交變電流電磁波考綱要求與

1、交變電流交變電流 電磁波電磁波 考綱要求與例題考綱要求與例題 高中物理知識塊系列復(fù)習知識要求 類類 電阻、電感和電容對交變電流的作用電阻、電感和電容對交變電流的作用 感抗和容抗感抗和容抗 變壓器的原理，電壓比和電流比，電能的輸送變壓器的原理，電壓比和電流比，電能的輸送 電磁場，電磁波，電磁波的波速。電磁場，電磁波，電磁波的波速。 無線電波的發(fā)射和接收。電視，雷達。無線電波的發(fā)射和接收。電視，雷達。 類類 交流發(fā)電機及其產(chǎn)生正弦交流電的原理，交流發(fā)電機及其產(chǎn)生正弦交流電的原理， 正弦交流電的圖象和三角函數(shù)表達式。正弦交流電的圖象和三角函數(shù)表達式。 最大值與有效值，周期與頻率。最大值與有效值，周期

2、與頻率。 技能要求 一、一、交流電路中電功的計算和電量的計算交流電路中電功的計算和電量的計算 二、認識身邊的電磁波二、認識身邊的電磁波 三、水電站的能量轉(zhuǎn)化和能量輸送三、水電站的能量轉(zhuǎn)化和能量輸送 例題一如圖所示，矩形線圈共如圖所示，矩形線圈共100100匝，匝，ad0.40.4m，在磁感應(yīng)強度為，在磁感應(yīng)強度為0.5T0.5T的勻強磁場中的勻強磁場中繞垂直磁場的繞垂直磁場的OOOO軸以每秒軸以每秒5050轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動。（1 1）線圈在什么位置時感應(yīng)電動勢最大，為多少？）線圈在什么位置時感應(yīng)電動勢最大，為多少？（2 2）以圖示位置為計時時刻，電動勢的變化規(guī)律怎樣？）以圖示位置為計

3、時時刻，電動勢的變化規(guī)律怎樣？（3 3）從圖示位置轉(zhuǎn)過）從圖示位置轉(zhuǎn)過9090的過程中感應(yīng)電動勢的平均值為多少？的過程中感應(yīng)電動勢的平均值為多少？（4 4）從圖示位置開始計時，）從圖示位置開始計時，t t1/150s1/150s時，線圈中感應(yīng)電動勢是多少？時，線圈中感應(yīng)電動勢是多少？分析與解答分析與解答（1）線圈平面與磁感線平行時電動勢最大，）線圈平面與磁感線平行時電動勢最大，Em=V400SnB （2）tsine100400 （3）E平均平均= (請注意到它與有效值請注意到它與有效值E= 的區(qū)別的區(qū)別)V800 t/nBSt/V2200 V320015011004004sin、e 例題二 一

4、小型發(fā)電機內(nèi)的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角一小型發(fā)電機內(nèi)的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度速度繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動。線圈匝數(shù)繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動。線圈匝數(shù)n n100100，穿過每匝線圈的磁通量，穿過每匝線圈的磁通量隨時間按正弦規(guī)律變化，隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖所示。發(fā)電機內(nèi)阻如圖所示。發(fā)電機內(nèi)阻r r5.05.0，外電路電阻，外電路電阻R R9595。已知感應(yīng)電動勢的最大值已知感應(yīng)電動勢的最大值EmEmnm，其中，其中m為穿過為穿過每匝線圈磁通量的最大值。求串聯(lián)在外電路中的交流每匝線圈磁通量的最大值。求串聯(lián)在外電路中的交流電流表（內(nèi)阻不計）的示數(shù)電流表（內(nèi)阻不計）的示數(shù)

5、 分析與解答分析與解答 交流電表的示數(shù)都是有效值。交流電表的示數(shù)都是有效值。 Em= nm, =2/T=2S=2/T=2S-1 -1 ， Em = =200V E=100V. I=1.34A 例題三 如圖所示，在磁感應(yīng)強度如圖所示，在磁感應(yīng)強度B B0.5T0.5T的勻強磁場中，有一的勻強磁場中，有一個正方形金屬線圈個正方形金屬線圈abcd，邊長，邊長l0.20.2m，線圈，線圈ad邊跟磁邊跟磁場左側(cè)邊界重合，線圈電阻場左側(cè)邊界重合，線圈電阻R R0.40.4，用外力使線圈，用外力使線圈從磁場中運動出來，一次是使線圈從左側(cè)邊界勻速平從磁場中運動出來，一次是使線圈從左側(cè)邊界勻速平行移出磁場，另一

