高考物理大二轮复习考前特训考点交变电流和变压器.doc

六 电路和电磁感应(一)恒定电流 1．I ＝Q t，I ＝neSv .2．R ＝ρl S，电阻率ρ与导体材料性质和温度有关，与导体横截面积和长度无关． 3．电阻串联、并联．串联：R ＝R 1＋R 2＋R 3＋…＋R n ， 并联：1R ＝1R 1＋1R 2＋…＋1R n，两个电阻并联：R ＝R 1R 2R 1＋R 2. 二级结论为：(1)串联电路：总电阻大于任一分电阻；U ∝R ，U 1＝R 1R 1＋R 2U ；P ∝R ，P 1＝R 1R 1＋R 2P .(2)并联电路：总电阻小于任一分电阻；I ∝1R ，I 1＝R 2R 1＋R 2I ；P ∝1R ，P 1＝R 2R 1＋R 2P .(3)和为定值的两个电阻，阻值相等时并联电阻值最大． (4)电阻估算原则：串联时，大为主；并联时，小为主． 4．欧姆定律．(1) 部分电路欧姆定律：I ＝UR ，U ＝IR ，R ＝U I.(2) 闭合电路欧姆定律：I ＝ER ＋r.路端电压U ＝E －Ir ＝IR ，输出功率P 出＝IE －I 2r ＝I 2R ，电源热功率P r ＝I 2r ，电源效率η＝P 出P 总＝U E ＝R R ＋r. 二级结论为：①并联电路中的一个电阻发生变化，电路有消长关系，某个电阻增大，它本身的电流减小，与它并联的电阻上电流变大．②外电路中任一电阻增大，总电阻增大，总电流减小，路端电压增大．5．电功和电功率．电功W ＝IUt ；电热Q ＝I 2Rt ；电功率P ＝IU . 6.画等效电路：电流表等效短路；电压表、电容器等效断路；等势点合并．7．R ＝r 时输出功率最大P ＝E 24r.8．R 1≠R 2，分别接同一电源：当R 1R 2＝r 2时，输出功率P 1＝P 2. 9．纯电阻电路的电源效率：η＝RR ＋r.10．含电容器的电路中，电容器是断路，其电压值等于与它并联的电阻上的电压，稳定时，与它串联的电阻是虚设．电路发生变化时，有充放电电流．11．含电动机的电路中，电动机的输入功率P 入＝UI ，发热功率P 热＝I 2r ，输出机械功率P 机＝UI －I 2r . 12．欧姆表．(1)指针越接近中值电阻R 中误差越小，一般应在R 中10至10R 中范围内(13～23满偏)，R 中＝R 0＋R g ＋r ＝EI g.(2)R x ＝E I x －E I g；红黑笔特点：红进(正)黑出(负)．(3)选挡，换挡后均必须重新进行欧姆调零才可测量，测量完毕，旋钮置OFF 或交流电压最高挡． (二)电磁感应 1．楞次定律．口诀：增反减同、来拒去留、增缩减扩．具体表现为：(1)内外环电流方向：“增反减同”；自感电流的方向：“增反减同”． (2)磁铁相对线圈运动：“你追我退，你退我追”．(3)通电导线或线圈旁的线框，线框运动时：“你来我推，你走我拉”． (4)电流变化时：“你增我远离，你减我靠近”．2．直杆平动垂直切割磁感线时所受的安培力：F A ＝B 2L 2v R 总.达到稳定时的速度：v m ＝FR 总B 2L2 ，其中F 为导体棒所受除安培力外其他外力的合力． 3．转杆(轮)发电机：E ＝12BL 2ω.4．感生电量：q ＝n ΔΦR 总.甲图中线框在恒力作用下穿过磁场：进入时产生的焦耳热小于穿出时产生的焦耳热． 乙、丙图中两线框下落过程：重力做功相等，乙落地时的速度大于丙落地时的速度． 5．计算通过导体截面的电荷量的两个途径．q ＝I －t →⎩⎪⎨⎪⎧I ＝E R ，E ＝n ΔΦΔt ⇒q ＝n ΔΦR 总＝n BL Δx R 总F A ＝BIL ，F A·Δt ＝Δp ⇒q ＝ΔpBL(三)交变电流1．中性面垂直磁场方向，Φ与e 为互余关系(相差π2相位)，此消彼长．最大电动势：E m ＝nBSω＝nΦm ω.2．线圈从中性面开始转动：e ＝nBSω·sin ωt ＝E m ·sin ωt . 安培力：F A ＝nBI m L ·sin ωt .3．线圈从中性面的垂面开始转动：e ＝nBSω·cos ωt ＝E m ·cos ωt . 安培力：F A ＝nBI m L ·cos ωt .4．正弦交流电的有效值：I 2RT ＝U 2RT ＝Q ，Q 为一个周期内产生的总热量．5．变压器原线圈相当于电动机；副线圈相当于发电机．6．理想变压器原、副线圈相同的量：U n ，T ，f ，ΔΦΔt ，P 入＝P 出．U 1U 2＝n 1n 2，注意：U 1、U 2为线圈两端电压 I 1I 2＝n 2n 1，注意：原、副线圈各一个． 7．远距离输电计算的思维模式：P 输＝U 输I 输，U 线损＝I 输R 线，P 线损＝I 2输R 线＝(P 输U 输)2R 线，U 用＝U 输－U 线损，P 用＝P 输－P 线损． (四)电磁波理论 1．电磁振荡． 周期T ＝2πLC ，f ＝12πLC .2．麦克斯韦电磁场理论．变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场．3．电磁场．变化电场在周围空间产生磁场，变化磁场在周围空间产生电场，变化的电场和磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场．4．电磁波．(1)电磁场在空间由近及远的传播，形成电磁波．(2)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度是相同的(都等于光速)．(3)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小．(4)v＝λf，f是电磁波的频率．5．电磁波的发射．(1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制(包括调幅和调频)．(2)调制方式．①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变．调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段．②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变．调频广播(FM)和电视广播都采用调频的方法调制．6．无线电波的接收．(1)当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率相等时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象．(2)使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐．能够调谐的接收电路叫作调谐电路．(3)从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫作检波．检波是调制的逆过程，也叫作解调．。

