專題14交變電流01交變電流一、交變電流1.定義：大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流叫作交變電流，簡(jiǎn)稱交流。2.圖像：用以描述交變電流隨時(shí)間變化的規(guī)律，圖a、b、c、d所示電流都屬于交變電流，其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫作正弦式交變電流，簡(jiǎn)稱正弦式電流，如圖a所示。3.正弦式交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律（1）產(chǎn)生：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電流是正弦式交變電流。（2）原理：電磁感應(yīng)（3）正弦式交流電的圖像：如果從線圈位于中性面位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，其圖像為正弦曲線。如圖所示。（4）兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn)：①中性面(S⊥B,線圈平面與磁感線垂直的平面)②峰值面(S//B，線圈平面與磁感線平行的平面)【注意】：線圈通過(guò)中性面時(shí)，電流方向發(fā)生改變，一個(gè)周期內(nèi)線圈兩次通過(guò)中性面，因此電流的方向改變兩次。(5)正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式(線圈在中性面位置時(shí)開始計(jì)時(shí))穿過(guò)線圈的磁通量與產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系總是互余的。補(bǔ)充：中性面的特點(diǎn)以及與峰值面(中性面的垂面)的比較中性面峰值面含義與磁場(chǎng)方向垂直的平面與磁場(chǎng)方向平行的平面穿過(guò)線圈的磁通量最大(BS)0磁通量的變化率0最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)0最大(NBSω)電流方向發(fā)生改變不變【跟蹤訓(xùn)練】（2025·江西吉安·模擬預(yù)測(cè)）如圖（a）→（b）→（c）→（d）→（e）過(guò)程是交流發(fā)電機(jī)發(fā)電的示意圖。線圈的ab邊連在金屬滑環(huán)K上，cd邊連在金屬滑環(huán)L上，用導(dǎo)體制成的兩個(gè)電刷分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過(guò)滑環(huán)和電刷保持與外電路連接。下列說(shuō)法正確的是（）A．圖（a）中，線圈平面與磁感線垂直，磁通量變化率最大C．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖（c）位置時(shí)，感應(yīng)電流最小，且感應(yīng)電流方向改變D．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖（d）位置時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，cd邊感應(yīng)電流方向?yàn)閏→d【答案】C【知識(shí)點(diǎn)】判斷線圈轉(zhuǎn)到不同位置的電流方向、中性面及其性質(zhì)、正弦式交變電流瞬時(shí)值的表達(dá)式及其推導(dǎo)【詳解】A．圖（a）中，線圈在中性面位置，故穿過(guò)線圈的磁通量最大，磁通量變化率為0，故A錯(cuò)誤；故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖（c）位置時(shí)，線圈在中性面位置，故穿過(guò)線圈的磁通量最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最小為零，電流方向?qū)⒏淖?，故C正確；D．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖（d）位置時(shí)，磁通量最小，磁通量的變化率最大，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，cd邊感應(yīng)電流方向?yàn)閐→c，故D錯(cuò)誤。故選C。二、交變電流的相關(guān)物理量1．周期和頻率(1)周期(T)：交變電流完成一次周期性變化(線圈轉(zhuǎn)一周)所需的時(shí)間。單位是秒(s)。公式為T＝eq\f(2π,ω)。(2)頻率(f)：交變電流完成周期性變化的次數(shù)與所用時(shí)間之比。單位是赫茲(Hz)。(3)周期和頻率的關(guān)系：T＝eq\f(1,f)或f＝eq\f(1,T)。2．交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值(1)瞬時(shí)值：交變電流的電動(dòng)勢(shì)、電流或電壓在某一時(shí)刻的值，是時(shí)間的函數(shù)。