6、次是使線圈以行移出磁場，另一次是使線圈以ad邊為軸勻速轉(zhuǎn)動出邊為軸勻速轉(zhuǎn)動出磁場，兩次所用時間都是磁場，兩次所用時間都是0.10.1s。試計算兩次外力做功。試計算兩次外力做功之差及兩次線圈中通過的電量之比。之差及兩次線圈中通過的電量之比。 例題分析與解答 向左勻速拉出：向左勻速拉出：V1=l/t=2m/s,E=lVB=0.2V,I=lVB/R=0.5A,F1=IlB=0.05N W1=F1l=0.01J;q1=It=0.05C. 以以ad邊為軸勻速轉(zhuǎn)動出磁場過程外力做的功必須用交邊為軸勻速轉(zhuǎn)動出磁場過程外力做的功必須用交流電的有效值來計算：流電的有效值來計算：=5S-1 ,Em= l2B=0.

7、1 VJ0120222.tREW,EEm C0502.ttRq： 求電量必須用平均電流求電量必須用平均電流.WW1qqJ,10221312 例題四 （20032003年上海市高考理綜）攝影機、數(shù)碼相機、錄像年上海市高考理綜）攝影機、數(shù)碼相機、錄像帶、畫布、毛筆、光盤、眼鏡、照相底片、放映機等帶、畫布、毛筆、光盤、眼鏡、照相底片、放映機等陸續(xù)出現(xiàn)在人類的生活中。其中作為圖像載體的陸續(xù)出現(xiàn)在人類的生活中。其中作為圖像載體的有有 ；作為圖像記錄工具的有（按發(fā)明時間的先后；作為圖像記錄工具的有（按發(fā)明時間的先后排列）排列） 。 分析與解答；注意按發(fā)明時間的先后排列。分析與解答；注意按發(fā)明時間的先后排列

8、。 作為圖像載體的有（畫布、照相底片、錄像帶、光盤）作為圖像載體的有（畫布、照相底片、錄像帶、光盤） 作為圖像記錄工具的有（毛筆、攝影機、數(shù)碼相機）作為圖像記錄工具的有（毛筆、攝影機、數(shù)碼相機） （“毛筆毛筆”不在第一位不給分）不在第一位不給分） 例題五（20032003年上海市高考理綜）年上海市高考理綜）用遙控器調(diào)換電視機頻道的過程，實用遙控器調(diào)換電視機頻道的過程，實際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程。下列屬于這類傳際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程。下列屬于這類傳感器的是感器的是（ ）A紅外報警裝置紅外報警裝置B走廊照明燈的聲控開關(guān)走廊照明燈的聲控開關(guān) C自動洗衣機中的壓力傳感

9、裝置自動洗衣機中的壓力傳感裝置 D電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器分析與解答：分析與解答：聲控開關(guān)是把聲波轉(zhuǎn)化為電信號；聲控開關(guān)是把聲波轉(zhuǎn)化為電信號；自動洗衣機中的壓力傳感裝置是把機械信號轉(zhuǎn)化為電信號；自動洗衣機中的壓力傳感裝置是把機械信號轉(zhuǎn)化為電信號；電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器是把熱信號轉(zhuǎn)化為電信號；電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器是把熱信號轉(zhuǎn)化為電信號；正確選項只有正確選項只有A A例題六 如圖所示，理想變壓器輸入電壓一定，給負載如圖所示，理想變壓器輸入電壓一定，給負載R R供電，供電，使變壓器輸入功率增大的方法是（使變壓器輸入功率增大的方法是（ ） A A只

10、增大負載電阻的阻值只增大負載電阻的阻值 B B只減小負載電阻的阻值只減小負載電阻的阻值 C C只增加原線圈的匝數(shù)只增加原線圈的匝數(shù) D D只增加副線圈的匝數(shù)只增加副線圈的匝數(shù) 分析與解答分析與解答 只增大負載電阻的阻值導致輸出電流減小，只增大負載電阻的阻值導致輸出電流減小，A錯；錯； 理想變壓器每一匝的電壓都相等，理想變壓器每一匝的電壓都相等， 只增加原線圈的匝數(shù)使每一匝的電壓減小，只增加原線圈的匝數(shù)使每一匝的電壓減小，C錯；錯； 正確選項為正確選項為BD。 例題七 某河段河水流量為某河段河水流量為5 5m3 3/s，水流下落的高度為，水流下落的高度為8 8m?，F(xiàn)在?，F(xiàn)在利用它來發(fā)電，設(shè)所用發(fā)