交变电流、变压器、远距离输电的综合理解与应用建议用时：60分钟交变电流、变压器、远距离输电的综合理解与应用1．（2024·四川成都·三模）如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风轮机带动内部匝数为N 的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度ω绕垂直于磁场的水平转轴OO ¢，顺时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。

已知N 匝线圈产生的感应电动势的最大值为E m 。

则（ ）A ．线圈转动的快慢不会影响回路中电流的大小B ．当线圈转到图示位置时产生的感应电流方向为ABCDC ．当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最小D ．穿过线圈的最大磁通量为mE w【答案】B【详解】A ．根据：E w =又：E I R r=+解得：I =可知线圈转动的快慢会影响回路中电流的大小。

故A 错误；B ．当线圈转到题图示位置时，根据右手定则判断知产生的感应电流方向为ABCD 。

故B 正确；C ．当线圈转到题图示位置时，线圈与中性面垂直，感应电动势最大，磁通量的变化率最大。

故C 错误；D ．由：m m ΦE NBS N w w ==得：m m ΦE N w=故D 错误。

故选B 。

2．（2024·天津蓟州·模拟预测）如图甲所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t T ，线圈产生的电动势的最大值为m E ．则（ ）A ．在14t T =时，线圈中产生的瞬时电流最大B ．在12t T =时，线圈中的磁通量变化率最小C ．将线圈转速增大2D ．线圈中电动势的瞬时值m 2πcos eE t T æö=ç÷èø【答案】D【详解】A ．在14t T =时，线圈中磁通量最大，磁通量的变化率最小，则产生的瞬时电流为零，故A 错误；B ．在12t T =时，线圈中的磁通量最小，则磁通量的变化率最大，故B 错误；C ．将线圈转速增大2倍，则角速度增大2倍，根据：m E NBS w =，E =可知线圈中感应电动势的有效值增大2倍，故C 错误；D ．0t =时刻磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，则线圈中电动势的瞬时值为m 2πcos e E t T æö=ç÷èø故D 正确。

第2讲变压器远距离输电整合教材·夯实必备知识一、理想变压器(选二第三章第3节)1.构造:如图所示,变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。

