1、1十一、交变电流板块基础回扣1.交变电流的产生及图像(1)中性面:线圈平面经过中性面时,磁通量最大,磁通量变化率最小,电流方向发生改变。线圈绕轴转一周经过中性面两次,因此感应电流方向改变两次。(2)产生:在匀强磁场里,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。(3)图像:如果线圈从中性面位置开始计时,其图像为正弦曲线。如图(a)(b)所示。2.周期和频率(1)周期(T):交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间,单位是秒(s),公式 T= 。2(2)频率(f):交变电流在 1 s 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= 。1f 1T3.正弦式交变电
2、流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时)(1)电动势 e 随时间变化的规律:e=E m sin t。 (2)负载两端的电压 u 随时间变化的规律:u=U m sin t。 (3)电流 i 随时间变化的规律:i=I m sin t。说明:其中 是线圈转动的角速度,E m=nBS。 4.交变电流的“四值”瞬时值常对应于通有交变电流的导体所受的安培力、霓虹灯的点亮等瞬间问题;平均值常与通过导体的电荷量,以及变化的感应电流受到的安培力的冲量对应;有效值常与交变电流通过导体产生的热量、电功、电功率,确定保险丝的熔断电流等对应;最大值常与电容器的击穿电压等问题对应。5.电容与电感物理量 符号 元件 决定
3、因素 作用电容 C 电容器 与电容器两极板的正对面积成正比,与极 由结构 通交流,隔直流2板间距离成反比,插入介质电容增大 通高频,阻低频电感 L 线圈 由线圈长度、粗细、匝数及铁芯共同决定决定 通直流,阻交流通低频,阻高频6.理想变压器(1)原理:电流磁效应、电磁感应。(2)基本关系式功率关系:P 入 =P 出 。电压关系:只有一个副线圈时, = ;有多个副线圈时, = = =。U1n1U2n2 U1n1U2n2U3n3电流关系:只有一个副线圈时, = 。I1I2n2n1由 P 入 =P 出 及 P=UI 推出有多个副线圈时,U 1I1=U2I2+U3I3+UnIn。7.几种“特殊变压器”(
4、1)自耦变压器(2)互感器分为电压互感器和电流互感器,比较如下:仪器 原理 作用 电路 特点 注意电压互感器 测量高电压 n1n2 原线圈接在相线之间电流互感器利用变压器原、副线圈的相互感应测量大电流线圈匝数n2n1原线圈接在相线上必须接地8.理想变压器动态变化的思路U1 U2 I2 I139.远距离输电(1)能量关系,P=U 1I1=U2I2=P 用户 +P,P= R,P 用户 =U3I3=U4I4I22(2)电压关系,U 2=U+U 3,U=I 2R(3)变压关系, = = , = = 。U1U2I2I1n1n2U3U4I4I3n3n4回归小练1.(源于人教版 3-2 第 34 页“问题与
5、练习”)(2018 江苏无锡高三期末)如图,单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴 OO匀速转动(按俯视沿逆时针的方向),某时刻磁感线与线圈平面所成锐角为30,从此时开始计时,流过边 AB 的电流随时间变化的图线是(以 ABCDA 为电流正向)( )2.(源于人教版 3-2 第 35 页“思考与讨论”)(2017 江苏南京、盐城一模)一只电阻分别通过四种不同形式的电流,电流随时间变化的情况如图所示,在相同时间内电阻产生热量最大的是( )3.(源于人教版 3-2 第 43 页“科学漫步”)(2018 黑龙江哈尔滨第六中考前押题卷)在变电所里,需要用交流电流表去监测电路上的强电流,由于电网中
6、的电流通常会超出一般电流表的量程,因此常使用电流互感器。下列能正确反映电流互感器工作原理的是( )44.(源于人教版 3-2 第 45 页“思考与讨论”)图是远距离输电的示意图,下列说法正确的是( )A.a 是升压变压器,b 是降压变压器 B.a 是降压变压器,b 是升压变压器C.a 的输出电压等于 b 的输入电压 D.a 的输出电压等于输电线上损失的电压答案精解精析回归小练51.D 线圈从图示位置开始转动时,磁通量增加,从左向右看,磁场方向向里,根据楞次定律,产生的感应磁场方向向外,则此时电流沿 ADCBA 方向,为负方向,线圈逐渐向中性面靠近,磁通量变化率不断减小,即感应电流不断减小,D
7、正确。2.D 由题图知,A、B 项交流电的有效值为 A,C 项中电流值为 1.5 A,D 项中有效值为 2 A,故相同时2间内电阻产生热量最大的是 D 项。3.B 理想变压器的原副线圈的电流之比与匝数之比成反比,则电流互感器应串联接入匝数较多的线圈上。同时一次绕组匝数很少,且串联在需要测量的电流的线路中。故 B 正确。4.A 因能量损失与输送电压的平方成反比,故为减小电路能量损耗,要用高压送电,到用户要进行降压,故 a 为升压变压器,b 是降压变压器,故 A 项正确,B 项错误;因电路导线有电阻,会有电压损失,故 a 的输出电压要大于 b 的输入电压,且 a 的输出电压减去输电线上的损失电压等于 b 的输入电压,故 C、D 项错误。
