新教材 人教版高中物理選擇性必修第二冊全冊知識點提煉及考點

高中物理選擇性必修第二冊知識點提煉及考點第1章安培力與洛倫茲力 第1節(jié)安培力及其應用 第2節(jié)洛倫茲力 第3節(jié)洛倫茲力的應用 章末復習總結(jié) 第2章電磁感應及其應用 第1節(jié)科學探究：感應電流的方向(第1課時) 第1節(jié)科學探究：感應電流的方向(第2課時) 第2節(jié)法拉第電磁感應定律 第3節(jié)自感現(xiàn)象與渦流 44-第3章交變電流與遠距離輸電 第1節(jié)交變電流的特點 第2節(jié)交變電流的產(chǎn)生 第3節(jié)科學探究：變壓器 第4節(jié)電能的遠距離輸送 變壓器綜合問題 章末復習總結(jié) 第1節(jié)電磁波的產(chǎn)生 第2節(jié)電磁波的發(fā)射、傳播和接收 第3節(jié)電磁波譜 90- 95-第5章傳感器及其應用 第1節(jié)常見傳感器的工作原理 第2節(jié)科學制作：簡單的自動控制裝置 第3節(jié)大顯身手的傳感器 章末復習總結(jié) 第1章安培力與洛倫茲力判斷方法：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)，讓考點1安培力的方向(教師用書獨具)教材P?“迷你實驗室”答案提示：安培力方向與電流方向、磁感應強度的方向都垂直，即垂直于電流方向、磁感應強度方向決定的平面。教材P?“迷你實驗室”答案提示：反向電流相互排斥，同向電流相互吸引，因為其中一個電流放置于另一個電流的磁場中，可用左手定則判斷。用兩根細銅絲把一根直導線懸掛起來，放入蹄形磁鐵形成的磁時，你能看到通電導線在磁場中朝一個方向擺動，這個實驗現(xiàn)象說明了什么?改變電池的正負極接線柱或?qū)⒋盆F的N極、S極交換位置，閉合開關，你能看到通電導線的擺動方向發(fā)生改NN不管電流方向與磁場方向是否垂直，安培力的方向總是垂直于磁場方向和電流方向所決定的平面，即總有F⊥I和F⊥B。(2)已知F、B的方向，當導線的位置確定時，可唯一確定7的方向。2.安培定則(右手螺旋定則)與左手定則的區(qū)別安培定則(右手螺旋定則)左手定則判斷電流的磁場方向向象電流在磁場中法拇指指向電流的方向四指彎曲的方向表示電流的環(huán)繞方向磁感線穿過手掌心，四指指向電流的方向結(jié)果四指彎曲的方向表示磁感線的方向拇指指向軸線上磁感線的方向拇指指向電流受到的磁場力的方向【例1】畫出圖中通電直導線A受到的安培力的方向。[解析](1)中電流與磁場垂直，由左手定則可判斷出A所受安培力方向如圖甲所示。(2)中條形磁鐵在A處的磁場分布如圖乙所示，由左手定則可判斷A受到的安培力的方向如圖乙所示。(3)中由安培定則可判斷出電流A處磁場方向如圖丙所示，由左手定則可判斷出A受到的安培力方向如圖丙所示。(4)中由安培定則可判斷出電流A處磁場如圖丁所示，由左手定則可判斷出A受到的安培力方向如圖丁所示。[答案]AB1AA判斷安培力方向常見的兩類問題問題一問題三B與!有夾角B//I安培力的大小9,與電流方向平行的分量B?=Bcos9,平行于導線的分量B?對通電導線沒有作用力，通電導線所受的作用力F僅由B決定，即F=I1B,故F=I1Bsin9(9為B與I的夾角)。相應的電流沿/由始端流向末端。導線所處的磁場應為勻強磁場；在非勻強磁場中，公式僅適用于很短的通電導線。3.電流在磁場中的受力特點電荷在電場中一定會受到電場力作用，但是電流在磁場中不一定受安培力作用。當電流方向與磁場方向平行時，電流不受安培力作用。4.當電流同時受到幾個安培力時，則電流所受的安培力為這幾個安培力的矢量和。強度均為B,求各導線所受到的安培力的大小。式本質(zhì)是有效長度或有效磁場，正確分解。B圖中，B⊥I,導線再怎么放，也在紙平面內(nèi)，故F=IIB。C圖是兩段導線組成的折線abc,整體受力實質(zhì)上是兩部分直導線分別受力的矢量和，其有效長度為ac,故F=丶2I1B。D圖中，從a→b的半圓形電流，分析圓弧上對稱的每應用安培力公式F=BIlsin9解題的技巧(1)公式F=IIBsin9中9是B和I方向的夾角，不能盲目應用題目中所給的夾角，要根據(jù)具體情況進行分析。(2)公式F=IBlsin9中的Isin9也可以理解為垂直于磁場方向的“有效長度”。如圖所示，在玻璃皿的中心放一個圓柱形電極，沿邊緣內(nèi)壁放一個圓環(huán)形電極，將兩電極接在電池的兩極上，然后在玻璃皿中放入Q-Q-N'鹽水，把玻璃皿放入蹄形磁鐵的磁場中，N極在下，S極在上，通電后鹽水就會旋轉(zhuǎn)起來。通電到安培力使得鹽水逆時針(自上向下看去)轉(zhuǎn)電流把整段導線分為多段電流元，先用左手定則判斷每段電流元所受安培力的方然后判斷整段導線所受安培力的方向，從而確定導線運動方向環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可以等效成條形磁鐵通過轉(zhuǎn)動通電導線到某個便于分析的特殊位置，判斷其所而確定其運動方向兩平行直線電流在相互作用過程中，無轉(zhuǎn)動趨勢，同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；不平行的兩直線電流相互作用時，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流而確定磁體所受合力及其運動方向【例3】一個可以自由運動的線圈L?和一個固定的線圈L?互相絕緣垂直放置，且兩個線圈的圓心重合。當兩線圈通以如圖所示的電流時，從左向右看，則L?產(chǎn)生的磁場中，據(jù)安培定則可知各電流元所在處磁場向上。由左手定則可得，上部電流元不管是電流還是磁體，對通電導體的作用都是通過磁場來實現(xiàn)的，因此，此類問題可按(3)如果電荷運動的方向與磁場方向夾角為9,f=qvBsin9截取一段長度1=v△t的導線，這段導線中所含的自由電子數(shù)為N,則F=I1B=neSv2B△2.向心力：由洛倫茲力f提供，即得質(zhì)量成正比，與電荷量和磁感應強度成反比，而與軌道半徑和運動速率無關考點1子運動方向相同的電流的導線放入該位置，則所電子束狹壁電子束狹壁熒光屏陰極陽極甲SS十N乙(2)將磁鐵的N極、S極交換位置，電子流有什么變化，說明了什么?1.洛倫茲力方向的特點若一個因素相反則F*方向相反(2)洛倫茲力的方向既與磁場方向垂直，又與電荷的運動方向垂直，即洛倫茲力垂直于v和B兩者所決定的平面。不改變v的大小洛(1)區(qū)別①洛倫茲力是指單個運動的帶電粒子所受到的磁場力，而安培力是指通電直導線所受到的磁場力?！纠?】如圖所示，各圖中勻強磁場的磁感應強度均為B,帶電粒子的速率均為v,所帶電荷量均為q,試求出各圖中帶電粒子所受洛倫茲力的大小，并標出洛倫茲力的方向。甲乙丙丁如圖所示的裝置叫作洛倫茲力演示儀。玻璃泡內(nèi)的電子槍(泡內(nèi)的低壓汞蒸氣發(fā)出輝光，這樣就可顯示出電子的軌跡。