2.原理:电磁感应的互感现象,如图所示。

3.分类:升压变压器和降压变压器。

4.能量转化:原线圈的电场能→磁场能→副线圈的电场能。

5.基本关系式6.理想变压器的特点无漏磁 磁场全部集中在铁芯内,穿过每匝原、副线圈的磁通量相等 无铜损 线圈的电阻不计,不产生热量,不引起电能损失无铁损 铁损中的涡电流忽略不计,不发热,不计电能损失二、远距离输电 (选二第三章第4节) 1.输电过程发电站→升压变压器→高压输电线路→降压变压器→用户2.输电电路图(1)输送电流:I2=P2。

U2(2)功率损失:输电线上的功率损耗ΔP=I22r。

3.减少输电电能损失的两种方法(1)减小输电导线的电阻:根据电阻定律R=ρl,可采用减小材料的电阻率、增大导线的横截面S积等方法。

(2)减小输电导线中的电流:在输电功率一定的情况下,根据P=UI,要减小电流,必须提高输电电压。

【质疑辨析】角度1变压器(1)变压器对恒定直流电没有变压作用。

(√)(2)变压器能改变交变电流的频率。

(×)(3)变压器原线圈中的电流决定副线圈中的电流。

(×)(4)理想变压器的基本关系式中,电压和电流均为有效值。

(√)角度2远距离输电(5)高压输电的目的是增大输电的电流。

(×)(6)变压器副线圈接入的用电器越多,输电线上损失的功率越大。

(√)精研考点·提升关键能力考点一理想变压器的原理及应用(核心共研)【核心要点】1.原理2.结论【典例剖析】[典例1](2022·北京等级考)某理想变压器的原线圈接在220 V的正弦交流电源上,副线圈输出电压为22 000V,输出电流为300 mA。

该变压器()A.原、副线圈的匝数之比为100∶1B.输入电流为30 AC.输入电流的最大值为15√2 AD.原、副线圈交流电的频率之比为1∶100【解析】选B。

交变电流、变压器一、单选题1．（2020·全国高三专题练习）如图所示为某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成．发电机中矩形线圈所围的面积为S，匝数为N，电阻不计，它可绕水平轴OO′在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动．矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示输电线的电阻．以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是A．若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值为零B．发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e = NBSω sinωtC．当用电量增加时，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向上滑动D．当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端的电压将升高【答案】B【解析】若发电机线圈某时刻处于图示位置，则此时线圈中产生的感应电动势最大，变压器原线圈的电流瞬时值为最大，选项A 错误；发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e = NBSωcosωt,选项B错误；当用电量增加时，导线上的电流增加，导线R0上的电压损失变大，为使用户电压保持不变，变压器次级输出电压应该变大，故滑动触头P应向上滑动，选项C正确；变压器原线圈两端的电压是由发电机的输出电压决定的，与滑动端P无关，选项D 错误．2．（2020·长春市第一一五中学高三月考）一台小型发电机与计算机相连接，计算机能将发电机产生的电动势随时间变化的图象记录下来，如图甲所示，让线圈在匀强磁场中以不同的转速匀速转动，计算机记录了两次不同转速所产生正弦交流电的图象如图乙所示.则关于发电机先后两次的转速之比n a∶n b，交流电b的最大值正确的是()A．3∶2V B．3∶2，20 3VC．2∶3V D．2∶3，20 3V【答案】B【解析】由图可知，a的周期为0.4s；b的周期为0.6s，则由n=1T可知，转速与周期成反比，故曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2；曲线a表示的交变电动势最大值是10V，根据E m=nBSω得曲线b表示的交变电动势最大值是203V；故B正确，ACD错误．3．（2019·全国高三专题练习）如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻r＝1.0 Ω，外接R＝9.0 Ω的电阻．闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e＝sin10πt(V)，则()A．该交变电流的频率为10 HzB．该电动势的有效值为VC．外接电阻R所消耗的电功率为10 WD．电路中理想交流电流表A的示数为1.0 A【答案】D【解析】交流电的频率，故A错误；该电动势的最大值为102V，故B错误；电压有效值为10V，电路中电流为10119I A A==+，外接电阻R所消耗的电功率为29P I R W==，故C错误，D正确．4．（2020·福建省永春美岭中学高三开学考试）现用电压为380V的正弦式交流电给额定电压为220V的电灯供电，以下电路中不可能使电灯正常发光的有（）A．B．C．D．【答案】D【解析】A、电源电压为380V，由于灯泡与滑动变阻器的部分电阻并联再跟部分电阻串联，则灯泡的电压可能为220V，则灯泡可能正常发光．故A正确．B、同理，灯泡与滑动变阻器的部分电阻并联再跟部分电阻串联，则灯泡的电压可能为220V，则灯泡可能正常发光．故B正确．C、因为原线圈的匝数大于副线圈的匝数，则输出电压小于输入电压，可能小于220V，灯泡可能正常发光．故C正确．D、原线圈的匝数小于副线圈的匝数，则输出电压大于输入电压，则灯泡的电压大于380V，则灯泡被烧坏．故D错误．本题选择不可能正常发光的，故选D．5．（2020·四川省泸县五中高三月考）如图为模拟远距离输电的部分测试电路，a、b端接电压稳定的正弦交变电源，定值电阻阻值分别为R1、R2，且R1<R2，理想变压器的原、副线圈匝数比为k且k<1，电流表、电压表均为理想表，其示数分别用I和U表示。

