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1、人教版（2019）物理选择性必修第二册第三章交变电流知识点梳理总结3.1交变电流一、正弦式交变电流的产生1、正弦式交变电流的产生条件（1）匀强磁场。（2）线圈匀速转动。（3）线圈的转轴垂直于磁场方向。2、中性面、中性面的垂面位置的特点比较中性面中性面的垂面远离中性面靠近中性面图示位置线圈平面与磁场垂直线圈平面与磁场平行线圈方向与磁场夹角变小（小于90）线圈平面与磁场夹角变大（小于90）磁通量最大零变小变大磁通量变化率零最大变大变小感应电动势零最大变大变小线圈边缘线速度与磁场方向夹角（夹角在90范围内的那条边）090变大变小感应电流零最大变大变小电流方向改变不变不变不变二、交变电流的变化规律1、
2、从两个特殊位置开始计时的瞬时值表达式项目从中性面位置开始计时从垂直中性面的位置开始计时磁通量磁通量对应图像图像感应电动势电压（外电路为纯电阻R）电流对应电动势、电压、电流时间图像2、交变电流瞬时值表达式问题的解题程序（1）观察线圈的转动轴是否与匀强磁场磁感线垂直。（2）从中性面开始计时，电动势按正弦规律变化；从垂直于中性面的位置开始计时，电动势按余弦规律变化。（3）写出电动势的瞬时值表达式。3、确定交变电流电动势的瞬时值表达式时应注意以下三个方面（1）用确定峰值。（2）确定角速度，若题中已知转速为n，则。（3）确定计时起点位置，从而确定瞬时值表达式。3.2交变电流的描述一、周期和频率1、周期（
3、T）交变电流完成一次周期性变化所需的时间。2、频率（f）交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比叫作它的频率，数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数。3、周期和频率的关系： 二、峰值和有效值1、峰值：交变电流的电压、电流能达到的最大值。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，而这个恒定电流是I、电压是U，我们就把I、U叫做这个交流的有效值。3、正弦式交变电流有效值与峰值之间的关系： 三、正弦式交变电流的公式和图像1、公式：2、图像：【重难详解】一、交变电流“四值”的比较物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的
4、值从线圈位于中性面位置时开始计时：计算线圈某时刻的瞬时值最大值瞬时值中的最大值 如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的值对正弦式交变电流有 （1）计算与电流的热效应有关的物理量（2）电气设备“铭牌”上所标值（3）保险丝的熔断电流（4）交流电表的示数平均值交变电流图像中图线与时间轴所围的面积与时间的比值 计算通过导体横截面的电荷量二、交变电流的有效值1、有效值的理解交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的，理解有效值重点在“等效”上，“效果”相同在定义中体现为相同电阻、相同时间、产生相同热量，交变电流与多大的恒定电流“效果”相同，有效值就是多大。2、有效值的计算（1）对于正弦
5、式交变电流，。推导：假定让一恒定电流和一交变电流分别通过相同阻值的电阻R，经过相同的时间T（T为交变电流的周期），恒定电流所产生的热量为，则在周期T内交变电流的平均功率为，那么所产生的热量为，如果，即，那么I就是交变电流的有效值，则有。（1）设正弦式交变电流的瞬时功率为P，则而所以。（2）由（2）式知是不随时间变化的常量，它的平均值就是本身；是按余弦规律变化的量，有时为正，有时为负，在一个周期内的平均值等于0，因此正弦式交变电流在一个周期内的平均功率（3）将（3）代入（1）得，再结合欧姆定律，可以得到。（2）当电流是非正弦式交变电流时，也应根据有效值的定义求解。计算交变电流在一个周期内产生的热
6、量Q将热量Q用相应的物理量的有效值表示： 代入数值，求解有效值三、交变电流的图像与表达式的理解1、正弦式交变电流的图像正弦式交变电流随时间变化情况可以从图像上表示出来，图像描述的是交变电流随时间变化的规律，它是一条正弦曲线，如图所示。从图像中可以解读到以下信息：（1）交变电流的最大值、，周期T。（2）因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零，磁通量最大，所以可确定线圈位于中性面的时刻及线圈平行于磁感线的时刻。（3）判断线圈中磁通量的变化情况。（4）分析判断随时间变化的规律。（5）根据最大值求有效值等。2、正弦式交变电流的表达式：，式中，其中因此由交变电流表达式可以得到如下信息：（1）电动势或
7、电流最大值、以及周期T。（2）知道线圈转动过程中对应时刻的电动势或电流，线圈平面与中性面的位置关系等。3、已知正弦式交变电流图像可写出表达式，已知表达式可画出对应的图像3.3变压器一、变压器的原理1.变压器的构造由团合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，如图所示。（1）原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。（2）副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。2.原理：互感现象是变压器的工作基础。原线圈中电流的大小、方向不断变化，在铁芯中激发的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势。3.作用：改变交变电流的电压，不改变交变电流的周期和频率。4.注意（1）变压器不改变交变电流的周期和频率。
8、（2）变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用。（3）变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的。二、电压与匝数的关系1.理想变压器（1）定义：没有能量损失的变压器。（2）特点变压器铁芯内无漏磁。原、副线圈不计内阻，即不产生焦耳热。铁芯中不产生涡流。2.原、副线圈的电压关系（1）对理想变压器，原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的t，根据法拉第电磁感应定律有E1=n1t，E2=n2t，所以E1E2 =n1n2。（2）由于不计原、副线圈的电阻，因此原线圈两端的电压U1=E1，副线圈两端的电压U2= E2，所以U1U2 =n1n2。当有多组线圈时，则有U1n1=U2n2 = U3
9、n3.3.两类变压器（1）降压变压器：副线圈的电压比原线圈电压低的变压器。（2）升压变压器：副线圈的电压比原线圈电压高的变压器。3.4电能的输送一、降低输电损耗的两个途径1.输送电能的基本要求（1）可靠：指保证供电线路可靠地工作，少有故障。（2）保质：保证电能的质量电压和频率稳定。（3）经济：指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少。2.降低输电损耗的两个途径要减少输电线路上的功率损失，由公式线知，必须减小输电线电阻或减小输电电流。（1）要减小电阻，从看，在输电距离一定的情况下，可以增大导线的横截面积，但过粗的导线会耗费太多的金属材料，同时也给铺设线路带来困难；还可以选用电阻率较小的导体。（2
10、）从公式P=IU来看，在保证功率不改变的情况下，要减小输送电流就必须提高输电电压。前一种方法的作用十分有限，一般采用后一种方法。3.高压输电（1）现代远距离输电都采用高压输电。目前我国远距离送电采用的电压有110kV、220kV、330 kV，输电干线已采用500 kV和750 kV的超高压，西北电网甚至达到1100kV的特高压。（2）高压输电并不是越高越好。电压越高，对输电线路绝缘性能和变压器的要求就越高，线路修建费用会增多。（3）实际输送电能时要综合考虑输送功率、距离、技术和经济等要求选择合适的输电电压。二、电网供电1.远距离输电基本原理在发电站内用升压变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过降压变压器降到所需的电压。2.电网通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络。3.电网输电的优点（1）降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益。（2）减少断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡，保障供电的质量。（3）合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高。7学科网（北京）股份有限公司