電子垂直射入磁場時，電子為什①已知入射方向和出射方向時，可通過入射點和出射點分別作垂直甲乙②已知入射點和出射點的位置時，可以通過入射點作入射方向的垂線，連接入射點和出射點，作其中垂線，這兩條垂線的交點就是圓弧軌道的圓心(如圖乙所示，圖中P為入射點，3.帶電粒子在有界磁場中的圓周運動的幾種常見情形(1)直線邊界：進出磁場具有對稱性，射入和射出磁場時，速度與邊界夾角大小相等，如甲乙丙(2)平行邊界：存在臨界條件，如圖所示。丁戊己(3)圓形邊界：沿徑向射入必沿徑向射出，如圖所示。庚量為m、電荷量為e)以v的速度從點O與M成30。角的方向射入磁場中，求：2,磁偏轉(zhuǎn)；利用磁場改變帶電粒子的運動方向稱為磁偏轉(zhuǎn)。3.顯像管的構(gòu)造和原理(2)原理：電子槍發(fā)出的電子，經(jīng)電場加速形成電子束，在水平偏轉(zhuǎn)線圈和豎直偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的不斷變化的磁場作用下，運動方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，實現(xiàn)掃描，在熒光屏上顯示圖像。二、質(zhì)譜儀1.原理圖：如圖所示。質(zhì)譜儀原理示意圖2.加速：帶電離子進入質(zhì)譜儀的加速電場，由動能定理得：3.偏轉(zhuǎn)：離子進入質(zhì)譜儀的偏轉(zhuǎn)磁場做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力②由①②兩式可以求出離子的半徑4.質(zhì)譜儀的應用：可以分析比荷和測定離子的質(zhì)量。1.構(gòu)造圖：如圖所示。回旋加速器原理示意圖2.工作原理(1)電場的特點及作用特點：兩個D形盒之間的窄縫區(qū)域存在交變電壓。作用：帶電粒子經(jīng)過該區(qū)域時被加速。作用：帶電粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，從而改變運動方向，半個周期后再考點1如圖所示為質(zhì)譜儀原理示意圖。離子從容器A下方的小孔S?進入質(zhì)譜儀后打在底片上，什么樣的粒子打在質(zhì)譜儀顯示屏上的位置會不同?位置SU得1.速度選擇器只選擇粒子的速度(大小和方向)而不選擇粒子的質(zhì)量、電荷量和電性。2.從S?與S?之間得以加速的粒子的電性是固定的，因此進入偏轉(zhuǎn)磁場空間的粒子的電3,打在底片上同一位置的粒子，不能確定其質(zhì)量或電荷量一定中與圓心0等距各點的電場強度大小相同，方向沿徑向指向圓心0;磁分析器中在以O?為圓經(jīng)加速電場加速后，從M點沿垂直于該點的場強方向進入靜電分析器，在靜電分析器中點沿著既垂直于磁分析器的左邊界又垂直于磁場的方向射入磁分析器中，最后離子沿垂直于[解析]設離子進入靜電分析器時的速度為v,離子在加速電場中加速的過程中，由動②③④⑤方向垂直紙面向外應用質(zhì)譜儀的兩點注意(1)質(zhì)譜儀的原理中包括粒子的加速、受力的平衡(速度選擇器)、牛頓第二定律和勻速圓(2)分析粒子的運動過程，建立各運動階段的模型、理清各運動階段之間的聯(lián)系，根據(jù)帶電粒子在不同場區(qū)的運動規(guī)律列出對應的方程。對回旋加速器工作原理的理解回旋加速器中磁場和電場分別起什么作用?對交流電源的周期改變是否要求越來越以便能使粒子在縫隙處剛好被加速?應等于帶電粒子在磁場中運動的周期，是不變的，和粒子1.速度和周期的特點：在回旋加速器中粒子的速度逐漸增大，但粒子在磁場中做勻速圓2.最大半徑及最大速度：粒子的最大半徑等于D形盒的半徑3.最大動能及決定因素：最大動能即粒子所能達到的最大動能由磁場B、D形盒的半徑R、粒子的質(zhì)量m及帶電荷量q共同決定，與加速電場的電壓無關。4.粒子被加速次數(shù)的計算：粒子在回旋加速器盒中被加速的次數(shù)(U是加速電壓大小),一個周期加速兩次。設在電場中加速的時間為ti,縫的寬度為d,則5.粒子在回旋加速器中運動的時間：在磁場中運動的時間總時間為t=場，使粒子每穿過狹縫都得到加速；兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面。粒子源(3)粒子在電場中運動時間極短，高頻交變電壓頻率要符合粒子回旋頻率則則速度[答案](1)勻速圓周運動(2)勻加速直線運動(3)頻率速度[鞏固層·知識整合小NFEQ\*jc3\*hps12\o\al(\s\up6(mg),q)bs4R[提升層·能力強化]主題11.安培力的大小(3)當通電導體和磁場方向的夾角為9時，F(xiàn)=IIBsin9。2.安培力的方向(1)安培力的方向由左手定則確定。3.通電導線在磁場中的平衡和加速(1)首先把立體圖畫成易于分析的平面圖，如側(cè)視圖、剖視圖或俯視圖等。(2)確定導線所在處磁場的方向，根據(jù)左手定則確定安培力的方向。【例1】如圖所示，在傾角9=30°的斜面上固定一平行金屬導軌，導軌間距離1=0.25m,兩導軌間接有滑動變阻器R和電動勢E=12V、內(nèi)阻不計的電池。垂直導軌放有一根質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒ab,它與導軌間的動摩擦因數(shù)[解析]當滑動變阻器R接入電路的阻值較大時，I較小，安培力F較小，金屬棒在重力沿斜面的分力mgsinθ作用下有沿斜面下滑的趨甲乙面上滑的趨勢，此時導軌對金屬棒的摩擦力沿斜面向下(如圖乙所示)。金屬棒剛好不上滑時有[一語通關]是先進行受力分析，再根據(jù)共點力平衡的條件列出平衡方程，注意在受力分析過程中不要漏掉安培力。對物體進行受力分析時，注意安培力大小和圖、剖面圖或側(cè)視圖等。將抽象的空間受力分析轉(zhuǎn)移到紙面上進行，最后結(jié)合正交分解或平受洛倫茲力作用的帶電粒子，可能帶正電，也可能帶負若帶正電，其軌跡為a;若帶負電，其軌跡為b。磁感應強度是矢量，如果題述條件只給出磁感應強度的大小，而未說明磁感應強度的方向，則應考慮因磁場方向不確定而導致的多解。如圖所示，帶正電的粒子以速率v垂直進入帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場時，由于粒帶電粒子在部分是電場、部分是磁場的空間運動時，運動往往具有往復性，從而形成多【例2】橫截面的邊界線。一帶電粒子從ad邊的若該帶電粒子所帶電荷量為q、質(zhì)量為m(重力不計),則該帶電粒子在磁場中飛行時間最長是粒子帶正電，由左手定則可知它將向ab方向偏轉(zhuǎn)，帶電粒子可能的軌跡如圖所示(磁場方向最大，那么,帶電粒子從ad邊飛出的軌跡中，與ab相切的軌跡半徑也就是它所有可能軌跡[答案]主題3帶電粒子在復合場中的運動1.復合場洛倫茲力必不為零，且其大小和方向不斷變化，但洛倫茲力不做功，這類問題一般應用動能【例3】在平面直角坐標系xOy中，第I象限存在沿y成9=60。角射入磁場，最后從y軸負半軸上的P點垂直于y軸射出磁場，如圖所示。