专题十三 交变电流（解析版） 要点一、交变电流的“四值” 近几年高考在考查“交变电流”一章中的有关内容时，主要是考查了交变电流的四值，即最大值、有效值、平均值、瞬时值。下面举例说明在什么情况下应该使用交变电流的什么值。 1．研究电容器的耐压值时，只能用峰值（最大值）。 2．研究交变电流做功、电功率及产生的热量时，只能用有效值。 3．研究交变电流通过导体截面的电荷量时，只能用平均值。 4．在研究交变电流某一时刻的电流、电压时，只能用瞬时值。 5．综合应用“四值” 要点二、交变电流图象的应用 任何物理规律的表达都可以有表达式和图象两种方法，交变电流的变化除用瞬时值表达外，也可以用图象来进行表述，其主要结构是横轴为时间或角度，纵轴为感应电动势、交变电压或交变电流。 正弦式电流的电动势、电流、电压图象都是正弦（或余弦）曲线，其图象有如下应用： 1．根据图象可求交变电流的最大值及各时刻瞬时值； 2．根据图象可求线圈在磁场中转动的周期和角速度； 3．可判断出线圈在磁场中转动的位置，例如如图所示，可以判断出产生这种交变电流的线圈是从垂直于中性面的位置时开始计时的，表达式应为，图象中时刻线圈的位置为中性面，时刻线圈平面平行于磁场方向。 要点三、变压器的有关问题 理想变压器须具备以下条件：①不计铜损，即变压器的原、副线圈的内阻很小，可以忽略，在有电流通过时认为不产生焦耳热；②不计铁损，即变压器铁芯内不产生涡流，无热损耗；③不计磁漏，即原、副线圈中的磁通量总保持相同。 变压器问题是近年来高考的热点，考查的重点是对单相理想变压器工作原理的理解和对变压器动态变化问题的分析。由于变压器与电能输送密切相关，贴近生活实际，触及能源利用的热点，应当作为备考的重点。 解题思路如下： （1）电压思路：变压器原、副线圈的电压之比，当变压器有多个副线圈时 （2）功率思路：理想变压器的输入、输出功率相等，即，当变压器有多个副线圈时 （3）电流思路：变压器有一个副线圈时，有；当变压器有多个副线圈时，有 要点诠释： 有关变压器的考题主要有以下几种类型： 1．采用原理思路分析“”型理想变压器问题 2．理想变压器中的动态变化问题 3．变压器原线圈中接有用电器的问题 4．有两组以上副线圈的变压器问题 5．远距离高压输电问题 要点四、交变电流和力学的综合问题 在解决交变电流和力学的综合问题时应注意以下几点： 1．交变电流的大小和方向、交变电压的大小和正负都随时间周期性变化，从而引起磁场、电场的强弱和方向周期性变化，所以研究带电粒子在交变电场中受力时，要进行细致的动态受力分析。 2．粒子在交变电场中，常见的运动情境有以下三种： （1）带电粒子做定向运动； （2）带电粒子以某位置为中心做往复运动； （3）带电粒子做偏转运动。 3．分析时应注意由于交变电流的周期性变化而引起的分析结果出现多解的可能。 类型一、交变电流的“四值” 例1．边长为的匝正方形线圈在磁感应强度为的匀强磁场中，以角速度绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈的电阻为。求线圈从中性面开始转过角的过程中产生的热量。 【思路点拨】把握好交变电流的四值：“最大值、有效值、平均值、瞬时值”，确定在什么情况下应该使用交变电流的什么值。 【答案】 【解析】线圈中产生的热量需从转动过程中交变电流的有效值考虑。因线圈中感应电动势的峰值为 ， 故线圈中电流的有效值为 ， 线圈转过角的时间为 ． 所以在转动过程中产生的热量 ． 【总结升华】不仅热量用有效值，各种交流电表指示的电压、电流和交流电器上标注的额定电流、额定电压，指的都是有效值，与热效应有关的计算，如保险丝的熔断电流等都必须用有效值。 例 2．在例题1中，求线圈从中性面开始转 ... ...
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