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高三交變電流物理題和知識(shí)點(diǎn)(高中物理交變電流知識(shí)梳理)

高三交變電流物理題和知識(shí)點(diǎn)(高中物理交變電流知識(shí)梳理)

第一節(jié) 交變電流的產(chǎn)生和描述

【基本概念、規(guī)律】

孩子學(xué)習(xí)?對(duì)于所有的家長(zhǎng)來(lái),最關(guān)心就是孩子的學(xué)習(xí),對(duì)吧?如何幫孩子提升學(xué)習(xí)成績(jī)呢?影響孩子學(xué)習(xí)成績(jī)的因素有哪些?左養(yǎng)右學(xué)教育賴(lài)頌強(qiáng)團(tuán)隊(duì)13年的家庭教育服務(wù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié),影響孩子學(xué)習(xí)的主要因素有22條之多,家長(zhǎng)你了解幾條呢?

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(shí)間做周期性變化的電流.

2.正弦交流電

(1)產(chǎn)生:在勻強(qiáng)磁場(chǎng)里,線(xiàn)圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng).

(2)中性面

①定義:與磁場(chǎng)方向垂直的平面.

②特點(diǎn):線(xiàn)圈位于中性面時(shí),穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大,磁通量的變化率為零,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零.線(xiàn)圈每經(jīng)過(guò)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(shí)間變化的規(guī)律,如果線(xiàn)圈從中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí),其圖象為正弦曲線(xiàn).

二、描述交變電流的物理量

1.交變電流的周期和頻率的關(guān)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(dá)到的最大值.

(2)有效值:讓交流與恒定電流分別通過(guò)大小相同的電阻,如果在交流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等,則這個(gè)恒定電流I、恒定電壓U就是這個(gè)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(guān)系

高三交變電流物理題和知識(shí)點(diǎn)(高中物理交變電流知識(shí)梳理)

【重要考點(diǎn)歸納】

考點(diǎn)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(xiàn)圈在中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí))

2.兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn)

3.解決交變電流圖象問(wèn)題的三點(diǎn)注意

(1)只有當(dāng)線(xiàn)圈從中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí),電流的瞬時(shí)值表達(dá)式才是正弦形式,其變化規(guī)律與線(xiàn)圈的形狀及轉(zhuǎn)動(dòng)軸處于線(xiàn)圈平面內(nèi)的位置無(wú)關(guān).

(2)注意峰值公式EmnBSω中的S為有效面積.

(3)在解決有關(guān)交變電流的圖象問(wèn)題時(shí),應(yīng)先把交變電流的圖象與線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)起來(lái),再根據(jù)特殊位置求特征解.

考點(diǎn)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(yīng)(電流通過(guò)電阻生熱)進(jìn)行定義的,所以進(jìn)行有效值計(jì)算時(shí),要緊扣電流通過(guò)電阻生熱(或熱功率)進(jìn)行計(jì)算.注意“三同”:即“相同電阻”,“相同時(shí)間”內(nèi)產(chǎn)生“相同熱量”.計(jì)算時(shí)“相同時(shí)間”要取周期的整數(shù)倍,一般取一個(gè)周期.

考點(diǎn)三 交變電流的“四值”的比較

1.書(shū)寫(xiě)交變電流瞬時(shí)值表達(dá)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EmnBSω求出相應(yīng)峰值.

(3)明確線(xiàn)圈的初始位置,找出對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式.

①線(xiàn)圈從中性面位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),則it圖象為正弦函數(shù)圖象,函數(shù)式為iImsin ωt.

②線(xiàn)圈從垂直中性面位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),則it圖象為余弦函數(shù)圖象,函數(shù)式為iImcos ωt

第二節(jié) 變壓器 遠(yuǎn)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(yīng)的互感現(xiàn)象.

2.理想變壓器的基本關(guān)系式

(1)功率關(guān)系:PP出.

二、遠(yuǎn)距離輸電

1.輸電線(xiàn)路(如圖所示)

3.電壓損失

(1)ΔUUU′.

(2)ΔUIR.

