高三物理交变电流一轮复习知识点

时间:2024-06-08 14:27:15 蔼媚 物理 我要投稿
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高三物理交变电流一轮复习知识点

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高三物理交变电流一轮复习知识点

  高三物理交变电流一轮复习知识点 1

  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=Emsint(其中Em=NBS)

  (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=Imcost。

  (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=NBS,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:=2f。

  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。

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  高三物理交变电流一轮复习知识点 2

  1.电压瞬时值e=Esinωt 电流瞬时值i=Isinωt;(ω=2πf)

  2.电动势峰值E=nBSω=2BLv 电流峰值(纯电阻电路中)I=E/R总

  3.正(余)弦式交变电流有效值:E=E/(2)1/2;U=U/(2)1/2 ;I=I/(2)1/2

  4.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系

  U1/U2=n1/n2; I1/I2=n2/n2; P入=P出

  5.在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失:P损′=(P/U)2R;(P损′:输电线上损失的功率,P:输送电能的总功率,U:输送电压,R:输电线电阻)〔见第二册P198〕;

  6.公式1、2、3、4中物理量及单位:ω:角频率(rad/s);t:时间(s);n:线圈匝数;B:磁感强度(T);

  S:线圈的面积(2);U:(输出)电压(V);I:电流强度(A);P:功率(W)。

  注:

  (1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:ω电=ω线,f电=f线;

  (2)发电机中,线圈在中性面位置磁通量最大,感应电动势为零,过中性面电流方向就改变;

  (3)有效值是根据电流热效应定义的,没有特别说明的交流数值都指有效值;

  (4)理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定,输入功率等于输出功率,当负载的消耗的功率增大时输入功率也增大,即P出决定P入;

  (5)其它相关内容:正弦交流电图象〔见第二册P190〕/电阻、电感和电容对交变电流的作用〔见第二册P193〕。

  高三物理交变电流一轮复习知识点 3

  1.电流

  (1)定义:电荷的定向移动形成电流。(2)电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。

  在外电路中电流由高电势点流向低电势点,在电源的内部电流由低电势点流向高电势点(由负极流向正极)。

  2.电流强度:

  (1)定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值,I=q/t

  (2)在国际单位制中电流的单位是安。1mA=10-3A,1A=10-6A

  (3)电流强度的定义式中,如果是正、负离子同时定向移动,q应为正负离子的电荷量和。

  3.电阻(1

  )定义:导体两端的电压与通过导体中的电流的比值叫导体的电阻。(2)定义式:R=U/I,单位:

  (3)电阻是导体本身的属性,跟导体两端的电压及通过电流无关。

  4.电阻定律

  (1)内容:在温度不变时,导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比。

  (2)公式:R=L/S。(3)适用条件:①粗细均匀的导线;②浓度均匀的电解液。

  5.电阻率:反映了材料对电流的阻碍作用。

  (1)有些材料的电阻率随温度升高而增大(如金属);有些材料的电阻率随温度升高而减小(如半导体和绝缘体);有些材料的电阻率几乎不受温度影响(如锰铜和康铜)。

  (2)半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间,而且电阻随温度的增加而减小,这种材料称为半导体,半导体有热敏特性,光敏特性,掺入微量杂质特性。

  (3)超导现象:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零,这种现象叫超导现象,处于这种状态的物体叫超导体。

  6.电功和电热

  (1)电功和电功率:

  电流做功的实质是电场力对电荷做功。电场力对电荷做功,电荷的电势能减少,电势能转化为其他形式的能。因此电功W=qU=UIt,这是计算电功普遍适用的公式。

  单位时间内电流做的功叫电功率,P=W/t=UI,这是计算电功率普遍适用的公式。

  (2)焦耳定律:Q=I2Rt,式中Q表示电流通过导体产生的热量,单位是J。焦耳定律无论是对纯电阻电路还是对非纯电阻电路都是适用的。

  (3)电功和电热的关系

  ①纯电阻电路消耗的电能全部转化为热能,电功和电热是相等的。所以有W=Q,UIt=I2Rt,U=IR(欧姆定律成立),②非纯电阻电路消耗的电能一部分转化为热能,另一部分转化为其他形式的能。所以有WQ,UItI2Rt,UIR(欧姆定律不成立)。

  7.电动势

  (1)物理意义:反映电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量。例如一节干电池的电动势E=15V,物理意义是指:电路闭合后,电流通过电源,每通过1C的电荷,干电池就把15J的化学能转化为电能。

  (2)大小:等于电路中通过1C电荷量时电源所提供的电能的数值,等于电源没有接入电路时两极间的电压,在闭合电路中等于内外电路上电势降落之和E=U外+U内。

  8.闭合电路欧姆定律

  (1)内容:闭合电路的电流强度跟电源的电动势成正比,跟闭合电路总电阻成反比。

  (2)表达式:I=E/(R+r)

  (3)总电流I和路端电压U随外电阻R的变化规律

  当R增大时,I变小,又据U=E-Ir知,U变大。当R增大到时,I=0,U=E(断路)。

  当R减小时,I变大,又据U=E-Ir知,U变小。当R减小到零时,I=Er,U=0(短路)。

  9.路端电压随电流变化关系图像

  U端=E-Ir。上式的函数图像是一条向下倾斜的直线。纵坐标轴上的截距等于电动势的大小;横坐标轴上的截距等于短路电流I短;图线的斜率值等于电源内阻的大小。

  10.闭合电路中的三个功率

  (1)电源的总功率:就是电源提供的总功率,即电源将其他形式的能转化为电能的功率,也叫电源消耗的功率P总=EI。

  (2)电源输出功率:整个外电路上消耗的电功率。对于纯电阻电路,电源的输出功率。

  P出=I2R=[E/(R+r)]2R,当R=r时,电源输出功率最大,其最大输出功率为Pmax=E2/4r

  (3)电源内耗功率:内电路上消耗的电功率P内=U内I=I2r

  (4)电源的效率:指电源的输出功率与电源的功率之比,即=P出/P总=IU/IE=U/E。

  11.电阻的测量

  原理是欧姆定律。因此只要用电压表测出电阻两端的电压,用安培表测出通过电流,用R=U/I即可得到阻值。

  ①内、外接的判断方法:若Rx大大大于RA,采用内接法;Rx小小小于RV,采用外接法。

  ②滑动变阻器的两种接法:分压法的优势是电压变化范围大;限流接法的优势在于电路连接简便,附加功率损耗小。当两种接法均能满足实验要求时,一般选限流接法。当负载RL较小、变阻器总阻值较大时(RL的几倍),一般用限流接法。但以下三种情况必须采用分压式接法:

  a.要使某部分电路的电压或电流从零开始连接调节,只有分压电路才能满足。

  b.如果实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件允许最大电流较小,采用限流接法时,无论怎样调节,电路中实际电流(压)都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流(压),为了保护电表或电阻元件免受损坏,必须要采用分压接法电路。

  c.伏安法测电阻实验中,若所用的变阻器阻值远小于待测电阻阻值,采用限流接法时,即使变阻器触头从一端滑至另一端,待测电阻上的电流(压)变化也很小,这不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据。为了在变阻器阻值远小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流(压),应选择变阻器的分压接法。

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