(2)峰值：交變電流的電動(dòng)勢(shì)、電流或電壓所能達(dá)到的最大值。(3)有效值：①定義：讓交變電流與恒定電流分別通過(guò)大小相同的電阻，如果在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，就把這個(gè)恒定電流的電流I、電壓U叫作這一交變電流的有效值。②正弦式交流電有效值和峰值的關(guān)系：E＝eq\f(Em,\r(2))，U＝eq\f(Um,\r(2))，I＝eq\f(Im,\r(2))。(4)平均值：交變電流圖像中圖線與時(shí)間軸所圍面積跟對(duì)應(yīng)時(shí)間的比值。補(bǔ)充：有效值的計(jì)算(3)利用能量關(guān)系：當(dāng)有電能和其他形式的能轉(zhuǎn)化時(shí)，能的轉(zhuǎn)化和守恒定律來(lái)求有效值。補(bǔ)充：正弦式交變電流瞬時(shí)值、峰值表達(dá)式的推導(dǎo)A．圖甲所示時(shí)刻通過(guò)小燈泡的電流最小C．線框1s內(nèi)轉(zhuǎn)50圈【答案】C【知識(shí)點(diǎn)】右手定則、中性面及其性質(zhì)、交變電流的頻率、電表示數(shù)的含義、銘牌上的額定電壓【詳解】A．圖甲所示位置通過(guò)線框的磁通量為零，磁通量的變化率最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，則通過(guò)小燈泡的電流最大，故A錯(cuò)誤；即線框1s內(nèi)轉(zhuǎn)50圈，故C正確；電壓表的示數(shù)為有效值，即為20V，故D錯(cuò)誤。故選C。三、電感和電容對(duì)交變電流的影響1.電感：通直流、阻交流;通低頻、阻高頻。（1）影響因素：線圈的自感系數(shù)L越大，交流的頻率越高，電感器對(duì)交變電流阻礙作用越大．（2）作用：通直流，阻交流；通直流，通低頻，阻高頻。2.電容：通交流、隔直流；通高頻、阻低頻。（1）影響因素：電容器的電容C越大，交流的頻率越高，電容器對(duì)交變電流阻礙作用越?。?）作用：“通交流，隔直流；通高頻，阻低頻”。A．閉合瞬間，與同時(shí)亮起 B．閉合后，亮起后亮度不變C．穩(wěn)定后，與亮度一樣 D．穩(wěn)定后，電容器的電荷量是【答案】C【知識(shí)點(diǎn)】含容電路中有關(guān)電荷量及其變化的計(jì)算、電感器對(duì)交變電流的影響、電容器對(duì)交流電的導(dǎo)通和阻礙作用B．閉合開關(guān)后，電容器充電，充電完成后相當(dāng)于斷路，所以亮一下后熄滅，B錯(cuò)誤；C．穩(wěn)定后，電容器相當(dāng)于斷路，線圈相當(dāng)于短路，所以、串聯(lián)，所以一樣亮，C正確；故選C。02電磁振動(dòng)、電磁波和傳感器一、電磁振蕩1.產(chǎn)生：振蕩電流：大小和方向都做周期性迅速變化的電流。振蕩電路：能產(chǎn)生振蕩電流的電。。LC振蕩電路的放電、充電過(guò)程：①電容器放電：線圈有自感作用，放電電流不會(huì)立刻達(dá)到最大值，而是由零逐漸增大，極板上的電荷逐漸減少。放電完畢時(shí)，極板上的電荷量為零，放電電流達(dá)到最大值。該過(guò)程電容器的電場(chǎng)能全部轉(zhuǎn)化為線圈的磁場(chǎng)能；②電容器充電：電容器放電完畢時(shí)，線圈有自感作用，電流并不會(huì)立刻減小為零，而會(huì)保持原來(lái)的方向繼續(xù)流動(dòng)，并逐漸減小，電容器開始反向充電，極板上的電荷逐漸增多，電流減小到零時(shí)，充電結(jié)束，極板上的電荷量達(dá)到最大值。該過(guò)程中線圈的磁場(chǎng)能又全部轉(zhuǎn)化為電容器的電場(chǎng)能。2.周期與頻率：周期：電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時(shí)間。頻率：1s內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)?！咀⒁狻浚喝绻袷庪娐窙]有能量損失，也不受其他外界影響，這時(shí)的周期和頻率分別叫做振蕩電路的固有周期和固有頻率。周期和頻率公式：T＝2πeq\r(LC)，f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))。L一般由線圈的長(zhǎng)度、橫截面積、單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)及有無(wú)鐵芯決定，電容C由公式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，與電介質(zhì)的介電常數(shù)εr、極板正對(duì)面積S及板間距離d有關(guān)【跟蹤訓(xùn)練】（2025·江蘇南京·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，LC電路中，電容C為0.4μF，電感L為1mH。已充電的平行板電容器兩極板水平放置。