交变电流与变压器复习资料1．如图6所示，理想变压器原线圈接u=2202sin100πt 〔V 〕的 正弦交流电源，图中电流表内阻不计。

副线圈接入“110 V,60 W 〞灯泡一只，且灯光正常发光。

以下说法正确的选项是A.电流表的示数为3/11AB.通过灯泡的电流的频率为50HzC.电流表的示数为A 2223 D.理想变压器原、副线圈匝数之比为22∶1 2．有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q 调节，如图1所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R 0和滑动变阻器R ，在原线圈上加一电压为U 的交流电，那么A ．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变大B ．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变小C ．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变大D ．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时．电流表的读数变小3．正弦交流电源与电阻R 、交流电压表按图1所示的方式连接，R=20Ω，交流电压表的示数是100V 。

图2是交变电源输出电压u 随时间t 变化的图象，那么〔 AC 〕A ．通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =25cos100πt (A)B ．通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =225cos50πt (A) C ．R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =100 2 cos100πt (V)D ．R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =50 2 cos50πt (V)4、某交流电的u-t 图象如图3所示，那么该交流电A.周期T-0.01sB.频率f=50HZC.电压有效值U= 2202VD.用交流电压表测量时读数为220V5、如下图，一理想变压器原线圈匝数n 1=1100匝，副线圈匝数n 2=220匝，交流电源的电压u =2202sin(100)t V ，电阻R =44Ω，电压表、电流表均为理想电表，那么以下说法错误的选项是．．．．．．：A ．交流电的频率为50Hz B ．电流表A 1的示数为0.2A C ．电流表A 2的示数约为1.4A D ．电压表的示数为44V 6．一理想变压器原、副线圈匝数比n 1：n 2=11：5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u 随时间t 的变化规律如图t/10-2su/v 0 1 2 2202所示，副线圈仅接入一个10Ω的电阻。

高考物理专练题交变电流考点一交变电流的产生及描述1.甲图是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,为理想交流电流表。

线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动,产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。

已知发电机线圈电阻为10Ω,外接一只阻值为90Ω的电阻,不计电路的其他电阻,则()A.电流表的示数为0.31AB.线圈转动的角速度为50πrad/sC.0.01s时线圈平面与磁场方向平行D.在线圈转动一周过程中,外电阻发热约为0.087J答案D2.(2018东北三校联考,9)(多选)如图所示,面积为S、匝数为N、电阻为r的正方形导线框与阻值为R的电阻构成闭合回路,理想交流电压表并联在电阻R的两端。

线框在磁感应强度为B的匀强磁场中,以与电路连接的一边所在直线为轴垂直于磁场以角速度ω匀速转动,不计其他电阻,则下列说法正确的是()A.若从图示位置开始计时,线框中感应电动势的瞬时值为e=NBSωsinωtB.线框通过中性面前后,流过电阻R的电流方向将发生改变,1秒钟内流过电阻R的电流方向改变ω次πC.线框从图示位置转过60°的过程中,通过电阻R的电荷量为NBS2(R+r)D.电压表的示数跟线框转动的角速度ω大小无关答案ABC3.(2020届吉林长春质量监测,6)(多选)如图甲所示为风力发电的简易模型。

