【名师推荐资料】2020高考物理第一轮复习 专题 交变电流学案 鲁科版(精品)

【本讲教育信息】 一. 教学内容：

交变电流

本章的知识点

（一）本章要点及高考展望

1. 本章是电磁感应现象的一个具体应用，是前一章的延续。但复习时要抓住中性面这一关键位置，把握住交变电流有效值的意义，理解和区分瞬时值、峰值和有效值。

2. 对于理想变压器问题，应从电磁感应的本质、电压比、电流比和能量的观点等几个方面正确理解。

3. 本章内容在近几年高考中综合程度较低，难度中等或中等偏下，但要注意它与力学知识相联系的综合型题目。

二. 重点、难点解析 1. 交变电流的产生 上述发电机产生的电流按正弦规律变化，因此叫做正弦式电流．

规律：msint

iImsint

其中：mnBS，ImmrR．

图1

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2. 中性面的特点

⑴线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零 ⑵线圈转动一周，二次经过中性面，内部的电流方向改变二次 3. 分清瞬时值、峰值和有效值

⑴瞬时值：eEmsint，随时间而变化

⑵峰值：EmnBS，与线圈形状以及从哪个位置开始计时无关 ⑶有效值：根据电流的热效应定义的。EEm20.707Em

注意：

①通常电器上标注的额定电压（电流、功率）均是有效值

②凡是与热效应有关的量以及电表的测量值均是有效值（如保险丝的熔断电流）

⑷平均值是交流图象中波形与横轴（t轴）所围的面积跟时间的比值，一般用来计算交变电流通过导体横截面时的电量。

4. 深入理解理想变压器的工作方式及几个重要公式

⑴工作方式：变压器在正常工作时，其输出电压决定于输入电压，而其输入功率决定于输出功率。

⑵功率关系：P入＝P出

⑶电压关系：

U1n1 U2n2I1n2 I2n1⑷电流关系：单个副线圈

多个副线圈 n1I1n2I2n3I3

5. 分清远距离输电中输出电压与线路上损失的电压：输出电压为两根输电线的两始端之间的电压，线路上损失的电压是每一根输电线始末两端之间的电压之和；输送功率一定时，提高输电电压，降低输电电流，可以减少输电损耗。

【典型例题】

（一）交变电流及其变化规律

例1. （1999 上海）某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，如果其他条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为 （B）

A. 400V，0.02s B. 200V，0.02s C. 400V，0.08s D. 200V，0.08s

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例2. 一交流电压的瞬时值表达式为u15sin100tV，将该交流电压加在一电阻上时，产生的电功率为25W，那么，这个电阻的阻值是_______________Ω。

［解答］4.5

例3. （1999 广东）一阻值恒定的电阻器，当两端加上10V的直流电压时，测得它的功率为P；当两端加上某一正弦式交流电压时，测得它的功率为P/2。由此可知该交流电压的有效值为________V，最大值为___________V。

［解答］52；10

例4. （2000 全国）一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动。线圈匝数n＝100。穿过每匝线圈的磁通量随时间按正弦规律变化，如图所示。发电机内阻r＝5.0Ω，外电路电阻R＝95Ω。已知感应电动势的最大值

其中m为穿过每匝线圈磁通量的最大值。求串联在外电路中的交流电流表（内Emnm，阻不计）的示数。

［解答］1.4A

例5. （1995 全国）下图表示一交变电流的电流随时间而变化的图象。此交变电流的有效值是 （B）

A. 52A

B. 5A

C. 3.52A

D. 3.5A

例6. 一长直导线通以如图（甲）所示的交变电流。在导线下方有一断开的线圈如图（乙）所示，规定电流从左向右为正，则相对于b点来说，a点电热最高的时刻是在（D）

A. t1时刻 B. t2时刻 C. t3时刻 D. t4时刻

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（二）变压器远距离输电

例7. （2001 全国）一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正常工作时输入和输出电压、电流、功率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2。已知n1＞n2，则（BC）

A. U1＞U2、P1＜P2 B. P1＝P2、I1＜I2 C. I1＜I2、U1＞U2 D. P1＞P2、I1＞I2

例8. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1∶n2＝4∶1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等。a、b端加一定交流电压后，两电阻消耗的

电功率之比PA∶PB＝___________。两电阻两端电压之比UA∶UB＝____________。

［解答］1∶16；1∶4

例9. 如图所示，一理想变压器的原线圈匝数n1＝1000，副线圈匝数n2＝200，交流电源的电动势E311sin(100t)V，电阻R＝88Ω。电流表和电压表对电路的影响可忽略不计。

A. A1的示数约为0.10A C. A2的示数约为0.75A ［解答］A、D

B. V1的示数约为311V D. V2的示数约为44V

例10. （2000 春）远距离输送交流电都采用高压输电。我国正在研究用比330kV高得多的电压进行输电。采用高压输电的优点是 （AC）

A. 可节省输电线的铜材料 B. 可根据需要调节交流电的频率 C. 可减少输电线上的能量损失 D. 可加快输电的速度

例11. 水电站给远处山村送电的输出功率是110kW，用2000V电压输电，线路上损失的功

4

率是2.5×10W，如果改用20000V高压输电，线路上损失的功率是_______W。

［解答］250

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