专题11 交变电流——【口袋书】2022年高考物理必背知识手册

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2022 年高考物理复习核心考点归纳识记

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．交变电流的周期和频率的关系：T＝.

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

I＝，U＝，E＝.

3．平均值：＝n＝BL.

【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)

函数图象

磁通量 Φ＝Φmcos ωt

＝BScos ωt

电动势 e＝Emsin ωt

＝nBSωsin ωt

电压 u＝Umsin ωt

＝sin ωt

电流 i＝Imsin ωt

＝sin ωt

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

利用 I＝，U＝，E＝计算．

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 计算线圈某一时刻的受力情况

峰值最大的瞬时值 Em＝nBSω

Im＝

确定用电器的耐压值，电容器

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

E＝

U＝

I＝

(1)计算与电流热效应相关的量

(如功率、热量)

(2)交流电表的测量值

(3)电器设备标注的额定电压、

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

间轴所夹面积与时间的比

值

＝

＝计算通过电路截面的电荷量

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＝＝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：＝，若n1>n2，为降压变压器；若 n1<n2，为升压变压器．

(3)电流关系：只有一个副线圈时，＝；

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＝. (2)I＝.

3．电压损失

(1)ΔU＝U－U′. (2)ΔU＝IR.

4．功率损失

(1)ΔP＝P－P′. (2)ΔP＝I2R＝2R＝.

【重要考点归纳】

考点一　理想变压器原、副线圈关系的应用

1．基本关系

(1)P入＝P出，(有多个副线圈时，P1＝P2＋P3＋……)

(2)＝，有多个副线圈时，仍然成立．

(3)＝，电流与匝数成反比(只适合一个副线圈)

n1I1＝n2I2＋n3I3＋……(多个副线圈)

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