開關(guān)S斷開時(shí)，極板間有一帶電灰塵恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，灰塵開始在電容器內(nèi)運(yùn)動(dòng)（設(shè)灰塵未與極板相碰），此時(shí)開始計(jì)時(shí)，在一個(gè)振蕩周期內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是（）A．π×10?5s時(shí)，回路中電流變化最慢B．2π×10?5s時(shí)，灰塵的速度最大C．2π×10?5s時(shí)，線圈中磁場(chǎng)能最大D．2π×10?5s時(shí)，灰塵的加速度最小【答案】A【知識(shí)點(diǎn)】振蕩回路即此時(shí)加速度大小為2g，后電容器又開始放電，可得加速度減小，所以可得在2π×10?5s時(shí)，灰塵的加速度最大為2g，故D錯(cuò)誤。故選A。二、電磁波1.麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論：

（1）變化的磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。

（2）隨時(shí)間均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定電場(chǎng)。隨時(shí)間不均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)。隨時(shí)間均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定磁場(chǎng)，隨時(shí)間不均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。

（3）變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是相互關(guān)系著，形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場(chǎng)。

2.電磁波：

（1）周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是互相轉(zhuǎn)化，互相激勵(lì)，交替產(chǎn)生，由發(fā)生區(qū)域向周圍空間傳播，形成電磁波。（2）電磁波是橫波（3）電磁波可以在真空中傳播，電磁波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一介質(zhì)，頻率不變、波速和波長(zhǎng)均發(fā)生變化，電磁波傳播速度v等于波長(zhǎng)λ和頻率f的乘積，即v=λf，任何頻率的電磁波在真空中的傳播速度都等于真空中的光速c=3.0×108m/s.3.無(wú)線電波的發(fā)射（1）條件振蕩電路產(chǎn)生的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分布到廣大的開放空間中，即采用開放電路。要有足夠高的振蕩頻率，研究表明頻率越高，振蕩電路向外發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。（2）調(diào)制載波：用來(lái)“運(yùn)載”信號(hào)的高頻等幅波。調(diào)制：把傳遞的信號(hào)“加”到載波上的過(guò)程。常用的調(diào)制方法有調(diào)幅和調(diào)頻兩種。調(diào)幅：使高頻振蕩的振幅隨信號(hào)而變；調(diào)頻：使高頻振蕩的頻率隨信號(hào)而變。無(wú)線電波的傳播與接收（1）三種電波傳播形式適合的波段特點(diǎn)地波沿地球表面空間傳播長(zhǎng)波、中波、中短波衍射能力較強(qiáng)天波靠大氣電離層的反射傳播中短波、短波反射能力較強(qiáng)空間波沿直線傳播短波、超短波、微波穿透能力較強(qiáng)（2）電磁波的接收原理：電磁波在傳播過(guò)程中如果遇到導(dǎo)體，會(huì)使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流。因此，空中的導(dǎo)體可以用來(lái)接收電磁波。電諧振：當(dāng)接收電路的固有頻率跟收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流最強(qiáng)的現(xiàn)象。它與機(jī)械振動(dòng)中的共振類似。調(diào)諧：使接收電路中產(chǎn)生電諧振的過(guò)程．通常說(shuō)的選臺(tái)即為調(diào)諧過(guò)程。調(diào)諧的基本原理就是電諧振。調(diào)幅：高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變的調(diào)制方式。一般電臺(tái)的中波、中短波、短波廣播以及電視中的圖像信號(hào)采用調(diào)幅波。調(diào)頻：高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變的調(diào)制方式。