1、 第十章 交變電流 傳感器 1交變電流的產生及其各物理量的變化規律，應用交流電的圖象解決問題 2利用有效值的定義，對交變電流的有效值進行計算 3理想變壓器原、副線圈中電流、電壓、功率之間的關系應用，變壓器動態變化的分析方法 4遠距離輸電的原理和相關計算 5傳感器的簡單使用，能夠解決與科技、社會緊密結合的問題 6高考對本章知識的考查主要體現在“三突出”：突出考查交變電流的產生過程；突出考查交變電流的圖象和交變電流的四值；突出考查變壓器，對變壓器的原理理解的同時，還要掌握變壓器的靜態計算和動態分析，遠距離輸電也要重視。對本專題知識點高考每年必考命題頻率較高的知識點 有交變電流的變化規律（包括圖象）

2、、最大值與有效值等，以選擇題的形式出現。變壓器的原理，電壓比、電流比及功率關系是考查的重點；將本章知識與電磁感應等結合的力、電綜合題，或考查與本章知識有關的實際應用。 用功率關系、電壓比、電流比進行有關的計算1理解變壓器的原理，會 2能夠對變壓器進行動態分析 會分析計算遠距離輸電問題3 一、理想變壓器 1工作原理 互感現象 2基本關系式 （1）功率關系：PP 出入UUnUU31112?）電壓關系：只有一個副線圈時，2 ；有多個副線圈時，（ Unnnn32221In21? （3）電流關系：只有一個副線圈時， nI12由PP及PUI推出有多個副線圈時，UIUIUI 332211出入3幾種常用的變壓

3、器 （1）自耦變壓器調壓變壓器 .電壓互感器：用來把高電壓變成低電壓? ）互感器（2?.電流互感器：用來把大電流變成小電流?4理想變壓器的理解 （1）沒有能量損失； （2）沒有磁通量損失 二、遠距離輸電 1輸電過程（如圖所示） :.來源2輸送電流 UUP（1）I；（2）I UR 2Rt 輸電導線上的能量損失：主要是由輸電線的電阻發熱產生的，表達式為QI34電壓損失 （1）UUU；（2）UIR 5功率損失 P22R）I R（）P；（2P1（）PP U6降低輸電損耗的兩個途徑 l（1）減小輸電線的電阻，由電阻定律R可知，在輸電距離一定的情況下，為了減小電阻，應采用電阻 S 率小的材料，也可以增加導

4、線的橫截面積 （2）減小輸電導線中的輸電電流，由PUI可知，當輸送功率一定時，提高輸電電壓，可以減小輸電電流 考點一 理想變壓器原、副線圈基本關系的應用 1基本關系 （1）PP ；出入Un11?，有多個副線圈時，仍然成立（2） Un22In21?，電流與匝數成反比，只對一個副線圈的變壓器適用有多個副線圈時，由輸入功率和輸出（3） In12功率相等確定電流關系 KX。學?？啤。X。來源（4）原、副線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制約關系 （1）電壓：副線圈電壓U由原線圈電壓U和匝數比決定 12（2）功率：原線圈的輸入功率P由副線圈的輸出功率P決定 21（3）電流

5、：原線圈電流I由副線圈電流I和匝數比決定 21來源:3兩種特殊的變壓器模型 （1）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（又稱調壓器），它只有一個線圈，其中的一部分作為另一個線圈，當交流電源接不同的端點時，它可以升壓也可以降壓，變壓器的 基本關系對自耦變壓器均適用 （2）互感器 分為：電壓互感器和電流互感器，比較如下： 電壓互感器 電流互感器 原理圖 串聯在待測高流電路中 并聯在高壓電路中 原線圈的連接 連接電流表連接電壓表 副線圈的連接將高電壓變為低電壓互感器的作用 將大電流變成小電流 Un11? InIn 利用的公式2211nU22 重點歸納 1

6、、關于理想變壓器的四點說明 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 ）理想變壓器基本關系中的4（I、U、UI均為有效值21212解決變壓器問題的三種思路 UUnUU32111?；當變壓器有多個副線圈時，）電壓：變壓器原、副線圈的電壓之比為 （1 Unnnn31222（2）功率：理想變壓器的輸入、輸出功率為PP，當變壓器有多個副線圈時，PPP 321出入InP12?I，當變壓器有多個副線圈時有（3）電流：由n知，對只有一個副線圈的變壓器有InI2121 InU12 nI33 ，線圈做勻速圓周運動的角速典型案例

7、（多選）如圖所示，發電機中線圈的匝數為NS，線圈的面積為在圖示位PR，勻強磁場的磁感應強度為B，電流表和電壓表為理想電表，定值電阻的阻值為，當度為2:1:n?n （ ，一開始線圈與磁場垂直，下列判斷正確的是： 置時，變壓器的匝數比為） 11 電壓表的讀數為2NBSA ?NBS22 電流表的讀數為BR4NBS C線圈由圖示位置旋轉四分之一周，通過電流表的電荷量為 R PD向上移動時，電壓表的示數表小，電流表示數變大BC 【答案】 ?NBS22 I?2，故B匝數與電流反比，電流表的示數為：正確；交流發電機內電阻不計，故變壓器輸 RUn11? ，當入電壓不變，根據理想變壓器的變壓比公式：P位置向上移

