高三交變電流物理題和知識點（高中物理交變電流知識梳理）
第一節(jié) 交變電流的產(chǎn)生和描述
【基本概念、規(guī)律】
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一、交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律
1．交變電流
大小和方向隨時間做周期性變化的電流．
2．正弦交流電
(1)產(chǎn)生：在勻強磁場里，線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動．
(2)中性面
①定義：與磁場方向垂直的平面．
②特點：線圈位于中性面時，穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應電動勢為零．線圈每經(jīng)過中性面一次，電流的方向就改變一次．
(3)圖象：用以描述交變電流隨時間變化的規(guī)律，如果線圈從中性面位置開始計時，其圖象為正弦曲線．
二、描述交變電流的物理量
1．交變電流的周期和頻率的關系：T＝1/f.
2．峰值和有效值
(1)峰值：交變電流的峰值是它能達到的最大值．
(2)有效值：讓交流與恒定電流分別通過大小相同的電阻，如果在交流的一個周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，則這個恒定電流I、恒定電壓U就是這個交變電流的有效值．
(3)正弦式交變電流的有效值與峰值之間的關系
【重要考點歸納】
考點一 交變電流的變化規(guī)律
1．正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計時)
2.兩個特殊位置的特點
3.解決交變電流圖象問題的三點注意
(1)只有當線圈從中性面位置開始計時，電流的瞬時值表達式才是正弦形式，其變化規(guī)律與線圈的形狀及轉動軸處于線圈平面內(nèi)的位置無關．
(2)注意峰值公式Em＝nBSω中的S為有效面積．
(3)在解決有關交變電流的圖象問題時，應先把交變電流的圖象與線圈的轉動位置對應起來，再根據(jù)特殊位置求特征解．
考點二 交流電有效值的求解
1．正弦式交流電有效值的求解
2．非正弦式交流電有效值的求解
交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(電流通過電阻生熱)進行定義的，所以進行有效值計算時，要緊扣電流通過電阻生熱(或熱功率)進行計算．注意“三同”：即“相同電阻”，“相同時間”內(nèi)產(chǎn)生“相同熱量”．計算時“相同時間”要取周期的整數(shù)倍，一般取一個周期．
考點三 交變電流的“四值”的比較
1.書寫交變電流瞬時值表達式的基本思路
(2)確定正弦交變電流的峰值，根據(jù)已知圖象讀出或由公式Em＝nBSω求出相應峰值．
(3)明確線圈的初始位置，找出對應的函數(shù)關系式．
①線圈從中性面位置開始轉動，則i－t圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為i＝Imsin ωt.
②線圈從垂直中性面位置開始轉動，則i－t圖象為余弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為i＝Imcos ωt
第二節(jié) 變壓器 遠距離輸電
【基本概念、規(guī)律】
一、變壓器原理
1．工作原理：電磁感應的互感現(xiàn)象．
2．理想變壓器的基本關系式
(1)功率關系：P入＝P出．
二、遠距離輸電
1．輸電線路(如圖所示)
3．電壓損失
(1)ΔU＝U－U′.
(2)ΔU＝IR.
4．功率損失
【重要考點歸納】
考點一 理想變壓器原、副線圈關系的應用
1．基本關系
(1)P入＝P出，(有多個副線圈時，P1＝P2＋P3＋……)
n1I1＝n2I2＋n3I3＋……(多個副線圈)
(4)原、副線圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量變化率也相同，頻率也就相同．
2．制約關系
(1)電壓：副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定．
(2)功率：原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定．
(3)電流：原線圈電流I1由副線圈電流I2和匝數(shù)比決定．
3.關于理想變壓器的四點說明：
(1)變壓器不能改變直流電壓．
(2)變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流的頻率．
(3)理想變壓器本身不消耗能量．
(4)理想變壓器基本關系中的U1、U2、I1、I2均為有效值．
考點二 理想變壓器的動態(tài)分析
1.匝數(shù)比不變的情況(如圖所示)
2.負載電阻不變的情況(如圖所示)
3.變壓器動態(tài)分析的思路流程
考點三 關于遠距離輸電問題的分析
1．遠距離輸電的處理思路
對高壓輸電問題，應按“發(fā)電機→升壓變壓器→遠距離輸電線→降壓變壓器→用電器”這樣的順序，或從“用電器”倒推到“發(fā)電機”一步一步進行分析．
2．遠距離高壓輸電的幾個基本關系(以下圖為例)：
(1)功率關系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P損＋P3.
