专题12 交变电流-备战2021年高考物理之纠错笔记系列（原卷版）21页

专题 12 交变电流
易错综述
一、线圈绕垂直磁场的轴旋转产生的交变电流具有以下特点
（1）交变电流的大小与转轴在线圈平面内的具体位置无关，未必是线圈的对称轴；
（2）交变电流的最大值与线圈的面积成正比，与线圈的具体形状无关；
（3）线圈转动的快慢既影响交变电流的周期和频率，又影响交变电流的最大值。
二、对交变电流的理解和应用易出现以下错误
（1）只考虑交变电流的产生与规律而忽视了交变电流的结构；
（2）不知道计算与热效应有关的物理量时应采用有效值；
（3）错误地认为凡是交变电流其电压有效值都可以用 计算。
三、正弦交变电流图象的应用技巧
正弦交变电流随时间的变化情况可以从图象上表示出来，图象描述的是交变电流随时间变化的规律，
它是一条正弦曲线，如图所示，从图中我们可以找到正弦交变电流的最大值 Im、周期 T，也可以根据线圈在
中性面时感应电动势 e 为零、感应电流 i 为零、线圈中的磁通量最大的特点，找出线圈旋转到中性面的时刻，
即线圈中磁通量最大的时刻是 0 时刻、t2时刻和 t4时刻。也可以根据线圈旋转至平行于磁感线时，感应电动
势最大、线圈中感应电流最大和磁通量为零的特点，找出线圈平行于磁感线的时刻是 t1时刻和 t3时刻。
四、理想变压器原、副线圈基本关系的应用
1．基本关系
（1）P 入=P 出；
（2） ，有多个副线圈时，仍然成立， =··· ；
（3） ，电流与匝数成反比，只对一个副线圈的变压器适用，有多个副线圈时，由输入功率和
输出功率相等确定电流关系，n1I1=n2I2+n3I3+··· ；
（4）原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同。
2．制约关系
m
2
2
U U=
2
1
2
1
n
n
U
U
=
3
3
2
2
1
1
n
U
n
U
n
U
==
1
2
2
1
n
n
I
I
=

（1）电压：副线圈电压 U2由原线圈电压 U1和匝数比决定；
（2）功率：原线圈的输入功率 P1由副线圈的输出功率 P2决定；
（3）电流：原线圈电流 I1由副线圈电流 I2和匝数比决定。
五、理想变压器的动态分析
1．解决理想变压器中有关物理量的动态分析问题的方法
（1）分清不变量和变量，弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关系，利用闭合
电路欧姆定律，串、并联电路特点进行分析判定；
（2）分析该类问题的一般思维流程是：
2．常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。
（1）匝数比不变的情况
①U1不变，根据 ，输入电压 U1决定输出电压 U2，不论负载电阻 R 如何变化，U2也不变；
②当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流 I2决定输入电流 I1，故 I1发生变化；
③I2变化引起 P2变化，由 P1=P2知 P1发生变化。
（2）负载电阻不变的情况
①U1不变， 发生变化，U2变化；
②R 不变，U2变化，I2发生变化；学-科网
③根据 和 P1=P2，可以判断 P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化。
六、远距离输电问题
1．远距离输电的处理思路
对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或按从“用电器”
倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析。
2．远距离高压输电的几个基本关系（以下图为例）
2
1
2
1
n
n
U
U
=
2
1
n
n
R
U
P
2
2
2 =

（1）功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=P 损+P3；
（2）电压、电流关系： ， ，U2=ΔU+U3，I2=I3=I 线；
（3）输电电流： ；
（4）输电线上损耗的电功率：P 损=I 线 ΔU=I 线 2R 线= R 线。
当输送功率一定时，输电电压增大到原来的 n 倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的 。
3．远距离输电问题的“三二一”
（1）理清三个回路
（2）抓住两个联系
①理想的升压变压器联系了回路 1 和回路 2，由变压器原理可得：线圈 1（匝数为 n1）和线圈 2（匝数
为 n2）中各个量间的关系是 ， ，P1=P2；
②理想的降压变压器联系了回路 2 和回路 3，由变压器原理可得：线圈 3（匝数为 n3）和线圈 4（匝数
为 n4）中各个量间的关系是 ， ，P3=P4。
（3）掌握一个守恒
能量守恒关系式 P1=P 损+P3
1
2
2
1
2
1
I
I
n
n
U
U
==
3
4
4
3
4
3
I
I
n
n
U
U
==
线
线 R
U...