不計(2)粒子在磁場中運動的軌道半徑r;[解析](1)設粒子過N點時的速度為v,有解得(2)如圖所示，粒子在磁場中以0為圓心做勻速圓周運動，半徑為0′N,有解得(3)由幾何關系得ON=rsin9設粒子在電場中運動的時間為tt,有ON=ott,解得i粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期設粒子在磁場中運動的時間為tz,有則粒子從M點運動到P點的總時間[一語通關]帶電粒子在復合場中運動問題的處理方法(1)首先要弄清復合場的組成。其次，要正確地對帶電粒子進行受力分析和運動過程分在進行受力分析時要注意洛倫茲力方向的判定方法——左手定則。在分別注意洛倫茲力的特點——始終和運動方向垂直，不做功。最后題的分析方法基本相同，不同之處是多了靜電力和洛倫題的分析方法基本相同，不同之處是多了靜電力和洛倫茲力。因此，帶電粒子在復合場中的運動問題要注意電場和磁場對帶電粒子的作用特點，如靜電力做功與路徑無關，洛倫茲力方正負電子對撞機是一個使正負電子產(chǎn)生對撞的設備，它將各種粒子(如質(zhì)子、電子等)加速到極高的能量，然后使粒子轟擊一固定靶。通過研究高能粒子與靶中粒子碰撞時產(chǎn)生的各正電子與負電子在自然界已有產(chǎn)出，人們研究微電子粒子的結(jié)構(gòu)特性，是當今高能粒子物理是高能物理研究的重大科技基礎設施。由電子槍產(chǎn)生的電子，和電子打靶產(chǎn)生的正電子，在加速器里加速到15億電子伏特，輸入到儲存環(huán)。正負電子在儲存環(huán)里，可以22億電子伏即接近光的速度相向運動、回旋、加速，并以每秒125萬次不間斷地進行對撞。而每秒有價值的對撞只有幾次。有著數(shù)萬個數(shù)據(jù)通道的北京譜儀，猶如幾萬只眼睛，實時觀測對撞產(chǎn)生的次級粒子，所有數(shù)據(jù)自行傳輸?shù)接嬎銠C中?？茖W家通過對這些數(shù)據(jù)的處理和分析，進一步認1.北京正負電子對撞機(BEPC)是世界八大高能加速器中心之一，是我國第一臺高能加2.正負電子在儲存環(huán)里，可以22億電子伏即接近光的速度相向運動、回旋、加速，并以每秒125萬次不間斷地進行對撞。其的直線加速器加速后，沿圓環(huán)切線方向注入對撞機的真空環(huán)狀空腔內(nèi)，空腔內(nèi)存在著與圓環(huán)速圓周運動，下列說法正確的是()qⅢqB.對于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷-越大，磁感應強度B越小ⅢC.對于給定的帶電粒子，加速電壓L越大，思路分析：解此題的關鍵是掌握正負離子運動的 BC[在加速器中有,在環(huán)狀空腔內(nèi)做勻速圓周運動的半徑即故加速電壓越大，粒子的速率v越大，其周期越小，選項C正確。]第2章電磁感應及其應用第1節(jié)科學探究：感應電流的方向(第1課時)一知識梳理二如圖所示，將磁鐵的不同磁極插入、拔出螺線管，觀察感應電流方向的變化。通過分析感應電流的方向與磁鐵的磁場方向、通過線圈的磁通量的變化之間的關系，探究影響感應電磁鐵運動及電流方向S線圈中的方向四、數(shù)據(jù)處理SNSNS感應電流在線圈中的方向原磁場方向φ的變化情況向(線圈中)向與原磁場方向的關系將螺線管與電流表組成閉合回路，分別將條形磁鐵的任一極插入、抽出螺線管，如圖所圖號磁場方向的方向感應電流的磁場方向歸納總結(jié)向下向上感應電流的磁場阻礙磁通量的增加向下向下感應電流的磁場阻礙磁通量的減少2.實驗結(jié)論考點1楞次定律的理解感應電流的磁場阻礙強磁體的下落。如圖所示，將一銅環(huán)懸掛在一水平光滑細桿上使其保持靜止并插入銅環(huán)、拔出銅環(huán)時會產(chǎn)生什么現(xiàn)象?為什么會產(chǎn)生這種現(xiàn)象?的方向移動，當磁鐵從中拔出時，則銅環(huán)隨磁鐵運動。因為感應電流的磁場總是要阻礙磁體和閉合導體間的相對運動。閉合導體回路中原磁通量的變化是產(chǎn)生感應電流的原因，而感應電流的磁場的產(chǎn)生是感應電流存在的結(jié)果，即只有當閉合導體回路中的磁通量發(fā)生變化時，才會有感應電流的磁場2.楞次定律中“阻礙”的含義錐阻礙誰又3.“阻礙”的表現(xiàn)從能量守恒定律的角度，楞次定律可廣義地表述為：感應電流的“效果”總是要反抗(或阻礙)引起感應電流的原因。常見的情況有三種：(1)阻礙原磁通量的變化(增反減同)。(2)阻礙導體的相對運動(來拒去留)。(3)通過改變線圈面積來“反抗”(增縮減擴)。4.楞次定律的實質(zhì)“阻礙”的結(jié)果，是實現(xiàn)了其他形式的能向電能轉(zhuǎn)化，如果沒有“阻礙”,將違背能量守恒定律，可以得出總能量增加的錯誤結(jié)論。所以楞次定律體現(xiàn)了在電磁感應現(xiàn)象中能的轉(zhuǎn)化與守恒，能量守恒定律也要求感應電流的方向服從楞次定律。B.閉合電路的一部分導體在磁場中運動時，必受磁場阻礙作用C.原磁場穿過閉合回路的磁通量增加時，感應電流的磁場與原磁場D.感應電流的磁場總是跟原磁場反向的一部分導體在磁場中平行磁感線運動時，不受磁場阻礙作用，選項B錯誤；原磁場穿過閉流的磁場方向相反；當引起感應電流的磁通量減少時，感應電流的磁場方向與引起感應電流如圖所示，觀察開關閉合和斷開的瞬間，電流表的指提示：開關閉合和斷開的瞬間，電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向不同，時而左偏，時而右偏。因為開關閉合和斷開的瞬間穿過該線圈的磁通量變化情況不同，閉合時，穿過線圈的磁通量增(2)根據(jù)楞次定律確定感應電流的磁場方向(增反減同)。(4)判定感應電流的方向。2.磁通量變化比較復雜時可以分段：把磁通量變化分成單調(diào)變化的區(qū)間來處理?！纠?】如圖所示，一水平放置的矩形線圈abcd,在細長的磁鐵的N極附近豎直下落，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內(nèi)，從圖中的位置I經(jīng)過位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置I和Ⅲ都很靠近I.Ⅲ.過線圈的磁通量在增加，根據(jù)楞次定律可知感應電流的方向是abcd,A正確。]運用楞次定律判定感應電流方向的思路楞次定考點3右手定則的應用(1)如圖所示，導體棒ab向右做切割磁感線運動。根據(jù)楞次定律判斷導體棒ab中的電流場方向相反，故感應電流的方向為b→a。(2)能否找到一種更簡單的方法來判斷閉合回路中部分導體切割磁感線產(chǎn)生的電流的方向呢?