4.功率損失

【重要考點(diǎn)歸納】

考點(diǎn)一 理想變壓器原、副線(xiàn)圈關(guān)系的應(yīng)用

1.基本關(guān)系

(1)PP,(有多個(gè)副線(xiàn)圈時(shí),P1P2P3+……)

n1I1n2I2n3I3+……(多個(gè)副線(xiàn)圈)

(4)原、副線(xiàn)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(guān)系

(1)電壓:副線(xiàn)圈電壓U2由原線(xiàn)圈電壓U1和匝數(shù)比決定.

(2)功率:原線(xiàn)圈的輸入功率P1由副線(xiàn)圈的輸出功率P2決定.

(3)電流:原線(xiàn)圈電流I1由副線(xiàn)圈電流I2和匝數(shù)比決定.

3.關(guān)于理想變壓器的四點(diǎn)說(shuō)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(guān)系中的U1U2、I1、I2均為有效值.

考點(diǎn)二 理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析

1.匝數(shù)比不變的情況(如圖所示)

2.負(fù)載電阻不變的情況(如圖所示)

3.變壓器動(dòng)態(tài)分析的思路流程

考點(diǎn)三 關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的分析

1.遠(yuǎn)距離輸電的處理思路

對(duì)高壓輸電問(wèn)題,應(yīng)按“發(fā)電機(jī)→升壓變壓器→遠(yuǎn)距離輸電線(xiàn)→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(jī)”一步一步進(jìn)行分析.

2.遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個(gè)基本關(guān)系(以下圖為例):

(1)功率關(guān)系:P1P2,P3P4P2PP3.

3.解決遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題應(yīng)注意下列幾點(diǎn)

(1)畫(huà)出輸電電路圖.

(2)注意升壓變壓器副線(xiàn)圈中的電流與降壓變壓器原線(xiàn)圈中的電流相等.

(3)輸電線(xiàn)長(zhǎng)度等于距離的2倍.

(4)計(jì)算線(xiàn)路功率損失一般用PI2R線(xiàn).

【思想方法與技巧】

特殊變壓器問(wèn)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(chēng)調(diào)壓器),它只有一個(gè)線(xiàn)圈,其中的一部分作為另一個(gè)線(xiàn)圈,當(dāng)交流電源接不同的端點(diǎn)時(shí),它可以升壓也可以降壓,變壓器的基本關(guān)系對(duì)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(xiàn)圈變壓器

對(duì)于副線(xiàn)圈有兩個(gè)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(guān)系都可以根據(jù)原線(xiàn)圈的輸入功率等于副線(xiàn)圈的輸出功率即PP進(jìn)行求解.

實(shí)驗(yàn)十一 傳感器的簡(jiǎn)單使用

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.了解傳感器的工作過(guò)程,探究敏感元件的特性.

2.學(xué)會(huì)傳感器的簡(jiǎn)單使用.

二、實(shí)驗(yàn)原理

閉合電路歐姆定律,用歐姆表進(jìn)行測(cè)量和觀察.

三、實(shí)驗(yàn)器材

熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺(tái)、溫度計(jì)、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學(xué)生電源、繼電器、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)等.

四、實(shí)驗(yàn)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(cè)量水溫和熱敏電阻的阻值(如實(shí)驗(yàn)原理圖甲所示).

(2)改變水的溫度,多次測(cè)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(dòng)變阻器連接好(如實(shí)驗(yàn)原理圖乙所示),其中多用電表置于“×100”擋.

(2)先測(cè)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(kāi)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(pán)指針顯示電阻阻值的情況,并記錄.

(4)用手掌(或黑紙)遮光時(shí),觀察表盤(pán)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(huà)圖象

在右圖坐標(biāo)系中,粗略畫(huà)出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線(xiàn).

(2)得結(jié)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(qiáng)度的關(guān)系.

(2)得結(jié)論

①光敏電阻在暗環(huán)境下電阻值很大,強(qiáng)光照射下電阻值很??;

②光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量.

二、誤差分析

本實(shí)驗(yàn)誤差主要來(lái)源于溫度計(jì)和歐姆表的讀數(shù).

三、注意事項(xiàng)

1.在做熱敏實(shí)驗(yàn)時(shí),加開(kāi)水后要等一會(huì)兒再測(cè)其阻值,以使電阻溫度與水的溫度相同,并同時(shí)讀出水溫.

2.光敏實(shí)驗(yàn)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(guò)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.

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