11、電機的效率為利用它來發(fā)電，設(shè)所用發(fā)電機的效率為5050，求：（，求：（1 1）發(fā)電機的輸出功率；（發(fā)電機的輸出功率；（2 2）設(shè)發(fā)電機的輸出電壓為）設(shè)發(fā)電機的輸出電壓為50005000V，向，向400400km外的用戶輸電，輸電線的電阻率外的用戶輸電，輸電線的電阻率1.71.71010-8-8/m，橫截面積，橫截面積S S0.850.85cm2，輸電導線上的，輸電導線上的電功率損失要求不超過輸出功率的電功率損失要求不超過輸出功率的4 4，則在輸電時的，則在輸電時的電壓應(yīng)升高到多少伏？所用的升壓變壓器的原、副線電壓應(yīng)升高到多少伏？所用的升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是多少？（圈的匝數(shù)比是多少？（

12、g g取取9.89.8m/s2） 分析與解答分析與解答 （1）P=5009.8850 =196KW （2）R= 2L/S= 160，P P失失=I=I2 2R=7840R=7840W I=7AI=7A，U U2 2=P/I=28=P/I=2810103 3V V， n n1 1/n/n2 2=5/28=5/28。 例題八 如圖所示，在真空中速度為如圖所示，在真空中速度為v6.46.41010-7-7m/s的電子束的電子束連續(xù)地射出兩平行極板之間，極板長度為連續(xù)地射出兩平行極板之間，極板長度為l8.08.01010- -2 2m，間距為，間距為d5.05.01010-3-3m。兩極板不帶電時，電

13、子束。兩極板不帶電時，電子束將沿兩極板之間的中線通過，在兩極板上加一將沿兩極板之間的中線通過，在兩極板上加一50Hz50Hz的的交變電壓交變電壓UU0sintsint，如果所加電壓的最大值，如果所加電壓的最大值U U0 0超過超過某一值某一值Uc時，將出現(xiàn)以下現(xiàn)象：電子束有時能通過兩時，將出現(xiàn)以下現(xiàn)象：電子束有時能通過兩極板；有時間斷不能通過。（極板；有時間斷不能通過。（e e1.61.61010-19-19C,mC,me e9.119.111010-31-31kgkg）求：）求： （1 1）Uc的大??；的大小； （2 2）U0為何值才能使通過的時間為何值才能使通過的時間 t t1 1跟間斷的

14、時間跟間斷的時間t t2 2之比為之比為2:12:1。 例題分析與解答 （1）t=t=l/v=1.2510-9S,在這樣短的時間內(nèi)可認為電在這樣短的時間內(nèi)可認為電場是恒定的電子作類平拋運動。場是恒定的電子作類平拋運動。 2212 uLdmeUdcU Uc c= =91V91V （2 2）右圖可以幫助理解）右圖可以幫助理解U U0 0的物理意義：的物理意義：t t1 1=T/6=T/6，t t2 2=T/4-T/6=T/12=T/4-T/6=T/12， U U0 0sin/3=Usin/3=Uc c=91=91 VU0=105V作業(yè)1、 某交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系如圖某交流發(fā)電機產(chǎn)

15、生的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系如圖所示，如果其他條件不變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，所示，如果其他條件不變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，則交流電動勢的最大值和周期分別變?yōu)椋▌t交流電動勢的最大值和周期分別變?yōu)椋?） A400V，0.02s B200V，0.02s C400V，0.08s D200V，0.08s 轉(zhuǎn)速加倍則最大值加倍，周期減半轉(zhuǎn)速加倍則最大值加倍，周期減半 B作業(yè)2、 如圖如圖a所示，所示，A、B為兩個相同的環(huán)形線圈，共軸并靠為兩個相同的環(huán)形線圈，共軸并靠近放置。近放置。A線圈中通有如圖線圈中通有如圖b所示的交流電所示的交流電i，則（，則（ ） A在在t1到到t2時間內(nèi)，時間內(nèi)，A、B兩線圈相吸兩線

