2019-2020年高考物理知識要點總結 交流電教案.doc

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2019-2020年高考物理知識要點總結 交流電教案 知識要點： 1、 交流電 2、基本要求： （1）理解正弦交流電的產生及變化規(guī)律 ①矩形線圈在勻強磁場中，從中性面開始旋轉，在已知B、L、情況下，會寫 出正弦交流電的函數表達式并畫出它的圖象。 ②函數表達式與圖象相互轉換。 （2）識記交流電的物理量，最大值、瞬時值、有效值；周期、頻率、角頻率； （3）理解變壓器的工作原理及初級，次級線圈電壓，電流匝數的關系。理解遠距離輸電的特點。 （4）了解三相交流電的產生。 一、交流電的產生及變化規(guī)律： 1、產生：強度和方向都隨時間作周期性變化的電流叫交流電。 矩形線圈在勻強磁場中，繞垂直于勻強磁場的線圈的對稱軸作勻速轉動時，如圖5—1所示，產生正弦（或余弦）交流電動勢。當外電路閉合時形成正弦（或余弦）交流電流。 圖5—1 2、變化規(guī)律： （1）中性面：與磁力線垂直的平面叫中性面。 線圈平面位于中性面位置時，如圖5—2（A）所示，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量變化率為零。因此，感應電動勢為零 。 圖5—2 當線圈平面勻速轉到垂直于中性面的位置時（即線圈平面與磁力線平行時）如圖5—2（C）所示，穿過線圈的磁通量雖然為零，但線圈平面內磁通量變化率最大。因此，感應電動勢值最大。 （伏） （N為匝數） （2）感應電動勢瞬時值表達式： 若從中性面開始，感應電動勢的瞬時值表達式：（伏）如圖5—2（B）所示。 感應電流瞬時值表達式：（安） 若從線圈平面與磁力線平行開始計時，則感應電動勢瞬時值表達式為：（伏）如圖5—2（D）所示。 感應電流瞬時值表達式：（安） 3、交流電的圖象： 圖象如圖5—3所示。 圖象如圖5—4所示。 想一想：橫坐標用t如何畫。 4、發(fā)電機： 發(fā)電機的基本組成：線圈（電樞）、磁極 種類 旋轉磁極式發(fā)電機能產生高電壓和較大電流。輸出功率可達幾十萬千瓦，所以大多數發(fā)電機都是旋轉磁極式的。 二、表征交流電的物理量： 1、瞬時值、最大值和有效值： 交流電在任一時刻的值叫瞬時值。 瞬時值中最大的值叫最大值又稱峰值。 交流電的有效值是根據電流的熱效應規(guī)定的：讓交流電和恒定直流分別通過同樣阻值的電阻，如果二者熱效應相等（即在相同時間內產生相等的熱量）則此等效的直流電壓，電流值叫做該交流電的電壓，電流有效值。 正弦（或余弦）交流電電動勢的有效值和最大值的關系為： 交流電壓有效值； 交流電流有效值。 注意：通常交流電表測出的值就是交流電的有效值。用電器上標明的額定值等都是指有效值。用電器上說明的耐壓值是指最大值。 2、周期、頻率和角頻率 交流電完成一次周期性變化所需的時間叫周期。以T表示，單位是秒。 交流電在1秒內完成周期性變化的次數叫頻率。以f表示，單位是赫茲。 周期和頻率互為倒數，即。 我國市電頻率為50赫茲，周期為0.02秒。 角頻率： 單位：弧度/秒 三、三相交流電： 1、三個互成120的三個相同線圈，固定在同一轉軸上，在同一勻強磁場中作勻速轉動，將產生三個交變電動勢，所產生的電流叫做三相交流電。 由于這三個線圈是相同的，因此，它們將產生三個依次達到最大值的交變電動勢。相當于三個最大值和周期都相同的獨立電源。 2、每個獨立電源稱作“一相”，雖然每相的電動勢的最大值和周期都相同，但是它們不能同時為零或者同時達到最大值。由于三個線圈的平面依次相差120角，它們到達零值和最大值的時間依次落后周期。如圖5—5所示。 3、在實際應用中，三相發(fā)電機和負載并不用六條導線相連接，而是采用“Y”和“”兩種接法。有興趣的同學可以參閱必修本P116*部分內容。 四、變壓器： 1、變壓器是可以用來改變交流電壓和電流的大小的設備。 理想變壓器的效率為1，即輸入功率等于輸出功率。對于原、副線圈各一組的變壓器來說（如圖5—6），原、副線圈上的電壓與它們的匝數成正。 即 因為有，因而通過原、副線圈的電流強度與它們的匝數成反比。 即 注意：①對于副線圈有兩組或兩組以上的變壓器來說，原、副線圈上的電壓與它們的匝數成正比的規(guī)律仍然成立，但各副線圈的電流則應根據功率關系，去計算各線圈的電流強度，即。 ②當副線圈不接負載（外電路斷開時）I2=0，，因此。 ③當副線圈所接負載增多時，由于通常負載多是并聯(lián)使用，因此，總電阻減少，使增大，輸出功率增大，所以輸入功率變大。 ④因為，即，所以變壓器中高壓線圈電流小，繞制的導線較細，低電壓的線圈電流大，繞制的導線較粗。 ⑤上述各公式中的I、U、P均指有效值，不能用瞬時值。 2、遠距離送電： 由于送電的導線有電阻，遠距離送電時，線路上損失電能較多。 在輸送的電功率和送電導線電阻一定的條件下，提高送電電壓，減小送電電流強度可以達到減少線路上電能損失的目的。 線路中電流強度I和損失電功率計算式如下： 注意：送電導線上損失的電功率，不能用求，因為不是全部降落在導線上。