在风力的作用下,风叶带动与其固定在一起的磁铁转动,转速与风速成正比。

若某一风速时,线圈中产生的正弦式电流如图乙所示。

下列说法正确的是()A.电流的表达式为i=0.6sin10πt(A)B.磁铁的转速为10r/sC.风速加倍时电流的表达式为i=1.2sin10πt(A)D.风速加倍时线圈中电流的有效值为3√2A5答案AD考点二变压器、电能的输送1.(2019广西南宁、玉林、贵港等高三毕业班摸底,16)如图所示,为一变压器的实物图,若将其视为理想变压器,根据其铭牌所提供的信息,以下判断正确的是()A.副线圈的匝数比原线圈多B.当原线圈输入交流电压110V时,副线圈中输出交流电压6VC.当原线圈输入交流电压220V时,副线圈输出直流电压12VD.当变压器输出为12V和3A时,原线圈电流为9√2A55答案B2.(2018江西上饶六校一联)如图所示,一正弦交流电瞬时值表达式为e=220sin100πt(V),通过一个理想电流表,接在一个理想变压器两端,变压器起到降压作用,开关S闭合前后,A、B两端输出的电功率相等,以下说法正确的是()A.流过r的电流方向每秒钟变化50次B.变压器原线圈匝数小于副线圈匝数C.开关从断开到闭合时,电流表示数变小D.R=√2r答案D方法理想变压器的动态分析1.(多选)如图所示,理想变压器的副线圈接有规格为“44V44W”的灯泡和线圈电阻为r=1Ω的电动机,原线圈上接有u=220√2sin100πt(V)的正弦交流电压,此时灯泡和电动机都正常工作,且原线圈中的理想交流电流表示数为1A,不考虑灯泡电阻变化和电动机内阻变化,则下列说法正确的是()A.变压器原、副线圈的匝数之比为4∶1B.电动机的输出功率为176WC.电动机的热功率为16WD.若电动机被卡住,灯泡仍正常发光,则电流表示数将变为9A,此时应立即切断电源答案CD2.如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=11∶1,原线圈接u=220√2sin100πt(V)的交流电,电阻R1=2R2=10Ω,D1、D2均为理想二极管(正向电阻为零,反向电阻为无穷大),则副线圈电路中理想交流电流表的读数为()A.3AB.2√5AC.√10AD.√3A答案A3.如图所示为一理想变压器,原线圈接在一输出电压为u=U0sinωt的交流电源两端。

考点11　交变电流考试标准知识内容考试要求交变电流c 描述交变电流的物理量c 电感和电容对交变电流的影响b 变压器c 电能的输送c正弦式交变电流1．产生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，＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改ΔΦΔt 变．(2)线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ＝0，最大，e 最大，i 最大，电流方向不改ΔΦΔt 变．3．电流方向的改变一个周期内线圈中电流的方向改变两次．4．交变电动势的最大值E m ＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关．5．交变电动势随时间的变化规律(中性面开始计时)e ＝nBSωsin ωt .6．磁通量随时间变化(从中性面开始计时)Φ＝BS cos ωt ＝Φm cos ωt交变电流“四值”的区别与联系物理含义重要关系适用情况瞬时值交变电流某一时刻的值e ＝E m sin ωt i ＝I m sin ωt 计算线圈某时刻的受力最大值最大的瞬时值E m ＝nBSω确定用电器的耐压值，如电I m＝E mR＋r容器、晶体管等的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流值对正弦式交流电：E＝E m2U＝U m2I＝I m2①计算与电流热效应有关的量，如电功、功率、热量等；②交流电表的测量值；③电气设备所标注的额定电压、额定电流；④保险丝的熔断电流平均值交变电流图象中图线与时间轴所围“面积”与时间的比值＝nEΔΦΔt＝IER＋r计算通过电路某一横截面的电荷量q＝tI 电感、电容对交流电的阻碍作用1．电感：通直流，阻交流；通低频，阻高频．2．电容：通交流，隔直流；通高频，阻低频．理想变压器1．(1)理想变压器原、副线圈基本量的关系功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P入＝P出电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比，即＝，与负载、副线圈的个数无U1U2n1n2关电流关系只有一个副线圈时：＝I1I2n2n1频率关系f1＝f2，变压器不改变交流电的频率2.原、副线圈中各物理量的因果关系(1)电压关系：输入电压U1决定输出电压U2.(2)电流关系：输出电流I2决定输入电流I1.(3)功率关系：P出决定P入．远距离输电相关的问题1．输电电路图2．基本关系电流关系：n 1I 1＝n 2I 2，n 3I 3＝n 4I 4，I 2＝I 3.电压关系：＝，＝，U 2＝U 3＋ΔU .U 1n 1U 2n 2U 3n 3U 4n 4功率关系：P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 3＋ΔP .。