16、圈相吸 B在在t1到到t2時間內(nèi)，時間內(nèi)，A、B兩線圈相斥兩線圈相斥 Ct2時刻兩線圈間作用力為零時刻兩線圈間作用力為零 Dt2時刻兩線圈間吸引力最大時刻兩線圈間吸引力最大 分析：分析： t2時刻時刻B中的電流中的電流 為零，為零，AB間無相互作用間無相互作用 t1時刻時刻A中磁通量變化率為零，中磁通量變化率為零，A中電流為零；中電流為零； 在在t1到到t2時間內(nèi)時間內(nèi)B中電流減小這相當于中電流減小這相當于B遠離遠離A所以所以AB相互吸引。相互吸引。AC作業(yè)3、 右右圖示意了圖示意了LC振蕩電路在某時刻電容器的帶電情況及線振蕩電路在某時刻電容器的帶電情況及線圈中的磁感線，由此可以斷定圈中的磁感

17、線，由此可以斷定 A電容器正在充電電容器正在充電 B電感線圈中的磁場能正在增加電感線圈中的磁場能正在增加 C電路中的電流強度正在減少電路中的電流強度正在減少 D電容器的電場能正在減少電容器的電場能正在減少 分析：分析： 由磁感線的方向可以判斷電流的方向由磁感線的方向可以判斷電流的方向 根據(jù)右手螺旋定則電流是從電容器正極流向負極根據(jù)右手螺旋定則電流是從電容器正極流向負極 所以電容器正在放電，電場能正在減少所以電容器正在放電，電場能正在減少 磁場能正在增加磁場能正在增加BD作業(yè)4、右圖所示電路中的電容器稱為高頻旁路電容，下列說法正確的是：右圖所示電路中的電容器稱為高頻旁路電容，下列說法正確的是：（

18、 ）A A電容器的電容很大電容器的電容很大 B B電容器的電容很小電容器的電容很小C C對高頻而言，電容器的容抗很大對高頻而言，電容器的容抗很大D對低頻而言，電容器的容抗很大對低頻而言，電容器的容抗很大 分析分析高頻旁路電容一般采用高頻旁路電容一般采用102P到到100P的小電容器的小電容器如果高頻旁路電容的電容過大就會把低頻信號也旁路掉。如果高頻旁路電容的電容過大就會把低頻信號也旁路掉。所以高頻旁路電容對低頻信號的容抗應(yīng)該很大。所以高頻旁路電容對低頻信號的容抗應(yīng)該很大。BD作業(yè)5、如圖所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個相同的燈泡如圖所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個相同的

19、燈泡L L1 1和和L L2 2，輸電線的等效電阻為，輸電線的等效電阻為R R，開始時電鍵，開始時電鍵S S斷開，當斷開，當S S接通時，以接通時，以下說法中正確的是（下說法中正確的是（ ）A A副線圈兩端副線圈兩端MNMN的輸出電壓減小的輸出電壓減小B B副線圈輸電線等效電阻副線圈輸電線等效電阻R R上的電壓降增大上的電壓降增大C C通過燈泡通過燈泡L L1 1的電流增大的電流增大D原線圈中的電流增大原線圈中的電流增大分析：變壓器的輸入電壓不變、輸出電壓也不變，故分析：變壓器的輸入電壓不變、輸出電壓也不變，故A錯錯S接通后總電阻減小，輸出電流就增大，所以輸入電流也增大接通后總電阻減小，輸出電

20、流就增大，所以輸入電流也增大輸電線等效電阻輸電線等效電阻R上的電壓降就增大上的電壓降就增大并聯(lián)電燈兩端的電壓就減小，故并聯(lián)電燈兩端的電壓就減小，故C錯錯 BD作業(yè)6、 如圖如圖a a為電熱毯的電路圖，電熱絲接在為電熱毯的電路圖，電熱絲接在u u311sin100tV311sin100tV的的電源上，電熱毯被加熱到一定溫度后，通過裝置電源上，電熱毯被加熱到一定溫度后，通過裝置P P使輸入使輸入電壓變?yōu)閳D電壓變?yōu)閳Db b所示波形，從而進入保溫狀態(tài)，若電熱絲電所示波形，從而進入保溫狀態(tài)，若電熱絲電阻保持不變，此時交流電壓表的讀數(shù)是（阻保持不變，此時交流電壓表的讀數(shù)是（ ） A110V B156V C

