，电压表读数为有效值，根据闭合电路欧姆定律可知，U，代入数据解得：UV，故C正确； D、根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻R的有效值：IA＝0.5A，故D错误。 故选：C。 15．某小型发电机产生的交变电动势为e＝50sin100πt（V）。对此电动势，下列表述正确的有（　　） A．最大值是50V B．频率是100 Hz C．有效值是25V D．周期是0.2 s 【分析】由输出端的交变电压瞬时值表达式知电压最大值、角速度，从而计算出有效值、周期和频率。 【解答】解：由输出端的交变电压瞬时值表达式知电压最大值为50V，有效值为25V， 周期为Ts＝0.02s，频率为fHz＝50Hz，故C正确，ABD错误。 故选：C。 学科网（北京）股份有限公司 $