交变电流考点介绍本考点是电磁感应的应用和延伸．高考对本章知识的考查主要体现在“三突出”：一是突出考查交变电流的产生过程；二是突出考查交变电流的图象和交变电流的四值；三是突出考查变压器．一般试题难度不大，且多以选择题的形式出现．对于电磁场和电磁波只作一般的了解．本考点知识易与力学和电学知识综合，如带电粒子在加有交变电压的平行金属板间的运动，交变电路的分析与计算等．同时，本考点知识也易与现代科技和信息技术相联系，如“电动自行车”、“磁悬浮列车”等．另外，远距离输电也要引起重视．尤其是不同情况下的有效值计算是高考考查的主要内容；对变压器的原理理解的同时，还要掌握变压器的静态计算和动态分析．二、难点剖析1、交变电流的几个基本问题（1）产生交变电流的基本原理交变电流的产生，一般都是借助于电磁感应现象得以实现的。

因此，可以说，产生交变电流的基本原理，就是电磁感应现象中所遵循的规律——法拉第电磁感应定律。

（2）产生交变电流的基本方式一般来说，利用电磁感应现象来产生交变电流的具体操作方式可以有很多种。

例如，使图中所示的线圈在匀强磁场中往复振动，就可以在线圈中产生方向交替变化的交变电流。

但这种产生交变电流的操作方式至少有如下两个方面的不足：第一，操纵线圈使之往复振动，相对而言是比较困难的；第二，使线圈往复振动而产生的交变电流，其规律相对而言是比较复杂的。

正因为如此，尽管理论上产生交变电流的具体操作方式可以有很多种，但人们却往往都是选择了操作较为方便且产生的交变电流的规律较为简单的一种基本方式 ——使线圈在匀强磁场中相对做匀速转动而切割磁感线来产生交变电流。

这几乎是所有交流发电机的基本模型。

（3）交变电流的规律（以交变电动势为例）使线圈在匀强磁场中相对做匀速转动而切割磁感线所产生的交变电流是正弦交变电流，其规律的一般表达式为)sin(0ϕωε+=t e m 。

推导过程如下：如图—2所示，边长ab=l 1，bc=l 2的N 匝矩形线圈，绕其对称轴OO ’在磁感强度为B 的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，当线圈平面转到与中性面（穿过线圈的磁通量达到最大值时线圈所在的平面）夹0ϕ角时为初始时刻，经过时间t 线圈转至图-3所示位置（此图是在图7-2的基础上俯视而得），则此时bc 和ab 两条边上各有N 条长为l 2的导线以速率21l v ω=沿图示方向做切割磁感线运动，于是此时线圈回路程中总的感应电动势可用法拉第电磁感应定律求得，为)sin(22022ϕω+==⊥t vB Nl B v Nl e)sin()sin()sin(00021ϕωεϕωωϕωω+=+=+=t t B NS t B l Nl m（4）把握交变电流规律的三个要素（以交变电动势为例）。

专题11.3 理想变压器的原理和制约关系一、选择题1．（2020中原名校联盟质检）如图所示为理想变压器，三个灯泡L1、L2、L3都标有“6V，6W”，L4标有“6V，12W”，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n1 ∶n2和ab间电压分别为A．2 ∶1，24VB．2 ∶l，30VC．1 ∶2，24VD．1∶2，30V【参考答案】B【名师解析】L2、L3 并联后与 L4 串联，灯泡正常发光．说明副线圈电压为U2=12V；副线圈功率为P2=6W+6W+12W=24W，根据P2= U2 I2得I2=2A.。

根据变压器的输入的功率和输出的功率相等，P2= P1=U1 I1，而I2=2I1，所以U1=24V；根据变压器变压公式，电压与匝数成正比，得n1 ∶n2= U1 ∶U2=2 ∶l，所以 Uab=U1+UL1=(24+6)V=30V，选项B正确。