比較內(nèi)容右手定則區(qū)別適用范圍只適用于導體在磁場中做切應用的電磁感應現(xiàn)象較方便用于導體切割磁感線產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象較方便聯(lián)系右手定則是楞次定律的特例【例3】如圖所示，在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導軌，導軌平………規(guī)律方法………第2節(jié)法拉第電磁感應定律甲乙SNSN(2)分別用一根磁鐵和兩根磁鐵以同樣速度快速插入，磁通量的變化量△φ相同嗎?指(1)感應電動勢E的大小取決于穿過電路的磁通量的變化率而與①的大小、△①的大小沒有必然的關系，與電路的電阻R無關；感應電流的大小與感應電動勢E和回路總電【例1】如圖所示，導線全部為裸導線，半徑為r的圓內(nèi)有垂直于平面的勻強磁00應用應注意的三個問題(3)用求的感應電動勢為整個閉合電路的感應電動勢，而不是回路中某部分導線切割磁感線時的感應電動勢如圖所示的裝置，由一塊安裝在列車車頭底部的強磁鐵和埋設在軌道下面的一組線圈及電學測量儀器組成(記錄測量儀器未畫出)。當列車經(jīng)過線圈上方時，由于穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中就會產(chǎn)生感應電動勢。請思考：線圈I線圈Ⅱ如果已知強磁鐵的磁感應強度B、線圈垂直列車運行方向的長度1、感應電動勢E,能否1.對公式E=BIvsinθ中各量的理解(1)對θ的理解：當B、1、v三個量方向互相垂直時，θ=90°,感應電動勢最大；當有任意兩個量的方向互相平行時，θ=0°,感應電動勢為零。(2)對1的理解：式中的/應理解為導線切割磁感線時的有效長度，如果導線不和磁場垂直，I應是導線在與磁場垂直方向投影的長度；如果切割磁感線的導線是彎曲的，如圖所示，則應取與B和v垂直的等效直線長度，即ab的弦長。線的速度不同，可取其平均速度求電動勢。如圖所示，導體棒在磁場中繞A點在紙面內(nèi)以角則區(qū)別回路中做切割磁感線運動的那部分導體適用范圍只適用于導體切割磁感線運動的情況△t內(nèi)的平均感應電動勢某一時刻的瞬時感應電動勢聯(lián)系0是由定條件下推導出來的，該公式可看(2)在這一過程中感應電動勢隨時間變化的規(guī)律如何?(3)從開始運動至經(jīng)過圓心的過程中直導線中的平均感應電動勢為多少?(3)應用E=B1v時找準導線的有效長度。[解析](1)由E=BIv可知，當直導線切割磁感線的有效長度1最大時，E最大，/最大為2R,所以感應電動勢的最大值E=2BRv。(2)對于L隨t變化的規(guī)律應求的是瞬時感應電動勢，由幾何關系可求出直導線切割磁感線的有效長度I隨時間t變化的情況為I=2√R-R-vt2,感應電動勢計算的三點說明(1)一般求某一位置或某一時刻的感應電動勢應用瞬時電動勢公式求解。如切割磁感線情,(2)求某一段時間或某一過程的電動勢要用其中△t為對應的這段時間。1.實驗探究：通電自感和斷電自感操作電路自感電動勢的作用通電自感來阻礙燈泡2電流的增加斷電自感LL刻熄滅，燈泡1過一會兒后一下，然后逐漸變暗阻礙燈泡1電流的減小2.自感電動勢的方向：原電流增大時，自感電動勢的方向與原電流方向相反，原電流減小時，自感電動勢的方向與原電流方向相同。3.自感電動勢的作用：自感電動勢總是要阻礙導體自身的電流發(fā)生變化，4.自感系數(shù)(1)物理意義：能表征線圈產(chǎn)生自感電動勢本領的大小；(2)大小決定因素：線圈的形狀、橫截面積、長短、匝數(shù)等其中L為線圈的自感系數(shù)，簡稱自感或電感，1.概念：由于磁通量變化，在大塊金屬中形成的像旋渦一樣的感應電流。2.特點：金屬塊的電阻較小，渦流往往較大。3.應用與防止(1)渦流熱效應的應用：如電磁爐。(2)渦流的防止：電動機、變壓器等設備中為防止鐵芯中因渦流損失能量，常用增大鐵芯如圖所示，在演示斷電自感實驗時，有時燈泡D會閃亮一下，然后逐漸熄滅，你能說出DDL$與D構(gòu)成回路，斷電瞬間由于自感現(xiàn)象，I將延遲減弱，則流過燈泡D的電流為I大于原電電，并且剛斷開電路的瞬間通過自感線圈的電流大小和方向與電路穩(wěn)定時通過自感線圈的電斷電自感電路圖LRSLsL很大(有鐵芯),在S閉合瞬間，L?燈立即亮起來，L?在開關S斷開瞬間，L?燈突然閃亮一下后再漸時，會看到L?燈馬上熄滅)原因斷開開關S時，流過線圈L的電流減小，產(chǎn)生比流過L?燈的電流增加得慢在一段時間；在S斷開后，通過L的電流反向通過燈LA,且由于R<RA,使得流過LA燈的發(fā)光功率突然變大能量電能轉(zhuǎn)化為磁場能【例1】如圖所示，電感線圈L的自感系數(shù)足夠大，其直流電阻忽略不計，L?、Lg是兩…規(guī)律方法………線圈沒有電阻，相當于導線(短路);當電路斷開瞬間，自感線圈相當于電源。考點2考點2渦流的產(chǎn)生條件是什么?電磁爐的鍋具為什么用平底的鐵鍋?能夠形成閉合回路。②穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化。在平底的鐵鍋底部產(chǎn)生渦流，從而使得鍋底溫度升高，起到加熱做飯或炒菜的作伴隨著渦流現(xiàn)象，其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能，最終在金屬塊中塊放在了變化的磁場中，則磁場能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；如果是金屬塊進出磁場或在非勻強磁場中運動，則由于克服安培力做功，金屬塊的機械能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)【例2】在水平放置的光滑導軌上，沿導軌固定一個條形磁鐵，如圖所示，現(xiàn)有銅、鋁和有機玻璃制成的滑塊甲、乙、丙，使它們從導軌上的A點以同樣的速度向磁鐵滑去。各A.都做勻速運動B.甲、乙做加速運動C.甲、乙做減速運動D.乙、丙做勻速運動渦流產(chǎn)生的感應磁場對原磁場的變化起阻礙作用，所以銅塊和鋁塊向磁鐵運動時會受阻礙而(2)磁場變化越,導體的橫截面積S越大，導體材料的電阻率越小，形EQ\*jc3\*hps18\o\al(\s\up0("),A)理解是繳及女為μ。若用恒力F沿水平方向向右拉金屬棒使[解析]金屬棒向右運動切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢，由到b方向的電流；由左手定則知，安培力方向向左，金屬棒向右運動的過程中受到的合力逐漸減小，故金屬棒向右做加速度逐漸減小的加速運動；當安培力與摩擦力的合力增大到大小流確定桿或線圈受力求合力“四步法”分析電磁感應中的動力學問題流確定桿或線圈受力求合力“源”的分析“源”的分析 “路”的分析弄清串、并聯(lián)關系5由力和運動的關系由力和運動的關系“運動”的分析主題2主題2電磁感應中的能量問題安培力做功使得電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(通常為內(nèi)能),外力克服安培力做功，則是其他形公式法焦耳熱等于克服安培力做的功能量轉(zhuǎn)化法[解析](1)當桿達到最大速度時安培力F=mgsin9[一語通關]電磁感應現(xiàn)象中能量守恒問題的一般思路(2)畫出等效電路圖，求出回路中消耗的電能表達電磁感應中的“雙桿”模型1.