2019高考物理：交变电流

1.交变电流

：大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流。按正弦规律变化的电动势、电流称为正弦交流电。

2.正弦交流电

(1)函数式：e=Emsinωt(其中Em=NBSω)

(2)线圈平面与中性面重合时，磁通量最大，电动势为零，磁通量的变化率为零，线圈平面与中心面垂直时，磁通量为零，电动势最大，磁通量的变化率最大。

(3)若从线圈平面和磁场方向平行时开始计时，交变电流的变化规律为i=Imcosωt。。

(4)图像：正弦交流电的电动势e、电流i、和电压u，其变化规律可用函数图像描述。

3.表征交变电流的物理量

(1)瞬时值：交流电某一时刻的值，常用e、u、i表示。

(2)最大值：Em=NBSω，最大值Em(Um，Im)与线圈的形状，以及转动轴处于线圈平面内哪个位置无关。在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流电的最大值。

(3)有效值：交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的。即在同一时间内，跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫做该交流电的有效值。

①求电功、电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时，要用有效值计算，有效值与最大值之间的关系

E=Em/，U=Um/，I=Im/只适用于正弦交流电，其他交变电流的有效值只能根据有效值的定义来计算，切不可乱套公式。②在正弦交流电中，各种交流电器设备上标示值及交流电表上的测量值都指有效值。

(4)周期和频率----周期T：交流电完成一次周期性变化所需的时间。在一个周期内，交流电的方向变化两次。

频率f：交流电在1s内完成周期性变化的次数。角频率：ω=2π/T=2πf。

4.电感、电容对交变电流的影响

(1)电感：通直流、阻交流;通低频、阻高频。(2)电容：通交流、隔直流;通高频、阻低频。

5.变压器：

(1)理想变压器：工作时无功率损失(即无铜损、铁损)，因此，理想变压器原副线圈电阻均不计。

(2)理想变压器的关系式：

①电压关系：U1/U2=n1/n2(变压比)，即电压与匝数成正比。

②功率关系：P入=P出，即I1U1=I2U2 I3U3 …

③电流关系：I1/I2=n2/n1(变流比)，即对只有一个副线圈的变压器电流跟匝数成反比。

(3)变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制，低压线圈匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导线绕制。

6.电能的输送

(1)关键：减少输电线上电能的损失：P耗=I2R线

(2)方法：①减小输电导线的电阻，如采用电阻率小的材料;加大导线的横截面积。②提高输电电压，减小输电电流。前一方法的作用十分有限，代价较高，一般采用后一种方法。

(3)远距离输电过程：输电导线损耗的电功率：P损=(P/U)2R线，因此，当输送的电能一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电导线上损耗的功率就减少到原来的1/n2。

(4)解有关远距离输电问题时，公式P损=U线I线或P损=U线2R线不常用，其原因是在一般情况下，U线不易求出，且易把U线和U总相混淆而造成错误。