高三物理交变电流知识点
交变电流是高三学生需要重点复习的物理内容,具体有哪些知识点要复习呢?下面是我给大家带来的高三物理交变电流知识点,希望对你有帮助。
高三物理交变电流知识点
1. 交流电的产生
(1)交流电:大小和方向均随时间作周期性变化的电流。
方向随时间变化是交流电的最主要特征。
(2)交流电的产生
①平面线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴转动时,线圈中就会产生按正弦规律变化的交流电,这种交流电叫正弦式交流电。
②中性面:垂直于磁场的平面叫中性面。线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率为零,此位置线圈中的感应电动势为零,且每经过中性面一次感应电流的方向改变一次。线圈每转一周,两次经过中性面,感应电流的方向改变两次。
(3)正弦式交流电的变化规律:
若从中性面位置开始计时,那么线圈中的电动势、电流、加在外电阻上的电压的瞬时值均按正弦规律变化。
2. 表征交流电的物理量
(1)描述交流电的大小
①瞬时值:交流电的瞬时值反映的是不同时刻交流电的大小和方向。
②最大值:交流电在变化过程中所能达到的最大值是表征交流电强弱的物理量。
③有效值:是根据交流电的热效应规定的,反映的是交流电在能量方面的平均效果。让交流电与恒定电流通过阻值相同的电阻,若在相等时间内产生的热量相等,这一恒定电流值就是交流电的有效值。
各种电器设备所标明的额定电流和额定电压均是有效值。
(2)周期和频率
是用来表示交流电变化快慢的物理量
3. 变压器
(1)变压器的构造及原理
①构造:由一个闭合的铁芯以及绕在铁芯上的两组(或两组以上)的线圈组成。和电源相连的线圈叫原线圈,与负载相连的线圈叫副线圈。
②工作原理
原线圈加上交变电压后会产生交变的电流,这个交变电流会在铁芯中产生交变的磁通量,那么副线圈中会产生交变电动势,若副线圈与负载组成闭合电路,副线圈中也会有交变电流产生,它同样在铁芯中激发交变的磁通量,这样,由于原、副线圈中有交变电流通过而发生的一种相互感应现象叫互感现象。变压器工作的物理基础就是利用互感现象。
(2)理想变压器
①铁芯封闭性好、无漏磁现象,即穿过原、副线圈的磁通量相等。
②线圈绕组的电阻不计,无铜损现象。
③铁芯中涡流不计,即铁芯不发热,无铁损现象。
对理想变压器有:原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率。
(3)原、副线圈中的电压、电流关系。
②功率关系:P1=P2。
4. 远距离输电
①远距离输电要解决的关键问题是减少输电线上电能的热损耗。
②减少远距离输电过程中电能损失的方法:
若输电功率为P,输电电压为U,输电线电阻为R,则输电线上热损耗P损=I2R小ρ和增大S的办法减小R,但作用有限:另一是减小输电电流I,在输电功率P一定的的情况下,I=P/U,故增大输电电压可减小输电电流,减小输电线能量损失,提高输电功率。
高三物理电流练习
1.下列叙述中正确的是( )
A.导体中电荷运动就形成电流
B.国际单位制中电流的单位是安
C.电流强度是一个标量,其方向是没有意义的
D.对于导体,只要其两端电势差不为零,电流必定不为零
解析:选BD.电流产生的条件包括两个方面:一是有自由电荷;二是有电势差.导体中有大量的自由电子,因此只需其两端具有电势差即可产生电流,在国际单位制中电流的单位为安.
2.关于电源以下说法正确的是( )
A.电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极,从而保持两极之间有稳定的电势差
B.电源的作用就是将其他形式的能转化为电能
C.只要电路中有电源,电路中就一定有电流
D.电源实质上也是一个用电器,也需要外界提供能量
解析:选B.电源的作用是维持正、负极之间恒定的电势差,这需要电源不断地将负电荷向负极聚集,将正电荷向正极聚集,外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动,在电源内部,需要将正极上的电子搬运到负极,维持电势差不变,故A错.从能量角度来看,电源在搬运电荷的过程中,需要克服电场力做功,将其他形式的能转化为电能,B对.电路中有电流不仅需要电源,还需要电路是闭合的,故C错.电源是对电路提供能量的装置,故D错.
3.给一粗细不均匀的同种材料制成的导体通电,下列说法正确的是( )
A.粗的地方电流大,细的地方电流小
B.粗的地方电荷定向移动速率大,细的地方小
C.各处的电流大小相同
D.粗的地方电荷定向移动速率小,细的地方大
解析:选CD.同一根导线上的电流相等,故C对.由I=nqSv知,D对.
4.一个电解槽中,单位体积的正、负离子数都是n,每个离子带电荷量为q,正、负离子的平均定向运动速度都为v,电解槽的横截面积为 S,试求通过电解槽的电流.
解析:在电解槽中,在垂直于v的方向上我们取一横截面,在单位时间内通过这个横截面的正、负离子数均为N=vSn,由于正负离子形成的电流同向,所以,电解槽中的电流为:I=2Nqt=2nqSv1=2nqSv.
答案:2nqSv
高三物理交变电流结论
1.若一条直线上有三个点电荷,因相互作用而平衡,其电性及电荷量的定性分布为“两同夹一异,两大夹一小”。
2.匀强电场中,任意两点连线中点的电势等于这两点的电势的平均值。在任意方向上电势差与距离成正比。
3.正电荷在电势越高的地方,电势能越大,负电荷在电势越高的地方,电势能越小。
4.电容器充电后和电源断开,仅改变板间的距离时,场强不变。
5.两电流相互平行时无转动趋势,同向电流相互吸引,异向电流相互排斥;两电流不平行时,有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。
6.带电粒子在磁场中仅受洛伦兹力时做圆周运动的周期与粒子的速率、半径无关,仅与粒子的质量、电荷和磁感应强度有关。
7.带电粒子在有界磁场中做圆周运动
(1)速度偏转角等于扫过的圆心角;
(2)几个出射方向:
①粒子从某一直线边界射入磁场后又从该边界飞出时,速度与边界的夹角相等。
②在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出——对称性。
③刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中的轨迹与边界相切。