高考]专题十二 交流电

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1、专题十二交流电交流电专题包括交流电的产生及变化规律、变压器、电能的输送和电磁振荡问题。其中交流电的产生、交流电的图象、最大值与有效值及变压器原理在历年高考中命题频率最多，题型多以选择和填空题出现。在高考中，交流电问题的题型有三类：交流电题型、变压器题型和电能输送题型及电磁振荡题型。对交流电题型，要掌握描述交流电的物理量及其变化规律，知道正弦交流电的产生过程，会写出从中性面开始计时的感应电动势的瞬时值表达式(或感应电流表达式)(或)，会求Em的最大值(峰值)()，还要知道中性面的特点：⑴穿过线圈磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势

2、为零；⑵每经中性面时电流要改变方向。对和，要知道它的成立条件，仅适用于正(余)弦式交流电，对其它形式的交流电不适用。对变压器题型，要注意：⑴变压器只能改变交流电的电压及电流，不能改变交流电的频率。⑵根据法拉第电磁感应定律导出的变压器电压和匝数的正比例关系适用于一切理想变压器；但电流和匝数的关系，只适用于只有一个副线圈的理想变压器。若有多组副线圈，应根据功率关系推得：或。⑶要掌握变压器中输入电压U1决定着输出电压U2，无论变压器是否接负载，U1、U2是不变的，只要U1变化，U2就按随之变化。⑷应掌握变压器中输出控制输入的分析。①输出电

3、流控制输入电流。②输出功率控制输入功率。对电能输送题型，要抓住“输送一定的电功率”这一前提，即P送=I送U送是定值，当U送提高时，I送就要变小，在其它条件保持不变时，线路上损耗变少。这是高压送电的原因，在电能输送中，要弄清输电线电阻及线上的电压U线的含义，不要认为它是升压变压器的输出电压U送(输送电压)，也不要认为它是降压变压器的输入电压(或用户电压U用)，因输电线与升压变压器的副线圈和降压变压器的原线圈是串联而成的闭合电路。对线路损耗的计算，有，其中，U线为输电线上的电压降，它等于I线与R线的乘积，还等于U送与降压变压器原线圈电压

4、(或用户电压)之差。对电磁振荡题型，要掌握电磁振荡现象的产生过程，掌握LC6振荡电路的固有周期，固有频率，知道T或f由振荡电路的L、C决定(其中线圈越粗，线圈匝数越多、线圈中有铁芯时L越大，电容)。要记住放电完毕(充电开始)振荡电流最大，放电开始(充电完毕)振荡电流最小(为零)。充电的含义是指电容器电量增加，电流方向是从电容器负极板流向正极板。放电是指电容器电量减少，电流方向从正极板流向负极板。典型例题透析㈠交流电题型〖例1〗(1995年高考)如图所示，一交流电的电流随时间而变化的图象。此交流电流的有效值是：A.545AB.5AC.

5、3.5AD.3.5A〖命题意图〗考查交流电的物理量——有效值。在能力上考查对交流电有效值概念的理解能力和应用有效值概念的计算能力。〖解题思路〗交流电有效值的意义是：在一个周期的时间内，交流电流i通过R产生的热量与恒定电流I通过同一电阻R产生的热量若相等，则I称为i的有效值。在一个周期T内(T=0.02s)，此交流电在电阻R上产生的热量为：，又，所以I=5A。答案选B。〖探讨评价〗对交流电不只是正弦或余弦式交流电，课本上介绍的有效值、也不是对任何交流电都适用，因此，描述交流电的各个物理量，我们要理解其含义，并能灵活运用它来处理实际问题

6、。经过本题对交流电物理量的考查，对交流电的描述应注意如下问题：⑴分清交流电的瞬时值、有效值、平均值和最大值(峰值)。要会利用有效值的定义，结合交流电的峰值，计算某交流电的有效值。交流电的瞬时值对我们没有多大意义，交流电的平均值常用来计算交流电在一段时间内通过导线截面的电量：。有效值用来计算电功率和热量。⑵在交流电中，通常说的交流电压、电流都是指交流电的有效值，从交流电表上测的读数也是有效值。⑶对纯电阻电路，欧姆定律仍然成立。部分电路；全电路。另也适用。其中，公式中的I、U皆为有效值。⑷掌握交流电的图象，能借助交流电图象求解某些物理问

7、题。6〖例2〗(2000年全国高考)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ω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φ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Em=nωφm，其中φm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(内阻不计)的读数。〖命题意图〗考查交流电的最大值、有效值、φ—t图象及欧姆定律，考查考生识图和应用能力。〖解题思路〗已知感应电动势的最大值：Em=nωφm…………①设线圈在磁场中转动的周期为T，

8、则有：…………②根据欧姆定律，电路中电流的最大值为：…………③设交流电流表的读数为I，它是电流的有效值，根据有效值与最大值的关系，有：…………④由题给的φ—t图线可读得：，T=3.14×10-2s解以上各式，并代入数据，得：I=1.4