2. （2020广东湛江调研）将u=2202sin100πtV的电压输入如图所示的理想变压器的原线圈，原副线圈的匝数比为n1∶n2=55∶1，R=10Ω，则下列说法正确的是A．该交流电的频率为100HzB．闭合开关S后，电流表的读数为0.22AC．闭合开关S后，电阻消耗的电功率为1.6WD．断开开关S后，电流表的读数为0.22A【参考答案】C3．(2020·云南统测)如图所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为u ＝2202sin 100πt(V)的交流电源上，在副线圈两端并联接入规格为“22 V,22 W”的灯泡10个，灯泡均正常发光。

除灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是( )A ．变压器原、副线圈匝数比为102∶1B ．电流表示数为1 AC ．电流表示数为10 AD ．副线圈中电流的频率为5 Hz【参考答案】B【名师解析】由原线圈电压瞬时值表达式可知，原线圈输入电压有效值为220 V ，交变电流的频率f ＝1T＝ω2π＝50 Hz ，D 项错；副线圈上灯泡正常发光，说明副线圈输出电压有效值为22 V ，由理想变压器变压规律可知，n 1n 2＝U 1U 2＝10，A 项错；由灯泡电功率P ＝UI 可知，通过每只灯泡的电流为1 A ，故副线圈输出电流为10 A ，由理想变压器变流规律可知，I 2I 1＝10，所以原线圈中电流的有效值为1 A ，B 项正确，C 项错。

交变电流．突出考查交变电流的产生过程；错误！未指定书签。

纵观近几年高考试题，预测2019年物理高考试题还会考：1、对本专题知识点高考每年必考．命题频率较高的知识点有交变电流的变化规律(包括图象)、最大值与有效值等，以选择题的形式出现。

2、变压器的原理，电压比、电流比及功率关系是考查的重点；将本章知识与电磁感应等结合的力、电综合题，或考查与本章知识有关的实际应用。

错误！未指定书签。

考向01 交变电流的产生和描述1.讲高考（1）考纲要求能掌握交变电流的产生和描述，会写出交变电流的瞬时值表达式；能认识交变电流的图象和进行有效值、最大值的计算．（2）命题规律交变电流的产生及描述(e、u、i的瞬时值表达式、最大值、有效值、周期、频率)，特别是有效值的计算是考查的热点。

案例1．一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交变电源上，在一个周期内产生的热量为Q正。

该电阻上电压的峰值为u0，周期为T，如图所示。

则Q方: Q正等于错误！未指定书签。

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A. B. C. 1:2 D. 2:1【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国III卷）【答案】 D错误！未指定书签。

点睛此题将正弦交变电流和方波交变电流、有效值、焦耳定律有机融合。

解答此题常见错误是：一是把方波交变电流视为正弦交变电流；二是认为在一个周期T内产生的热量与电压有效值，导致错选B；三是比值颠倒，导致错选C。

考点定位】交变电流的规律和“四值问题”考点定位】电感、电容对交流电的阻碍作用【名师点睛】本题主要考查电感、电容对交流电的阻碍作用，即感抗、容抗的大小与什么因素有关，记住这个问题不难解决．2．讲基础（1）正弦交流电的产生和图象①产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．②中性面：与磁场方向垂直的平面；中性面的特点：(a)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；(b)线圈转动一周，两次经过中性面．线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次．③图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦函数曲线．（2）正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值①正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时)( 其中ω等于线圈转动的角速度，E m＝nBSω)(a)电动势e随时间变化的规律：e＝E m sin_ωt.(b)负载两端的电压u随时间变化的规律：u＝U m sinωt.(c)电流i随时间变化的规律：i＝I m sinωt.②交变电流的瞬时值、峰值、有效值(a)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数．(b)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的最大值，也叫最大值．(c)有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值．对正弦交流电，其有效值和峰值的关系为：2m E E =，2m U U =，2m I I =.(d)平均值：是交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值． 3．讲典例案例1．（多选）将一总电阻为1Ω，匝数n=4的线圈放在匀强磁场中，已知磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻其穿过线圈的磁通量按图示规律变化，则（ ） 错误！未指定书签。