模型分類桿問題，不過要注意問題包含著一個條件：甲桿靜止、受力平衡。另一類是兩桿都在運動，對于這種情況，要注意在用到整個回路的電動勢時，兩桿切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢是相電阻不計，間距L=0.4m。導軌所在空間被分成區(qū)域I和Ⅱ,兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為體棒cd置于導軌上，由靜止開始下滑。cd在滑動過程中始終處于區(qū)域Ⅱ的磁場中，ab、cdE=BLv此時ab受到的最大靜摩擦力方向沿斜面向下，由平衡條件得(3)設ca棒的運動過程中電路中產(chǎn)生的總熱量為Q,由能量守恒得[答案](1)由a流向b(2)5m/s(3)1.3J渦流效應衍生出一系列工業(yè)產(chǎn)品，感應加熱電源就是其利用渦流加熱金屬導體，使之非接觸式發(fā)熱。很多工業(yè)產(chǎn)品是不能用明火加熱的，這時候感應渦流加熱就成功地解決了這個問題，也使產(chǎn)品有了革命性的進步。感應加熱是將被加熱金屬置于高頻變化的電磁場中(實際應用是在感應線圈中),強大的電磁場在其表面形成感應渦流，依靠材料本身的內(nèi)阻，使之迅速發(fā)熱，以改善工件的機械性能。感應加熱是渦流熱應用最典型的例子，是金屬熱處理中必不可少的加熱方式，也是以后工業(yè)加熱的趨勢。感應渦流不僅用于金屬的熱處理，也用于海底管道鋪設，石油、天然氣管道預熱焊接，焊后熱處理，紫銅釬焊，蒸發(fā)鍍膜，電機短路環(huán)焊接等。這些應用的最基本原理就是電磁感應，即應用了放在變化的磁場中，則磁場能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；如果金屬塊進出磁場或在非勻?qū)俟ぜ芯彤a(chǎn)生感應電流，感應電流通過焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少，以下說法正確的是()A.電流變化的頻率越高，焊縫處的溫度升高得越快待焊接工件中產(chǎn)生的感應電動勢就越大，感應電流就越大。而放出的電熱與電流的平方成正[素養(yǎng)點評]本題是聯(lián)系現(xiàn)代科技的考題，將復雜的渦流感應加熱抽象為簡題，考查學生對渦流產(chǎn)生的理解及渦流在生產(chǎn)、生活中應用的了解，學生只有掌握高頻焊接原理及電流產(chǎn)熱的計算方法，才能順利解決此類問題，體現(xiàn)科學思維、科學態(tài)度與責任在物第3章交變電流與遠距離輸電甲頻率(f)定義交變電流完成1次周期性變化所需的時間交變電流在一段時間內(nèi)完成周期性變化s(秒)作用聯(lián)系交變電流在一個周期內(nèi)所能達到的最大值叫作交變電流的讓交變電流和恒定電流分別通過相同阻值的電阻，如果它們在等，則該恒定電流的數(shù)值就叫作交變電流的有效值。交變電流的電流、電壓的有效值分別用,,考點1交變電流與直流電(教師用書獨具)教材Ps?“迷你實驗室”答案提示：燈探究交變電流的特點如圖所示，把電流表接入到模型發(fā)電機的輸出柄，觀察電流表的指針擺動情況是怎樣的?電流表指針的擺提示：隨著線圈的轉(zhuǎn)動，電流表的指針不停地在“0”刻度線兩側(cè)1.直流、交流、恒定電流的特點【例1】對于如圖所示的電流i隨時間t做周期性變化的圖像，下列描述哪些是正確的()B[由i-t圖像可知，電流的大小變化，但電流方向一直為正，故電流方向不變，根據(jù)(2)在i-t或t圖中，正負表0,還要觀察i(u)的值有無正負變化。打點計時器接到干電池上怎樣調(diào)整也不打點，而接到學生電源的低壓交流擋上就順利打點，每隔0.02s打一個點。打點計時器為什么打點時間間隔為0.02s?其時間間隔由什么決為50Hz,所以打點計時器的打點時間間隔1.對交變電流的周期和頻率的理解周期和頻率是描述交變電流的物理量，跟任何周期性過程一樣，交流電也要用周期或頻變100次。2πneC.交變電流方向變化的頻率為交變電流頻率的2倍D.50Hz的交變電流，其周期等于0.05s和負向最大值各一次，但相鄰兩個峰值的時間間隔為半個周期；交變電流在一個周期內(nèi)方向s,知選項D錯誤。]如圖甲、圖乙中電爐燒水，設其他條件都相同，水的質(zhì)量相等，水的初溫相同。若恒定電流用10分鐘把水燒開，而交變電流也用10分鐘把水燒開。兩種情況的通電時間、電阻熱量相同嗎?交流電電流的有效值是多少?量相同嗎?交流電電流的有效值是多少?(1)若按正(余)弦規(guī)律變化的交變電流，可利用交變電流的有效值與峰值的關系求解，即,,(2)對于非正弦式交變電流，必須根據(jù)有效值的定義進行計算。第一步：計算交變電流在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q:第二步：將熱量6用相應的物理量的有效值表示Q=FRT或第三步：代入數(shù)值，求解有效值。2.幾種常見電流有效值的計算電流名稱電流圖線正弦式交變電流0正弦半波電流正弦單向脈動電流100電流iiI【例3】如圖所示為一交變電流的圖像，則該交變電流的有效值為()T熱量為Q?等效直流FRT,它在后半周產(chǎn)生的熱量故在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q(1)首先要分析交變電流的變化規(guī)律，正弦式交變電流的最大值和有效值的關系是I=第2節(jié)交變電流的產(chǎn)生知識梳理二一、交流發(fā)電機1.交流發(fā)電機的原理由法拉第電磁感應定律可知，只要通過閉合導體的磁通量發(fā)生變化，就可以產(chǎn)生感應電動勢和感應電流。2.交流發(fā)電機的構(gòu)造：發(fā)電機主要由線圈(電樞)和磁極兩部分組成。3.交流發(fā)電機的種類兩種類型定子特點電樞電壓低，功率小電樞電壓高，功率大1.產(chǎn)生條件：在勻強磁場中，矩形線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動。2.過程分析(如圖所示):0甲0乙丙3.中性面：物理學中，把線圈平面與磁感線垂直的位置叫作中性面。電動勢為零，感應電流為零。三、正弦式交變電流的變化規(guī)律1.正弦式交變電流的表達式(1)e=Esinwt(從中性面開始計時，其中E=考點1丙電流方向中性面中性面的垂面線圈平面與磁場垂直線圈平面與磁場平行零零感應電動勢零線圈邊框切割磁感線的有效速度零零電流方向改變甲乙零，線圈處于與中性面垂直的位置，此時感應電動勢和感應電流均為最大，故C、D均錯如圖所示，矩形線圈在勻強磁場中繞垂直磁場的軸勻速轉(zhuǎn)0(1)導體切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢與什么因素有關?