高考物理交變電流的產(chǎn)生和描述考點(diǎn)總結(jié)-wenkub
2022-08-31 14:52:09 本頁面
【正文】 Emsinωt i＝Imsinωt 計(jì)算線圈某時(shí)刻的電流情況和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)情況，該式是從中性面開始計(jì)時(shí) 峰值 最大的瞬時(shí)值 Em＝NBSω 討論電容器的擊穿電壓 物理量 物理意義 重要關(guān)系 適用情況及說明 有效值 跟交變電流熱效應(yīng)等效的恒定電流值 E＝ ① 計(jì)算與熱效應(yīng)有關(guān)的物理量 (如電功、電功率、電熱等 ) ② 銘牌上額定電壓或額定電流值，交流電表的讀數(shù)③ 保險(xiǎn)絲的熔斷電流 物理量 物理意義 重要關(guān)系 適用情況及說明 平均值 交變電流圖象中圖線和時(shí)間軸所圍成的面積與時(shí)間的比值 計(jì)算通過電路橫截面積的電荷量q＝ t 2．幾種典型的電流及其有效值 電流名稱 電流圖象 有效值 正弦式電流 I＝ Im 正弦半波電流 I＝ Im 電流名稱 電流圖象 有效值 正弦單向脈動(dòng)電流 I＝ 矩形脈動(dòng)電流 I＝ Im 非對(duì)稱性交變電流 I＝ (1)電磁感應(yīng)中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值 Em＝ nBSω，僅與 n、 B、 S、 ω有關(guān)系，與線框的形狀無關(guān)． (2)計(jì)算有效值時(shí)，要注意根據(jù) “ 相同時(shí)間內(nèi)，相同電阻產(chǎn) 生的熱量相同 ” 來計(jì)算． (3)用電器銘牌上所標(biāo)出的電壓、電流值均表示有效值． 2． (2020 到達(dá)虛線位置過程中，試問： 圖 10－ 1－ 8 (1)通過 R的電荷量 q為多少？ (2)R上產(chǎn)生的電熱 QR為多少？ (3)外力做的功 W為多少？ [思路點(diǎn)撥 ] (1)計(jì)算通過截面的電荷量 q應(yīng)該用電流的平均值． (2)求電熱應(yīng)該用有效值，可以先求電路的總電熱 Q，然后再按照內(nèi)外電阻之比求 R上產(chǎn)生的電熱 QR. (3)根據(jù)能量守恒定律，外力做功的過程是機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化的過程，電流通過電阻而發(fā)熱，又將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即產(chǎn)生電熱． [解題樣板 ] (1)由 可得 q＝ t， ， ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (2分 ) 則 q＝ .┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (2分 ) (2)Q＝ I2(R＋ r)t＝ ＝ ， ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (2分 ) QR＝ Q＝ .┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (2分 ) (3)W＝ Q＝ .┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (4分 ) [答案 ] (1) (2) (3) 本題中求電荷量時(shí)易錯(cuò)用交變電流的峰值或有效值求解．平均值是交變電流圖象中的波形和橫軸 (時(shí)間軸 )所圍面積與時(shí)間的比值，其數(shù)值可根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求得，而不是兩個(gè)時(shí)刻瞬時(shí)值的算術(shù)平均值．在交變電流的一個(gè)周期中，時(shí)間取值范圍不同，往往平均值就不同．求通過電路的電荷量用電流的平均值． 1．圖 10－ 1－ 9中不表示交變電流的是 ( ) 圖 10－ 1－ 9 解析： 交變電流指的是大小和方向隨時(shí)間均做周期性變化的電流，由此可知， A不是交變電流． 答案： A 2．如圖 10－ 1－ 10所示，單匝矩形 線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)， 其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線 OO′與磁感線垂直． 已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ 1 T，線圈所圍面積 S＝ m2， 轉(zhuǎn)速 12 r/ 時(shí)，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式應(yīng)為 ( ) 圖 10－ 1－ 10 A． e＝ 12πsin120t(V) B． e＝ 24πsin120πt(V) C． e＝ (V) D． e＝ (V) 解析： 矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為 Em＝ BSω＝ BS2πr＝ 2 10－ 3 Ω 對(duì)金屬工件，根據(jù)歐姆定律 焊接處產(chǎn)生的熱功率 P＝ I2 99R 代入數(shù)據(jù)得 P＝ 104 W. 答案： 104 W 一、變壓器原理 1．構(gòu)造和原理 (如圖 10－ 2－ 1所示 ) (1)主要構(gòu)造：由 、 和 組成． (2)工作原理：電磁感應(yīng)的 現(xiàn)象． 原線圈 副線圈 閉合鐵芯 互感 圖 10－ 2－ 1 不考慮銅損（線圈電阻產(chǎn)生的焦耳熱）、鐵損（渦流產(chǎn)生 的焦耳熱）和漏磁的變壓器，其輸入功率與輸出功率相等 . 理想變壓器是一個(gè)理想化模型 . 3．理想變壓器的基本關(guān)系式 基本關(guān)系 “ 一對(duì)一 ” 變壓器 “ 一對(duì)二 ” 變壓器 電壓 ＝ 功率 P1＝ P2 P1＝ P2＋ P3 電流 ＝ (n1I1＝ n2I2) n1I1＝ n2I2＋ n3I3 1． “ 一對(duì)一 ” 變壓器指回字形鐵芯中有一個(gè)原線圈和一 個(gè)副線圈； “ 一對(duì)二 ” 變壓器指回字形鐵芯中有一個(gè)原 線圈和兩個(gè)副線圈． 2．副線圈的電壓比原線圈的電壓低，這樣的變壓器叫做降 壓變壓器，反之則叫升壓變壓器． 4．互感器 (1)電壓互感器：用來把高電壓變成低電壓，如圖 10－ 2－ 2 (a)所示． (2)電流互感器：用來把大電流變成小電流，如圖 10－ 2－ 2 (b)所示． 圖 10－ 2－ 2 二、電能的輸送 1．輸電線路的構(gòu)成 主要有發(fā)電機(jī)、升壓變壓器、輸電導(dǎo)線、降壓變壓器、用電 器，如圖 10－ 2－ 3所示． 圖 10－ 2－ 3 由于電機(jī)本身的輸出電壓不可能很高 ， 所以采用高壓 輸電時(shí) ， 在發(fā)電站內(nèi)需用升壓變壓器升壓后再由輸電 線輸出 ， 到用電區(qū)再用降壓變壓器降到所需的電壓 ． 2．輸送電能的基本要求 (1)可靠：保證供電線路正常工作． (2)保質(zhì)：保證供電質(zhì)量 —— 電壓和頻率要穩(wěn)定． (3)經(jīng)濟(jì)：線路建設(shè)和運(yùn)行的費(fèi)用低 —— 能耗少、電價(jià)低． 3．損失電能的分析 任何輸電線都有電阻，因此當(dāng)電能通過輸電線送向遠(yuǎn)方， 電流流過輸電線時(shí)，因輸電線有電阻而發(fā)熱，從而損失 電能． 設(shè)輸電電流為 I，輸電線電阻為 R，則輸電線上的功率損 失 P損 ＝ I2天津高考 )一理想變壓器的原線圈上接有正弦交變電 壓，其最大值保持不變，副線圈接有可調(diào)電阻 的電流為 I1，輸入功率為 P1，副線圈的電流為 I2，輸出功率 為 R增大時(shí) ( ) A． I1減小， P1增大 B． I1減小， P1減小 C． I2增大， P2減小 D． I2增大， P2增大
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