電臺(tái)的立體聲廣播和電視中的伴音信號(hào)采用調(diào)頻波。調(diào)制：將聲音、圖像信號(hào)加載到高頻電磁波上的過(guò)程。聲音、圖像等信號(hào)頻率相對(duì)較低，不能轉(zhuǎn)化為電信號(hào)直接發(fā)射出去，而要將這些低頻信號(hào)加載到高頻電磁波信號(hào)上去。解調(diào)：將聲音、圖像信號(hào)從高頻信號(hào)中還原出來(lái)的過(guò)程。電磁波譜電磁波譜：按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大小的順序排列成譜，叫做電磁波譜。按照波長(zhǎng)從長(zhǎng)到短依次排列為無(wú)線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。不同的電磁波由于具有不同的波長(zhǎng)(頻率)，才具有不同的特性?！靖櫽?xùn)練】（2025·湖北·模擬預(yù)測(cè)）關(guān)于電磁波譜，下列說(shuō)法正確的是（）A．適量紫外線照射人體能促進(jìn)鈣的吸收B．相同條件下，電磁波譜中最難發(fā)生衍射的是X射線C．在烤箱中能看見一種淡紅色的光線，這是電熱絲發(fā)出的紅外線D．紅外線的顯著作用是熱作用，溫度較低的物體不能輻射紅外線【答案】A【知識(shí)點(diǎn)】紅外線的特性及作用、紫外線的特性及作用、X射線的特性及作用【詳解】A．人體接受適量的紫外線照射，能夠促進(jìn)鈣的吸收，有利于身體健康，故A正確；B．電磁波譜中比X射線波長(zhǎng)短的還有射線，更難發(fā)生衍射，故B錯(cuò)誤；C．在烤箱中能看見一種淡紅色的光線，是電熱絲發(fā)出的紅光，不是紅外線，紅外線是看不見的，故C錯(cuò)誤；D．紅外線的顯著作用是熱作用，任何物體都在不同程度上輻射紅外線，故D錯(cuò)誤。故選A。三、傳感器1.常見傳感器的特點(diǎn)器件類型敏感元件轉(zhuǎn)換類型相關(guān)問題光電傳感器光敏電阻光照強(qiáng)弱→電阻直流電路動(dòng)態(tài)分析問題溫度傳感器熱敏電阻溫度→電阻直流電路動(dòng)態(tài)分析問題金屬熱電阻溫度→電阻力傳感器應(yīng)變片物體形變→電阻力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)與直流電路結(jié)合問題電容式傳感器電容器力、位移等→電容力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)與含容電路結(jié)合問題磁傳感器霍爾元件等磁感應(yīng)強(qiáng)度→電壓帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題常見電容式傳感器原理及分析傳感器原理測(cè)定角度θ的電容式傳感器?動(dòng)片與定片之間的角度θ發(fā)生變化，會(huì)引起極板正對(duì)面積S的變化，這就使電容C發(fā)生了變化。知道C的變化情況，就可以知道θ的變化情況測(cè)定液面高度h的電容式傳感器?在導(dǎo)線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì)，放入導(dǎo)電液體中，導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩個(gè)電極，導(dǎo)線芯外面的絕緣物質(zhì)就是電介質(zhì)，液面高度h發(fā)生變化時(shí)，引起正對(duì)面積發(fā)生變化，電容C發(fā)生變化。知道C的變化情況，就可以知道h的變化情況測(cè)定壓力F的電容式傳感器?待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極上的時(shí)候，膜片發(fā)生形變，使極板間距離d發(fā)生變化，從而引起電容C的變化。知道C的變化情況，就可以知道F的變化情況測(cè)定位移x的電容式傳感器?隨著電介質(zhì)進(jìn)入極板間的長(zhǎng)度發(fā)生變化，電容C發(fā)生變化。知道C的變化情況，就可以知道x的變化情況【注意】：電容器的電容C取決于極板的正對(duì)面積S、極板間距離d、極板間的電介質(zhì)這三個(gè)因素。如果某個(gè)物理量(如角度θ、位移x、深度h等)的變化能引起上述某個(gè)因素的變化，從而引起電容的變化，那么通過(guò)電容的變化就可以確定上述物理量的變化，有這種用途的電容器稱為電容式傳感器。補(bǔ)充：常見傳感器的原理：傳感器輸入量輸出量工作原理硅光電池光電壓光電效應(yīng)光電二極管光電壓光電效應(yīng)濕敏電阻濕度電壓(電阻)濕敏材料的電阻隨濕度的變化而變化話筒聲音電流電磁感應(yīng)加速度傳感器加速度電壓電磁感應(yīng)測(cè)速發(fā)電機(jī)速度電流(電壓)電磁感應(yīng)補(bǔ)充：含傳感器的問題分析（1）注意傳感器所感受到的是何物理量：力、熱、磁、光、聲等（2）傳感器往往與電子元件一起構(gòu)成電路，應(yīng)認(rèn)真分析傳感器所在的電路結(jié)構(gòu)，并注意各種敏感元件的特性，及各種常用電子元件的工作特點(diǎn)。