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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=1f或f=1T。3.正弦式交变电流的函数表达式(线
2、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=Em sin t。(2)负载两端的电压u随时间变化的规律:u=Um sin t。(3)电流i随时间变化的规律:i=Im sin t。说明:其中是线圈转动的角速度,Em=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,
3、与极板间距离成反比,插入介质电容增大由结构决定通交流,隔直流通高频,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,U1n1=U2n2;有多个副线圈时,U1n1=U2n2=U3n3=。电流关系:只有一个副线圈时,I1I2=n2n1。由P入=P出及P=UI推出有多个副线圈时,U1I1=U2I2+U3I3+UnIn。7.几种“特殊变压器”(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利用变压器原、副线
4、圈的相互感应测量高电压线圈匝数n1n2原线圈接在相线之间必须接地电流互感器测量大电流n2n1原线圈接在相线上8.理想变压器动态变化的思路U1U2I2I19.远距离输电(1)能量关系,P=U1I1=U2I2=P用户+P,P=I22R,P用户=U3I3=U4I4(2)电压关系,U2=U+U3,U=I2R(3)变压关系,U1U2=I2I1=n1n2,U3U4=I4I3=n3n4。回归小练1.(源于人教版3-2第34页“问题与练习”)(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,
5、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()4.(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
6、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1.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正确。2.D由题图知,A、B项交流电的有效值为2 A,C项中电流值为1.5 A,D项中有效值为2 A,故相同时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。1