21、220V D211V 分析：電壓表的讀數(shù)是交流電的有效值分析：電壓表的讀數(shù)是交流電的有效值 原電流的有效值是原電流的有效值是220V 設(shè)圖設(shè)圖b所示的電流的有效值為所示的電流的有效值為U 則則2U2/R=2202/R U=B作業(yè)7、 如圖所示的電表均為理想的交流電表，保險絲如圖所示的電表均為理想的交流電表，保險絲P的熔斷的熔斷電流為電流為2A，電容器，電容器C的擊穿電壓為的擊穿電壓為300V。若在。若在a、b間間加正弦交流電壓，并適當?shù)卣{(diào)節(jié)加正弦交流電壓，并適當?shù)卣{(diào)節(jié)R0和和R接入電路中的接入電路中的阻值，使阻值，使P恰好不被熔斷，恰好不被熔斷，C恰好不被擊穿，則電流

22、表恰好不被擊穿，則電流表的讀數(shù)為的讀數(shù)為 A，電壓表的讀數(shù)為，電壓表的讀數(shù)為 V。 分析：保險絲的熔斷電流是指電流的有效值分析：保險絲的熔斷電流是指電流的有效值 而電容器的擊穿電壓是指電壓的最大值而電容器的擊穿電壓是指電壓的最大值 所以電流表的讀數(shù)為所以電流表的讀數(shù)為2A 電壓表的讀數(shù)為電壓表的讀數(shù)為V21221502300 作業(yè)8、 雷達站正在觀察一飛機飛行，若飛機正向雷達雷達站正在觀察一飛機飛行，若飛機正向雷達站飛來，從某時刻雷達發(fā)出電磁波到接收到反站飛來，從某時刻雷達發(fā)出電磁波到接收到反射的電磁波歷時射的電磁波歷時200s，隔，隔4s后再觀測，從發(fā)后再觀測，從發(fā)出電磁波到接收到反射的電磁

23、波歷時出電磁波到接收到反射的電磁波歷時186s，飛機的飛行速度為飛機的飛行速度為 m/s。 分析：本題的示意圖如下分析：本題的示意圖如下 雷達站雷達站S1=Ct1/2=3104mS2=Ct2/2=2.79 104mS1-S2=V 44V=2100m,V=525m/s作業(yè)9、 如果你通過同步衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的無線電話與對方通話，則在如果你通過同步衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的無線電話與對方通話，則在你講完話后，至少要等多長時間才能聽到對方的回話？你講完話后，至少要等多長時間才能聽到對方的回話？已知地球的質(zhì)量已知地球的質(zhì)量M6.01024kg，地球半徑，地球半徑R6.4106m，萬有引力恒量，萬有引力恒量G6.671011N

24、m2/kg2。 分析：首先要知道同步衛(wèi)星的高度分析：首先要知道同步衛(wèi)星的高度 m1063722 .h,hRmhRMmG無線電波的傳播距離是無線電波的傳播距離是4hs4804.Cht 作業(yè)10、 輸送輸送4.04.010106 6W W的電能，若發(fā)電機輸出電壓為的電能，若發(fā)電機輸出電壓為2000V2000V，選，選用變壓器升壓后應(yīng)用截面積為用變壓器升壓后應(yīng)用截面積為4.25cm4.25cm2 2的銅導線，把電能的銅導線，把電能送到送到400Km400Km遠處，線路損失的功率為遠處，線路損失的功率為5.05.010105 5W W。已知銅。已知銅的電阻率的電阻率=1.7=1.71010-8-8m

25、m。 （1 1）應(yīng)選用匝數(shù)比為多少的升壓變壓器？）應(yīng)選用匝數(shù)比為多少的升壓變壓器？ （2 2）在用電區(qū)的降壓變壓器的原線圈的兩端電壓是多大？）在用電區(qū)的降壓變壓器的原線圈的兩端電壓是多大？ 分析：輸電線電阻分析：輸電線電阻R=R= 32102541080010712458 .sdA125100552 I ,.RIP失失.IPU161320002000nnV,1023214 V280003212532000(2)2 失失UUU、.nn1114002202800021 作業(yè)11、 電磁爐專用平底鍋的鍋底和鍋壁均由耐高溫絕緣材料電磁爐專用平底鍋的鍋底和鍋壁均由耐高溫絕緣材料制成。起加熱作用的是安在鍋底的一系列半徑不同的制成。起加熱