（3）注意輸出信號(hào)的轉(zhuǎn)換：通過(guò)元件把敏感元件的輸出轉(zhuǎn)換成電學(xué)量信號(hào)，最后借助于轉(zhuǎn)換電路把電學(xué)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為便于處理、顯示、記錄或控制的量。3.普通二極管和發(fā)光二極管（1）都具有單向?qū)щ娦?。?）發(fā)光二極管除了具有單向?qū)щ娦酝?，?dǎo)電時(shí)還能發(fā)光.普通的發(fā)光二極管是用磷化鎵或磷砷化鎵等半導(dǎo)體材料制成的，直接將電能轉(zhuǎn)化為光能，該類發(fā)光二極業(yè)管的正向?qū)妷捍笥?.8V。【跟蹤訓(xùn)練】（2025·河北秦皇島·模擬預(yù)測(cè)）把一有效值恒定的交變電流接到圖中理想變壓器的A、B兩端。已知為熱敏電阻（其電阻隨溫度升高而減?。琑為定值電阻，圖中各電表均為理想電表。處溫度升高后，電壓表示數(shù)（選填“變大”“變小”或“不變”）；的示數(shù)（選填“變大”“變小”或“不變”）；電流表的示數(shù)（選填“變大”“變小”或“不變”）?！敬鸢浮坎蛔冏冃∽兇蟆局R(shí)點(diǎn)】變壓器兩端電路的動(dòng)態(tài)分析、熱敏電阻【詳解】[1]電壓表測(cè)量的是理想變壓器的輸入電壓，其示數(shù)與負(fù)載無(wú)關(guān)，電壓表示數(shù)不變；[2][3]變壓器輸出電壓不變，處溫度升高后其電阻減小，輸出電流增大，電流表的示數(shù)變大，R兩端的電壓增大，測(cè)量的是兩端的電壓其示數(shù)變小。變壓器1.理想變壓器:工作時(shí)無(wú)（能量）功率損失（即無(wú)銅損、鐵損），因此，理想變壓器原副線圈電阻均不計(jì)。（1）構(gòu)造：如圖所示，變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成的（2）原理：電磁感應(yīng)的互感現(xiàn)象。2.理想變壓器的關(guān)系式:

理想變壓器沒有能量損失(銅損、鐵損)，沒有磁通量損失(磁通量全部集中在鐵芯中)基本關(guān)系功率關(guān)系（副決定原）原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，P入＝P出，有多個(gè)副線圈時(shí)：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn即I1U1＝I2U2＋I(xiàn)3U3＋…＋I(xiàn)nUn電壓關(guān)系（原決定副）原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，U1∶U2＝n1∶n2，與負(fù)載的多少無(wú)關(guān)，有多個(gè)副線圈時(shí)：eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)＝…＝eq\f(Un,nn)電流關(guān)系（副決定原）只有一個(gè)副線圈時(shí)，I1∶I2＝n2∶n1；有多個(gè)副線圈時(shí)，I1n1＝I2n2＋I(xiàn)3n3＋…＋I(xiàn)nnn頻率關(guān)系f1＝f2(變壓器不改變交流電的頻率)3．理想變壓器的制約關(guān)系【注意】：變壓器的高壓線圈匝數(shù)多而通過(guò)的電流小，可用較細(xì)的導(dǎo)線繞制，低壓線圈匝數(shù)少而通過(guò)的電流大，應(yīng)當(dāng)用較粗的導(dǎo)線繞制。D．變壓器原、副線圈中電流的頻率不同【答案】B【知識(shí)點(diǎn)】變壓器原理與結(jié)構(gòu)、理想變壓器兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系、理想變壓器兩端功率的計(jì)算、nullA錯(cuò)誤；B正確；C錯(cuò)誤；D．變壓器不改變交變電流的頻率，變壓器原、副線圈中電流的頻率相同，D錯(cuò)誤。故選B。01交變電流的四值問題1．交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值(1)瞬時(shí)值：交變電流的電動(dòng)勢(shì)、電流或電壓在某一時(shí)刻的值，是時(shí)間的函數(shù)。(2)峰值：交變電流的電動(dòng)勢(shì)、電流或電壓所能達(dá)到的最大值。(3)有效值：讓交變電流與恒定電流分別通過(guò)大小相同的電阻，如果在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，就把這個(gè)恒定電流的電流I、電壓U叫作這一交變電流的有效值。(4)平均值：交變電流圖像中圖線與時(shí)間軸所圍面積跟對(duì)應(yīng)時(shí)間的比值。