(2)多匝線圈不垂直切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢如何表達?1.推導正弦式交變電流瞬時值的表達式(2)ab邊的線速度跟磁感線方向的夾角9=wt。(4)ab邊產(chǎn)生的感應電動勢e=BLbvsint定，與線圈的形狀無關，與轉(zhuǎn)軸的位置無關，但轉(zhuǎn)軸必須垂直于磁場，因此如圖所示幾種情【例2】有一匝數(shù)為10匝的正方形線圈，邊長為20cm,線圈總電阻為1Ω,線圈繞(2)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過60°時，感應電動勢的瞬時值是多大?(3)寫出感應電動勢隨時間變化的表達式。確定瞬時值E=NBSo10×0.5×0.22×10π(V)=6.28V,電流的最大值為(2)線圈轉(zhuǎn)過60°時，感應電動勢e=Esin60°=5.44V。(3)由于線圈轉(zhuǎn)動是從中性面開始計時的，所以瞬時值表達式為e=Esinwt=6.28sin確定正弦式交變電流瞬時值表達式的基本方法(1)明確線圈從什么位置開始計時以確定瞬時值表達式正弦函數(shù)零時刻的角度。(2)確定線圈轉(zhuǎn)動的角速度、線圈的面積、匝數(shù)，從而確定感應電動勢的最大值。(3)根據(jù)e=Esinwt寫出正弦式交變電流的表達式。考點3考點3交變電流的圖像如圖所示，矩形線圈在勻強磁場中繞垂直磁場的軸勻速轉(zhuǎn)們得到如下關系式e=Esinwt,結(jié)合數(shù)學知識y=Asina,你能知道e=E的函數(shù)圖像是什么形式嗎?該圖像能直接得到哪些信息?0t1.對交變電流圖像的認識如圖所示，正弦交變電流隨時間的變化情況可以從圖像上表示出來，圖像描述的是交變【例3】一矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的交變電動勢的圖像如圖所示，A.交流電的頻率是4πHz=.“-”號表示方向，D錯誤。]一看：看“軸”、看“線”、看“斜率”、看“點”,并理解其物理意義。第3節(jié)科學探究：變壓器23456(5)改變線圈匝數(shù)，重新測量輸入、輸出端電壓，記錄在上面設計好的表格4.注意事項1.電壓與匝數(shù)的關系：原、副線圈的電壓之比等于兩個線圈的匝數(shù)之比，民考點1在課外，某同學在進行低壓交流變壓器實驗的準備工作時，發(fā)現(xiàn)缺種摩托車的蓄電池代替，按圖所示進行實驗。閉合電鍵后，燈泡是否發(fā)原因是：恒定電壓加在原線圈上后，線圈內(nèi)的磁通量不發(fā)生變化，因而副線圈中的磁通量也不發(fā)生變化，所以故副線圈中無感應電動勢1.理想變壓器的特點【例1】關于理想變壓器的工作原理，以下說法正確的是()A.通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變B.穿過原、副線圈的磁通量在任何時候都不相等C.穿過副線圈磁通量的變化使副線圈…………易錯警示…………)原線圈通過電流時，鐵芯中產(chǎn)生磁場，由于交變電流的大小和方向都在不斷變化，鐵芯中的磁場也在不斷地變化，變化的磁場在副線圈中產(chǎn)生感應電動勢，副線圈中就存在輸出電1.數(shù)據(jù)處理1234562.實驗結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，變壓器線圈兩端的電壓副線圈匝數(shù)分別為η=120匝、m=240匝，某實驗小組在原線圈兩端依次加上不同的電壓，實驗序號原線圈兩端的電壓f(V)副線圈兩端的電壓b(V)U12123學生電源(低壓交流12V),可拆變壓器，多用表(交流電壓擋),電路圖如圖所示。對于理想變壓器，只有一組副線圈的情況下，原線圈和副線圈的電流跟它們的所以推導出1.理想變壓器的變壓(變流)規(guī)律依據(jù)備注E=h-適于一個原線圈及多個副功率關系Pλ=P出能量守恒適于一個原線圈一個副線圈適于一個原線圈，多個副線圈適于一個原線圈一個副線圈2.理想變壓器各物理量間的制約關系A.電流頻率為100HzB.◎的讀數(shù)為24VC.④的讀數(shù)為0.5AD.變壓器輸入功率為6W電能的遠距離輸送知識梳理一主要原因電功率損失生焦耳熱電壓損失用戶用戶二、高壓交流輸電與直流輸電1.高壓交流輸電系統(tǒng)(1)輸電環(huán)節(jié)：在發(fā)電站附近用升壓變壓器升高電壓，用輸電線輸送到遠方，在用電地區(qū)附近，用降壓變壓器降到所需電壓。U?2.高壓直流輸電(1)采用高壓直流輸電的原因當交流輸電功率很大時，導線的電感、電容引起的電壓及電能損失很大；同一電網(wǎng)供電的發(fā)電機同步運行，技術上也存在困難。(2)高壓直流輸電系統(tǒng)的工作程序：交變電流升壓后輸送到整流器，把高壓交變電流變換成高壓直流電流，經(jīng)由高壓直流線路輸送到用電地區(qū)后，逆變器將高壓直流電流變換成高壓交變電流，再經(jīng)降壓變壓器降壓。(3)高壓直流輸電系統(tǒng)的優(yōu)點①不存在感抗和容抗引起的損耗。③不需要考慮電網(wǎng)中的各發(fā)電機的同步運行問題。出許多優(yōu)越性。與蒸汽機相比，電動機靈活、小巧、適應力強，更加廣泛地應用于工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)換為電能都離不開發(fā)電機。火力發(fā)電，是利用石油、煤炭和天然氣等燃料燃燒時產(chǎn)生的熱能將水加熱，產(chǎn)生高壓水蒸氣，推動汽輪機轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，將機械能轉(zhuǎn)化為電能，再通過外電路把電能輸送出去；水力發(fā)電和風力發(fā)電則是直接利用水和風帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，將機械能轉(zhuǎn)化為電能。高鐵、動力機械等，都是利用電動機的通電線圈受到磁場的力的作用而發(fā)生轉(zhuǎn)動，將電能轉(zhuǎn)化為機械能?？键c1如圖所示的輸電線路，為什么在用電高峰期家中的白熾燈燈光較暗?怎樣才能減小導線發(fā)惠用戶R輸電電路圖因此加在白熾燈上的電壓變低，達不到額定功率，因此白熾燈燈光較暗；為減小導線上損失的電壓可減小輸電線電阻，提高輸電電壓。1.功率損失的原因在電能輸送過程中，電流流過輸電線時，因輸電線有電阻而發(fā)熱，(1)電壓損失減小的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4800kW(2)若想使輸電效率提高到98%,又不改變輸電線，那么發(fā)電站應使用多高的電壓向外輸思路點撥：輸電線上損失的功率為P=Pr,輸電功率P=UI,要提高輸電效率，就要輸電線上損耗的功率計算輸電線上損失的功率時，要注意區(qū)分兩個電壓：輸電電壓(輸電線始端的電壓)U和輸電線上的損失電壓△U。