2025年高考物理专题复习第十一章交变电流变压器.doc

第十一章eq\a\vs4\al(\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,,,)))交变电流变压器

[定标——核心素养]

物理观念

熟知交变电流特点、了解理想变压器和远距离输电特点。

科学思维

掌握理想变压器模型，并能分析解决实际问题。

[定位——主干知识]

1.交变电流、交变电流的图像

2．正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值

3．理想变压器4.远距离输电

5．实验：探究变压器线圈两端电压与匝数的关系

6．实验：利用传感器制作简单的自动控制装置

第1课时交变电流的产生和描述eq\a\vs4\al(?基础自修课?)

必备知识(一)交变电流的产生与变化规律

1．[中性面和峰值面]

如图所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置时()

A．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大

B．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小

C．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大

D．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小

解析：选C题图所示位置线圈平面与磁感线平行，处于垂直于中性面的位置，故穿过线圈的磁通量为零(即最小)，而磁通量的变化率最大，故C正确。

2．[交变电流的函数表达式]

一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的电动势e＝200eq\r(2)·sin100πt(V)，下列说法正确的是()

A．该交变电流的频率是100Hz

B．当t＝0时，线圈平面恰好与中性面垂直

C．当t＝eq\f(1,200)s时，e达到峰值

D．该交变电流的电动势的有效值为200eq\r(2)V

解析：选C由交变电流的电动势瞬时值表达式e＝nBSω·sinωt可知，交变电流的频率f＝eq\f(ω,2π)＝eq\f(100π,2π)Hz＝50Hz，选项A错误。在t＝0时，电动势瞬时值为0，线圈平面恰好在中性面处，选项B错误。当t＝eq\f(1,200)s时，e达到峰值Em＝200eq\r(2)V，选项C正确。该交变电流的电动势的有效值E＝eq\f(Em,\r(2))＝200V，选项D错误。

3．[交变电流的图像]

(多选)如图是正弦交变电流的图像，由该图像可知()

A．该交变电流的频率是0.02Hz

B．该交变电流的有效值是14.14A

C．该交变电流的瞬时值表达式是i＝20sin(0.02t)A

D．在t＝eq\f(T,8)(T是周期)时刻，该电流的大小与其有效值相等

解析：选BD由题图可知，周期T＝0.02s，频率f＝50Hz，A错误；电流的最大值Im＝20A，有效值I＝eq\f(20,\r(2))A≈14.14A，B正确；瞬时值表达式i＝20sin(100πt)A，C错误；将t＝eq\f(T,8)代入瞬时值表达式，解得i′≈14.14A，D正确。

[系统归纳]

正弦式交变电流的产生及特点

(1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。

(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，eq\f(ΔΦ,Δt)＝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，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，e最大，i最大，电流方向不改变。

(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次。

(4)交变电动势的最大值Em＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关。

必备知识(二)有效值的理解与计算

1．[有效值的理解]

(多选)下面关于交变电流的说法中正确的是()

A．交流电器设备上所标的电压和电流值是所用交流的峰值

B．用交流电流表和电压表测定的读数值是交流的瞬时值

C．给定的交流电数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值

D．跟交变电流有相同热效应的直流电流的有关数值是交变电流的有效值

[系统归纳]

对有效值的理解

(1)交流电流表、交流电压表的示数是指有效值；

(2)用电器铭牌上标的值(如额定电压、额定功率等)指的均是有效值；

(3)计算热量、电功率及保险丝的熔断电流用的是有效值；

(4)通常没有特别加以说明的，一般指有效值。

2．[有效值的计算]

(1)[公式法]电阻R1、R2与交流电源按照图甲所示方式连接，R1＝10Ω，R2＝20Ω。合上开关S后，通过电阻R2的正弦式交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示。则()

A．通过R1的电流有效值是1.2A B．R1两端的电压有效值是6V

C．通过R2的电流有效值是1.2eq\r(2)A D．R2两端的电压最大值是6eq\r(2)V

(2)[热效应法]

一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为