8、動，輸出電壓變小，故電流變小， nU22?t?，故通過功率變小，故輸入電流也變小，故電流表讀數變小，矩形線圈從圖示位置經過時間時為 ?22?BS?q?N4N 電流表的電荷量為：C正確。，故D錯誤 RRUnIn2111?，以及知道副線圈的電流以及功率決【名師點睛】對于變壓器需要掌握公式定了原線、 InnU2222圈中的電流和功率，理想變壓器是理想化模型，一是不計線圈內阻；二是沒有出現漏磁現象同時當電路中有變壓器時，只要將變壓器的有效值求出，則就相當于一個新的恒定電源，其值就是剛才的有效值 '2，勻ABCD繞垂直于磁場的軸，內阻不計的100針對練習1如圖所示，面積為匝矩形線圈OOcm0.0

9、2 2。勻強磁場的磁感應強度為速轉動，轉動的角速度為，矩形線圈通過滑環與理想變壓器相連，Ts100rad/2觸頭P可移動，副線圈所接電阻，電表均為理想交流電表，當線圈平面與磁場方向平行時開始計?100R時，下列說法正確的是： （ ） ? A線圈中感應電動勢的表達式為V1002e?50costBP上移時，電流表示數減小 時刻，電壓表示數為 CV10020t?D當原副線圈匝數比為時，電阻上消耗的功率為 21:W400【答案】D ?，結合開始計時位置，即可確定瞬時表達式，再由電壓與匝【名師點睛】根據線圈中感應電動勢nBSE?m數成正比，電流與匝數成反比，變壓器的輸入功率和輸出功率相等，并知道電表是交

10、流電的有效值，逐項 分析即可得出結論。 針對練習2如圖所示，甲、乙兩個交流電路中，電源的電壓、輸出電流均相等。若理想變壓器原、副線圈的匝數為、，則負載電阻與 ） （ 的比值為：nnRR1221 2222 D C A B :nnnn:nnnn12121212 【答案】C 【名師點睛】本題主要考查了變壓器電壓與匝數的關系以及功率公式的直接應用，難度不大，屬于基礎題。 考點二 理想變壓器的動態分析 解決理想變壓器中有關物理量的動態分析問題的方法 （1）分清不變量和變量，弄清理想變壓器中電壓、電流、功率之間的聯系和相互制約關系，利用閉合電路歐姆定律，串、并聯電路特點進行分析判定 （2）分析該類問題的一

11、般思維流程是： :.來源 重點歸納常見的理想變壓器的動態分析問題一般有兩種：匝數比不變的情況和負載電阻不變的情況 （1）匝數比不變的情況 Un11?，輸入電壓U決定輸出電壓U不變，根據U，不論負載電阻R如何變化，U也不變 2112 Un22當負載電阻發生變化時，I變化，輸出電流I決定輸入電流I，故I發生變化 1122I變化引起P變化，由PP知P發生變化 11222（2）負載電阻不變的情況 n1U不變，發生變化，U變化 21 n2R不變，U變化，I發生變化 222U2P?和PP，可以判斷P變化時，P發生變化，U不變時，I根據發生變化 111212 2R典型案例 如圖所示電路，一理想變壓器的原線圈

12、ab間接交流電源，R為定值電阻，R為滑動變阻0器，副線圈匝數n ） （ 為燈泡，則：L可調節，2 來: P位置不變，將R的滑片向下滑稍許，變壓器的輸入功率變小A保持B保持P位置不變，將R的滑片向下滑稍許，燈泡L的亮度變亮 C保持R的滑片位置不變，將P向下移動少許，變壓器的輸入功率變小 D保持R的滑片位置不變，將P向下移動少許，燈泡L的亮度變亮 【答案】D 【名師點睛】本題考查變壓器的兩類動態分析問題（變匝數、變負載電阻），其解決方法與閉合電路歐姆定律相同，利用“局部-整體-局部”的分析思路進行分析即可求解。 針對練習1（多選）下圖是一種理想自耦變壓器示意圖，線圈繞在一個圓環形的鐵芯上，P是可移

13、動的滑動觸頭A、B間接交流電壓U，輸出端連接了兩個相同的燈泡L和L，Q為滑動變阻器的滑動觸頭。21 當開關S閉合，P處于如圖所在的位置時，兩燈均能發光下列說法正確的是： （ ） A將P沿逆時針方向移動，兩燈均變亮 BP不動，將Q向左移動，兩燈均變亮 CP不動，將Q向右移動，輸入功率變大 D斷開開關S，L將變暗 1 AB 【答案】 【名師點睛】本題要求知道自耦變壓器的原理，結合變壓器的特點和歐姆定律去分析。將P沿逆時針方向移動時，變壓器的原線圈的匝數不變，副線圈的匝數增多；保持P的位置不動，即是保持變壓器的原、副線圈的匝數比不變，副線圈兩端的電壓不變；斷開開關S，相當于L處電阻增大。 1針對練習