我們?nèi)粘Ｉ铍x不開電，電是由發(fā)電廠產(chǎn)生的。為了合理地利用自然資源，火力發(fā)電廠將電能安全、保質(zhì)地由發(fā)電廠送往遠方，同時又不能浪費太多的電能?；鸢l(fā)出電的電壓一定很高嗎?怎樣才能提高輸送電壓?用戶消耗的電功率和電廠發(fā)出的電功率高，通常借助變壓器將低電壓變?yōu)楦唠妷?。用戶消耗的電功率和電廠發(fā)出的電功率不相等，因為在電能的輸送線路上有電阻要消耗部分電功率，所以電廠發(fā)出的電功率大于用戶獲取的1.遠距離輸電問題的分析方法關系、電壓關系和電流關系，抓住一圖三關系，按照從前到后或從后向前的順序，即可找到,【例2】發(fā)電機的輸出電壓為220V,輸出功率為44kW,每條輸電線的電阻為0.2(2)如果發(fā)電站先用變壓比為1:10的升壓變壓器將電壓升高，經(jīng)同樣的輸電線路后經(jīng)→→尋找突→破口VV損失的電壓Ug=I′mR=2×0.2×20V=8V損失的功率P'g=UgI′μ=8×20W=160變壓器綜合問題 考點1理想變壓器的動態(tài)變化問題 【例1】如圖所示，理想變壓器初級線圈接一正弦交流電源，其交變電壓的有效值恒定不變。則下列說法中正確的是()A.只將S?從2撥向1時，電流表示數(shù)變小??母

凸☆☆Ω??0??Ω

由=會考點2幾種特殊的變壓器在現(xiàn)實生活中，除了輸電線路用的大型變壓器之外，在日常的工作和生活中還會用到一些常見的變壓器，我們一起來認識一下它們的結(jié)構(gòu)和原理。1.自耦變壓器如圖所示，鐵芯上只繞一個線圈，低壓線圈是高壓線圈的一部分，既可以作為升壓變壓器使用，也可以作為降壓變壓器使用。丙2.電壓互感器(1)接法：原線圈并聯(lián)在高壓電路中，副線圈接電壓表；為了安全，外殼和副線圈應接地。(2)作用：將高電壓變?yōu)榈碗妷海ㄟ^測量低電壓，計算出高壓電路的電壓。3.電流互感器(1)接法：原線圈串聯(lián)在被測電路中，副線圈接電流表；為了安全，外殼和副線圈應接地。(2)作用：將大電流變成小電流，通過測量小電流，計算出被測電路中的大電流?！纠?】(多選)如圖所示，L、L?是高壓輸電線，圖中兩電表示數(shù)分別是220V和10A,已知甲圖中原、副線圈匝數(shù)比為100:1,乙圖中原、副線圈匝數(shù)比為1:10,則()A.甲圖中的電表是電壓表，輸電電壓為22000VB.甲圖是電流互感器，輸電電流是100AC.乙圖中的電表是電壓表，輸電電壓為22000VD.乙圖是電流互感器，輸電電流是100A有有×220V=22000V,故A正確；乙圖是電流互感器，電表是電流表，故C錯誤；只有一個副線圈的變壓器，電流比等于匝數(shù)的反l有…規(guī)律方法故D正確。]互感器的區(qū)分技巧電流互感器是升壓變壓器，知(2)區(qū)分電壓互感器與電流互感器的三個標志①測量儀器不同，前者電壓表后者電流表。②原、副線圈匝數(shù)關系不同。③原線圈接線方式不同，前者接在火線和零線間，后者接在火線上?！耙辉喔薄钡淖儔浩?.副線圈有多個時，電壓比等于匝數(shù)比仍然成立，電流比不再與匝數(shù)比成反比，而要用AA找比例關系；而要把原線圈所在電路當作一回路處理，原線圈相當于一非純電阻用電器，其【例3】如圖所示，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為1000,兩個副線圈的匝數(shù)分別為n=50和n?=100,L?是“6V2W”的小燈泡，L?是“12V)項C正確。])驚線圈線畫工作原理}的線過交變副勢電互晚原通生交在動為的線過交變副勢電互晚原通生交在動為EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up2(加),就)的受在閉的變交鐵量過生或交有合通穿產(chǎn)刺時用變交鐵量過生或交有合通穿產(chǎn)刺時用商下戰(zhàn)這。使遠距離高壓輸電減少電能粗耗的方法交變電流交變電流完成周期和一時刻的數(shù)值，用字母ü、表示[提升層·能力強化]主題1主題1交變電流“四值”的辨析及應用重要關系瞬時值況效的恒定電流值(1)計算與電流熱效應相關的量(如功率、熱量)(2)交流電表的測量值(4)保險絲的熔斷電流交變電流圖像中圖線與時間軸所夾面積與時間的比值=0.4m,l?=0.2m,矩形線圈所在處的勻強磁場的磁感應強度B=0.2T,線圈總電阻r=1(2)若線圈從通過中性面時開始計時，寫出回路中電流隨時間變化的關系式；(4)此交流發(fā)電機的總功率和輸出功率。i=16sin200t(A).發(fā)電機的輸出功率等于外電路電阻消耗的電功率。即W[一語通關應用“四值”的幾點技巧3.各種交流電表、交流電器上標注的額定值及與熱效應有關的計算等都指的是有效值。4.計算流過導體橫截面的電荷量時必須用平均值。主題2主題2理想變壓器的分析思路2.功率思路：理想變壓器的輸入、輸出功率關系為Pλ=P,即R=B;當變壓器有多3.電流思路(方法上同功率思路):由,對只有一個副線圈的變壓器當4.制約思路(變壓器動態(tài)問題)(1)電壓制約：當變壓器原、副線圈的匝數(shù)l時，輸入電壓U?決定輸出電壓U?,電流I?決定原線圈中的電流Ij,即5.原理思路變壓器原線圈中磁通量發(fā)生變化，鐵芯t等，[此式適用于交流電或電壓(電流)變化的直流電，但不適用于恒定電流。輸出端總電阻減小，輸出電流增大，所以輸入電流增大，[一語通關]主題31.輸電示意圖：如圖所示，遠距離輸電的示意圖包括發(fā)電機、兩臺變壓器、輸電線等效(5)輸電導線上損耗的電功率(6)輸電導線上的電壓損失哦=殘·踐=L?-L?！纠?】某村在距村莊較遠的地方修建了一座小型水電站，發(fā)電機輸出功率為9kW,輸出電壓為500V,輸電線的總電阻為102,線路損耗的功率為輸出功率的4%。求：(1)村民和村辦小企業(yè)需要220V電壓時，所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各為多少?(不計變壓器的損耗)(2)若不用變壓器而由發(fā)電機直接輸送，村民和村辦小企業(yè)得到的電壓和功率是多少?[解析]建立如圖所示的遠距離輸電模型，要求變壓器原、副線圈的匝數(shù)比，先要知道原、副線圈兩端的電壓之比。本題可以線路上損耗的功率為突破口，先求出輸電線上的電流I線，再根據(jù)輸出功率求出U?,然后再求出U。(1)由線路損耗的功率殘=2踐可得根據(jù)理想變壓器規(guī)律所以升壓變壓器和降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比分別是1:3和72:11。(2)若不用變壓器而由發(fā)電機直接輸送(模型如圖所示),用戶得到的電壓用戶=U-I′線=(500-18×10)V=320V。