3.解決遠距離輸電問題應注意下列幾點
(1)畫出輸電電路圖．
(2)注意升壓變壓器副線圈中的電流與降壓變壓器原線圈中的電流相等．
(3)輸電線長度等于距離的2倍．
(4)計算線路功率損失一般用P損＝I2R線．
【思想方法與技巧】
特殊變壓器問題的求解
一、自耦變壓器
高中物理中研究的變壓器本身就是一種忽略了能量損失的理想模型，自耦變壓器(又稱調(diào)壓器)，它只有一個線圈，其中的一部分作為另一個線圈，當交流電源接不同的端點時，它可以升壓也可以降壓，變壓器的基本關系對自耦變壓器均適用．
二、互感器
分為：電壓互感器和電流互感器，比較如下：
三、多副線圈變壓器
對于副線圈有兩個及以上的理想變壓器，電壓與匝數(shù)成正比是成立的，而電流與匝數(shù)成反比的規(guī)律不成立．但在任何情況下，電流關系都可以根據(jù)原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率即P入＝P出進行求解．
實驗十一 傳感器的簡單使用
一、實驗目的
1．了解傳感器的工作過程，探究敏感元件的特性．
2．學會傳感器的簡單使用．
二、實驗原理
閉合電路歐姆定律，用歐姆表進行測量和觀察．
三、實驗器材
熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺、溫度計、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學生電源、繼電器、滑動變阻器、開關、導線等．
四、實驗步驟
1．研究熱敏電阻的熱敏特性
(1)將熱敏電阻放入燒杯中的水中，測量水溫和熱敏電阻的阻值(如實驗原理圖甲所示)．
(2)改變水的溫度，多次測量水的溫度和熱敏電阻的阻值，記錄在表格中．
2．研究光敏電阻的光敏特性
(1)將光敏電阻、多用電表、燈泡、滑動變阻器連接好(如實驗原理圖乙所示)，其中多用電表置于“×100”擋．
(2)先測出在室內(nèi)自然光的照射下光敏電阻的阻值，并記錄數(shù)據(jù)．
(3)打開電源，讓小燈泡發(fā)光，調(diào)節(jié)小燈泡的亮度使之逐漸變亮，觀察表盤指針顯示電阻阻值的情況，并記錄．
(4)用手掌(或黑紙)遮光時，觀察表盤指針顯示電阻阻值的情況，并記錄．
方法規(guī)律
一、數(shù)據(jù)處理
1．熱敏電阻的熱敏特性
(1)畫圖象
在右圖坐標系中，粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線．
(2)得結論
熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，隨溫度的降低而增大．
2．光敏電阻的光敏特性
(1)探規(guī)律
根據(jù)記錄數(shù)據(jù)定性分析光敏電阻的阻值與光照強度的關系．
(2)得結論
①光敏電阻在暗環(huán)境下電阻值很大，強光照射下電阻值很?。?/p>
②光敏電阻能夠把光照強弱這個光學量轉換為電阻這個電學量．
二、誤差分析
本實驗誤差主要來源于溫度計和歐姆表的讀數(shù)．
三、注意事項
1．在做熱敏實驗時，加開水后要等一會兒再測其阻值，以使電阻溫度與水的溫度相同，并同時讀出水溫．
2．光敏實驗中，如果效果不明顯，可將電阻部分電路放入帶蓋的紙盒中，并通過蓋上小孔改變射到光敏電阻上的光的多少．
3．歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零．
