2020 年高考一轮复习知识考点专题 11 《交变电流》
第一节 交变电流的产生和描述
【基本概念、规律】
一、交变电流的产生和变化规律
1．交变电流
大小和方向随时间做周期性变化的电流． 2．正弦交流电
(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
①定义：与磁场方向垂直的平面．
②特点：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．线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次．
(3)图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象
为正弦曲线．
二、描述交变电流的物理量
1
1．交变电流的周期和频率的关系：T＝ f. 2．峰值和有效值
(1)峰值：交变电流的峰值是它能达到的最大值．
(2)有效值：让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产 生的热量相等，则这个恒定电流 I、恒定电压 U 就是这个交变电流的有效值．
(3)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系
IU E I＝ m ，U＝ m，E＝ m.
2 2 2 ΔΦ
3．平均值： E ＝n Δt ＝BL v .
【重要考点归纳】
考点一 交变电流的变化规律
1．正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)
函数
磁通量
图象
Φ＝Φmcos ωt ＝BScos ωt
电动势
e＝Emsin ωt ＝nBSωsin ωt
1
u＝Umsin ωt
电压
＝
REm sin ωt R＋r
i＝Imsin ωt Em＝ sin ωt
R＋r
电流
2.两个特殊位置的特点
ΔΦ
(1)线圈平面与中性面重合时， S⊥B，Φ 最大， Δt ＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改
变．
ΔΦ
(2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0， Δt 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变．
3.解决交变电流图象问题的三点注意
(1)只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式才是正弦形式，其变化规律与 线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关．
(2)注意峰值公式 Em＝nBSω 中的 S 为有效面积．
(3)在解决有关交变电流的图象问题时，应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来，
再根据特殊位置求特征解．
考点二 交流电有效值的求解 1．正弦式交流电有效值的求解
ImU E
利用 I＝ ，U＝ m，E＝ m 计算．
2 2 2 2．非正弦式交流电有效值的求解
交变电流的有效值是根据电流的热效应 (电流通过电阻生热 )进行定义的，所以进行有效值 计算时，要紧扣电流通过电阻生热 (或热功率 )进行计算．注意 “三同”：即“相同电阻 ”，“相同时
间”内产生“相同热量”．计算时“相同时间”要取周期的整数倍，一般取一个周期．
考点三 交变电流的“四值”的比较
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＝Emsin ωt Em＝nBSω
计算线圈某一时刻的受
力情况
确定用电器的耐压值，
峰值
最大的瞬时值
Em＝Im R＋r
电容器的击穿电压
有效值
跟交变电流的热效应
E＝
Em 2
(1)计算与电流热效应相
等效的恒定电流值
Um U＝
2
关的量(如功率、热量)
(2)交流电表的测量值
2
I＝
Im(3)电器设备标注的额定2
电压、额定电流
(4)保险丝的熔断电流
交变电流图象中图线
EΔΦ
＝ Δt 平均值
与时间轴所夹面积与计算通过电路截面的电
荷量
时间的比值
I ＝ R
＋E r
1.书写交变电流瞬时值表达式的基本思路
(1)求出角速度 ω，ω＝ 2π
T ＝ 2πf.
(2)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式
Em＝nBSω 求出相应峰值． (3)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式．
①线圈从中性面位置开始转动，则 i－t 图象为正弦函数图象，函数式为 i＝Imsin ωt.
②线圈从垂直中性面位置开始转动，则
i－t 图象为余弦函数图象，函数式为 i＝Imcos ωt
第二节 变压器 远距离输电
【基本概念、规律】
一、变压器原理
1．工作原理：电磁感应的互感现象． 2．理想变压器的基本关系式
(1)功率关系：P 入＝P 出．
(2)电压关系： UU1＝ n 1 ，若n1>n2，为降压变压器；若2 n2 n1 电流关系：只有一个副线圈时， II1 n2＝ n2 1； 有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn. 二、远距离输电 1．输电线路(如图所示) 2．输送电流 (1)I＝ UP . (2)I＝ U－RU′ . 3．电压损失 3
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