14、2如圖所示，為理想變壓器原線圈，其接入電路的匝數隨著滑動接觸點P的上下移動而變n1化，原線圈接在正弦式交流電源上，副線圈接有滑動變阻器，下列說法正確的是： （ ） n2 A輸入電壓稍減小時，可以使P上滑，保持滑動變阻器功率不變 B輸入電壓稍增大時，可以使Q上滑，保持滑動變阻器功率不變 C保持輸入電壓及P位置不變，Q上滑，原線圈電流增大 D保持輸入電壓及Q位置不變，P上滑，原線圈電流增大 【答案】C Unn，則副線圈電壓：，當減小，增大時導致副線圈電壓【解析】根據公式：減小，112=?UUUnU 12112Unn2212U2減小，故選項A錯誤；當增大，線圈匝數不變，則增大，當Q上移，則滑動變阻器

15、的功率：?PUU 12R2U2增大，故選項B錯誤；保持輸入電壓及P則接入電路的電阻減小，故則滑動變阻器的功率：位置不?P RIn，上滑，則接入電路的電阻減小，則副線圈的電流增大，根據公式變，則原、副線圈的電壓不變，Q21= In12可知原線圈電流增大，故選項C正確；保持輸入電壓及Q位置不變，P上滑，則原線圈匝數增加，則減U1小，故副線圈電流減小，則原線圈電流減小，故選項D錯誤。 【名師點睛】根據電壓與匝數成正比，電流與匝數成反比，變壓器的輸入功率和輸出功率相等，逐項分析即可得出結論。 遠距離輸電問題 考點三1遠距離輸電的處理思路 對高壓輸電問題，應按“發電機升壓變壓器遠距離輸電線降壓變壓器用電

16、器”，或按從“用電器”倒推到“發電機”的順序一步一步進行分析 2遠距離高壓輸電的幾個基本關系（以圖9為例） （1）功率關系：PP，PP，PPP 324123損UnIIUn334121?，UUU，III （2）電壓、電流關系：3322線 UnIUnI312424PU?UP3232?I ）輸電電流：（3 線 UUR32線P222()IRIUPR （4）輸電線上損耗的電功率：線線線線損 U21當輸送功率一定時，輸電電壓增大到原來的n 倍，輸電線上損耗的功率就減小到原來的 2n重點歸納 遠距離輸電問題的“三二一” （1）理清三個回路 （2）抓住兩個聯系 理想的升壓變壓器聯系了回路1和回路2，由變壓器原

17、理可得：線圈1（匝數為n）和線圈2（匝數為n）21UnIn1121?，P中各個量間的關系是，P 21 UnIn1222理想的降壓變壓器聯系了回路2和回路3，由變壓器原理可得：線圈3（匝數為n）和線圈4（匝數為n）43UnIn3334?，中各個量間的關系是，PP 43 UnIn3444（3）掌握一個守恒：能量守恒關系式PPP 31損夏季來臨，空調、冷風機等大功率電器使用增多，用戶消耗的功率增大。如圖所示，發電機典型案例的輸出電壓U和輸電線的電阻r均不變、變壓器均為理想變壓器，則下列說法中正確的： （ ） 1 A變壓器的輸出電壓U增大，且UU 122 B變壓器的輸出電壓U增大，且UU 344C輸電

18、線損耗的功率占發電機輸出功率的比例增大 D輸電線損耗的功率減小 【答案】C 【名師點睛】正確解答本題需要掌握：理想變壓器的輸入功率由輸出功率決定，輸出電壓由輸入電壓決定；明確遠距離輸電過程中的功率、電壓的損失與哪些因素有關，明確整個過程中的功率、電壓關系理想變壓器電壓和匝數關系。 針對練習1（多選）如圖所示是發電廠通過升壓變壓器進行高壓輸電，接近用戶端時再通過降壓變壓器降壓給用戶供電的示意圖（圖中變壓器均可視為理想變壓器，圖中電表均為理想交流電表）。設發電廠輸出的電壓一定，兩條輸電線總電阻用R表示，變阻器R相當于用戶用電器的總電阻。當用電器增加時，相當0于R變小，則當用電進入高峰時： （ ） A電壓表V、V的讀數均不變，電流表A、A的讀數均增大 2211B電壓表V、V的讀數均減小，電流表A的讀數也減小 334C電流表V、V的讀數之差與電流表A 的讀數的比值不變 232 發電廠的輸出功率增大D【答案】ACD 【名師點睛】此題是遠距離輸電電路的動態分析；根據表達式知道電壓和頻率，與閉合電