補(bǔ)充：交變電流四值問題物理量物理含義重要關(guān)系適用情況及說(shuō)明瞬時(shí)值交變電流某一時(shí)刻的值e＝Emsinωti＝Imsinωt計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況峰值最大的瞬時(shí)值Em＝NBSωIm＝eq\f(Em,R＋r)討論電容器的擊穿電壓有效值跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值E＝eq\f(Em,\r(2))U＝eq\f(Um,\r(2))I＝eq\f(Im,\r(2))適用于正(余)弦式交變電流(1)交流電流表、交流電壓表的示數(shù)(2)電氣設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的值(如額定電壓、額定電流等)(3)計(jì)算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量(如電功、電功率、電熱、保險(xiǎn)絲的熔斷電流等)(4)沒有特別加以說(shuō)明的平均值交變電流圖像中圖線與時(shí)間軸所圍的面積與時(shí)間的比值eq\x\to(E)＝Neq\f(ΔΦ,Δt)eq\x\to(I)＝eq\f(\x\to(E),R＋r)計(jì)算通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量【答案】AB【知識(shí)點(diǎn)】判斷線圈轉(zhuǎn)到不同位置的電流方向、計(jì)算線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中電動(dòng)勢(shì)和電流的平均值故選AB。02理想變壓器的兩類動(dòng)態(tài)分析常見的理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析一般分匝數(shù)比不變和負(fù)載電阻不變兩種情況：1．匝數(shù)比不變的分析思路：(1)U1不變，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，不論負(fù)載電阻R如何變化，U2不變。(2)當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，I2變化，輸出電流I2決定輸入電流I1，故I1發(fā)生變化．(3)I2變化引起P2變化，而P1＝P2，故P1發(fā)生變化。2．負(fù)載電阻不變的分析思路：(1)U1不變，eq\f(n1,n2)發(fā)生變化時(shí)，U2變化．(2)R不變，U2變化時(shí)，I2發(fā)生變化．(3)根據(jù)P2＝eq\f(U22,R)，P2發(fā)生變化，再根據(jù)P1＝P2，故P1變化，P1＝U1I1，U1不變，故I1發(fā)生變化。【跟蹤訓(xùn)練】（2025·甘肅白銀·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，為輸電線的電阻，表示用戶端的電阻，電流表和電壓表均為理想交流電表。保持輸入電壓不變，將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢下移，下列說(shuō)法正確的是（）A．遠(yuǎn)距離輸電電壓為B．電壓表的示數(shù)增大C．電流表的示數(shù)增大D．該輸電電路的輸入功率增大【答案】B【知識(shí)點(diǎn)】用戶端功率改變判斷輸電線路中物理量變化【詳解】A．遠(yuǎn)距離輸電電壓應(yīng)是經(jīng)過(guò)升壓變壓器升壓后的電壓，而為升壓變壓器的輸入電壓，A項(xiàng)錯(cuò)誤；BC．滑片P緩慢下移，電阻接入線路的阻值變大，電流表的示數(shù)變小，通過(guò)輸電線的電流也變小，故輸電線上損耗的電壓變小，電壓表的讀數(shù)等于升壓變壓器升壓后的電壓減去輸電線上損失的電壓，所以電壓表的示數(shù)變大，B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．通過(guò)升壓變壓器原線圈的電流減小，而不變，則該輸電電路的輸入功率減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選B。03交變電流有效值的應(yīng)用1．有效值的理解(1)交流電流表、交流電壓表的示數(shù)是指有效值。(2)用電器銘牌上標(biāo)的值(如額定電壓、額定功率等)指的均是有效值。(3)計(jì)算熱量、電功率及保險(xiǎn)絲的熔斷電流指的是有效值。(4)沒有特別加以說(shuō)明的，是指有效值。(5)“交變電流的最大值是有效值的eq\r(2)倍”僅適用于正(余)弦式交變電流。2．交變電流有效值的計(jì)算(1)計(jì)算有效值時(shí)要根據(jù)電流的熱效應(yīng)，抓住“三同”：“相同時(shí)間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”列式求解。(2)分段計(jì)算熱量求和得出一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的總熱量。(3)利用兩個(gè)公式Q＝I2Rt和Q＝eq\f(U2,R)t可分別求得電流有效值和電壓有效值。(4)若圖像部分是正(余)弦式交變電流，其中的eq\f(1,4)周期(必須是從零至最大值或從最大值至零)和eq\f(1,2)周期部分可直接應(yīng)用正弦式交變電流有效值與最大值間的關(guān)系I＝eq\f(Im,\r(2))、U＝eq\f(Um,\r(2))求解。補(bǔ)充：幾種典型的電流及其有效值名稱電流(電壓)圖像電流有效值電壓有效值正弦式交變電流I＝eq\f(Im,\r(2))U＝eq\f(Um,\r(2))正弦半波電流I＝eq\f(Im,2)U＝eq\f(Um,2)正弦單向脈動(dòng)電流I＝eq\f(Im,\r(2))U＝eq\f(Um,\r(2))矩形脈動(dòng)電流I＝eq\r(\f(t1,T))I1U＝eq\r(\f(t1,T))U1非對(duì)稱性交變電流I＝eq\r(\f(1,2)（Ieq\o\al(2,1)＋I(xiàn)eq\o\al(2,2)）)U＝eq\r(\f(1,2)（Ueq\o\al(2,1)＋Ueq\o\al(2,2)）)C．電流表測(cè)得的電流大小為【答案】B【知識(shí)點(diǎn)】交變電流的頻率、有效值的定義、一般交流電的有效值、計(jì)算交變流電路中的電功、電功率和焦耳熱故選B。01交變電流的特殊位置和表達(dá)式的分析應(yīng)用1.正弦式交變電流產(chǎn)生過(guò)程中的兩個(gè)特殊位置圖示位置中性面位置與中性面垂直的位置特點(diǎn)B⊥SB∥SΦ＝BS，最大Φ＝0，最小e＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝0，最小e＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝nBSω，最大感應(yīng)電流為零，方向改變感應(yīng)電流最大，方向不變2.正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置時(shí)開始計(jì)時(shí))瞬時(shí)值表達(dá)式圖像磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt電動(dòng)勢(shì)e＝Emsinωt＝NBSωsinωt路端電壓u＝Umsinωt＝eq\f(REm,R＋r)sinωt電流i＝Imsinωt＝eq\f(Em,R＋r)sinωt補(bǔ)充：解決交變電流圖像問題的四點(diǎn)注意（1）只有當(dāng)線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí)，電流的瞬時(shí)值表達(dá)式才是正弦函數(shù)形式，其變化規(guī)律與線圈的形狀及轉(zhuǎn)動(dòng)軸處于線圈平面內(nèi)的位置無(wú)關(guān)。（2）注意峰值公式Em＝NBSω中的S為線圈在中性面位置處于磁場(chǎng)中的有效面積。（3）在解決有關(guān)交變電流的圖像問題時(shí)，應(yīng)先把交變電流的圖像與線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)起來(lái)，再根據(jù)特殊位置求解?！靖櫽?xùn)練】（2025·山東臨沂·二模）如圖所示，圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的正弦交流電的圖像，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生的正弦交流電的圖像如圖線b所示，以下關(guān)于這兩個(gè)正弦交流電的說(shuō)法中正確的是（）B．線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為【答案】D【知識(shí)點(diǎn)】中性面及其性質(zhì)、交流電的ut圖像和it圖像、交變電流的峰值故B錯(cuò)誤；故D正確。故選D。02振蕩電路過(guò)程中各物理量的變化電磁振蕩的充放電過(guò)程中各物理量的變化電路狀態(tài)abcde時(shí)刻t0eq\f(T,4)eq\f(T,2)eq\f(3T,4)T電荷量q最多0最多0最多電流i0正向最大0反向最大0電場(chǎng)能最大0最大0最大磁場(chǎng)能0最大0最大0補(bǔ)充：對(duì)電磁振蕩的充放電過(guò)程的理解：b電容器開始放電，回路中電流從0開始逐漸增到最大。兩極板電荷量從最大減為0。c自感線圈給電容器正向充電結(jié)束，回路中電流從最大減為0，兩極板電荷量從0變回最大。d電容開始反向放電e自感線圈給電容器反向充電，于是整個(gè)電路回到最開始狀態(tài)?！咀⒁狻浚篞、B、i、E變化周期為T，電場(chǎng)能、磁場(chǎng)能變化周期為T2【跟蹤訓(xùn)練】（2025·湖北·模擬預(yù)測(cè)）收音機(jī)的調(diào)諧電路如圖甲所示，改變可變電容器C的電容，進(jìn)而改變調(diào)諧電路的頻率。某次“調(diào)頻”后，電路中的高頻電流i隨時(shí)間t的變化規(guī)律