[一語通關](2)研究三個回路，分析其中的已知量、可求量、待求(3)研究兩個變壓器，分析其中的已知量、可求量、待求(4)確定求解思路，根據(jù)回路及變壓器上的電壓、電[培養(yǎng)層·素養(yǎng)升華]風能是地球“與生俱來”的豐富資源，加快開發(fā)利用風能已成為全球能源界的共識。風正積極促進風能事業(yè)的發(fā)展。中國風力資源十分豐富，國家氣象局提供資料顯示，我國陸地上10米高度可供利用的風能資源為2.53億千瓦，陸上50米高度可利用的風力資源為5億多也超過5億千瓦。風能將成為21世紀大規(guī)模開發(fā)的一種可再生清潔能源。風力發(fā)電機是將風能(氣流的風第4章電磁波麥克斯韋從場的觀點得出，即使沒有電流存在，只要空間某處的電場發(fā)生變化，就會在這種變化的電磁場以電磁波的形式在空間傳播。當電磁波經(jīng)過接收器時，導致接收器產(chǎn)生感5.LC振蕩電路的周期和頻率空間存在如圖所示的電場，那么在空間能不能產(chǎn)提示：如題圖所示的電場是均勻變化的，根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知會在空間激發(fā)出均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場場不均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生變化的電場A.恒定的電場周圍產(chǎn)生恒定的磁場，恒定B.變化的電場周圍產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場周圍產(chǎn)生變化的電場D.均勻變化的電場周圍產(chǎn)生恒定的磁場，均勻變化的磁場D[麥克斯韋的電磁場理論的核心內(nèi)容是：變化的電場周圍產(chǎn)生磁場；變化的磁場周圍產(chǎn)生電場。對此理論全面正確的理解為：不變化的電場周圍不產(chǎn)生磁場；變化的電場周圍可以產(chǎn)生變化的磁場，也可以產(chǎn)生不變化的磁場；均勻變化的電場周圍產(chǎn)生恒定的磁場。變化…………規(guī)律方法…線圈放電，線圈中是否會產(chǎn)生自感電動勢?自感電動勢產(chǎn)生什么化?電容器的電場能轉(zhuǎn)化為什么形式的能?當線圈中的電流減小時，5CL電流逐漸增大，電容器的電場能轉(zhuǎn)化為磁場能；線圈中電流減小時，對電容器充電，線圈中的磁場能轉(zhuǎn)化為電容器的電場能。1.用圖像對應分析i、q的變化關系(如圖所示)2.相關量與電路狀態(tài)的對應情況電路狀態(tài)abCde0T4T24T電荷量q最多0最多0最多電場能最大0最大0最大電流0正向最大000最大0最大03.幾個關系在LC振蕩回路發(fā)生電磁振蕩的過程中，電容器上的物理量：電荷量q、電場強度E、電振蕩線圈上的物理量：振蕩電流i、磁感應強度B、磁場能Eg也是同步變化的，即【例2】(多選)如圖所示，是LC振蕩電路某時刻的情況，以下說法正確的是()A.電容器正在充電B.電感線圈中的磁場能正在增加C.電感線圈中的電流正在增大D.此時刻自感電動勢正在阻礙電流增大BCD[由題圖中磁感應強度的方向和右手螺旋定則可知，此時電流向著電容器帶負電的極板流動，也就是電容器處于放電過程中，這時兩極板上的電荷量和電壓、電場能處于減少過程，而電流和線圈中的磁場能處于增加過程，由楞次定律可知，線圈中的感應電動勢阻礙電流的增大。]電磁振蕩狀態(tài)分析的三點注意(2)判斷電場能和磁場能的轉(zhuǎn)化要依據(jù)電流的增減或極板上電荷量的增減。(3)自感電動勢的作用是阻礙電流的增大還是阻礙電流的減小，可依據(jù)放電電流不斷增大，波長或頻率順序排列起來，就構(gòu)成了電磁波譜。電磁波譜中的各種波有一定的波長范圍，它們都具有反射、折射、衍射和干涉的特性；它們在真空中用于遠距離短波通信及調(diào)幅廣播；微波主要用于調(diào)頻廣播、電視、衛(wèi)星導航和雷達，微波爐②紫外線：紫外線能使很多物質(zhì)發(fā)出熒光，很容易讓底片感光。當適量(3)X射線和γ射線的應用②γ射線：從原子核內(nèi)發(fā)出的電磁波，能量較高，穿透力很強，對生物的破壞電磁波的發(fā)射、傳播、接收考點11895年，一位年輕的意大利人馬可尼(公元1874~1937年)發(fā)明了無線電通信技術。從此，攜帶了人類信息的電磁波開始在空間自由旅行，人們不必依賴電線，就可以在遙遠的地提示：電視信號要有效地發(fā)射出去，必須采用高頻開放電路，電視信號所用電磁波的波長比較短，以直線傳播為主，遇到障礙物會被阻擋，所以發(fā)射天線要架得高一些。1.電磁波的發(fā)射：由振蕩器(常用LC振蕩電路)產(chǎn)生高頻振蕩電流，用調(diào)制器將需傳送的電信號調(diào)制到振蕩電流上，再耦合到一個開放電路中激發(fā)出無線電波，向四周發(fā)射出去，2.“調(diào)幅”和“調(diào)頻”是調(diào)制的區(qū)別(1)高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而變的調(diào)制方式叫調(diào)幅，一般電臺的中波、中短波、短波廣播以及電視中的圖像信號采用調(diào)幅波。如圖所示是調(diào)幅的作用，其中甲為聲音信號的波形；乙為高頻等幅振蕩電流的波形；丙為經(jīng)過調(diào)幅的變頻振蕩電流的波形。(2)高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而變的調(diào)制方式叫調(diào)頻，電臺的立體聲廣播和電視中的伴音信號，采用調(diào)頻波。如圖所示調(diào)頻的作用，其中甲為聲音信號的波形；乙為高頻等幅振蕩電流的波形；丙為經(jīng)過調(diào)頻的高頻振蕩電流的波形。3.電磁波的接收：天線接收到的所有的電磁波，經(jīng)調(diào)諧選擇出所需要的電磁波，再經(jīng)解調(diào)取出攜帶的信號，放大后再還原成聲音或圖像的過程。4.解調(diào)是調(diào)制的逆過程聲音、圖像等信號頻率相對較低，不能轉(zhuǎn)化為電信號直接發(fā)射出去，而要將這些低頻信號加載到高頻電磁波信號上去。將聲音、圖像信號加載到高頻電磁波上的過程就是調(diào)制。而將聲音、圖像信號從高頻信號中還原出來的過程就是解調(diào)。5.正確理解調(diào)諧的作用那必然是一片混亂，分辨不清。因此接收信號時，首先要從各種電磁波中把我們需要的選出B.音頻電流的頻率比較低，不能直接用來發(fā)射電磁波不能直接用來發(fā)射電磁波；電磁波接收原理是一種叫電諧振的現(xiàn)象，與機械振動中的共振有些相似；電視機顯示圖像時，必須通過檢波過程，把有效的信號從高頻信號中取出來，否則電磁波的應用紅外體溫計不用與人體接觸便可以迅速測量體溫，如1.各種電磁波的特點及應用電磁波譜紅外線紫外線γ射線頻率(Hz)由左向右，頻率由小到大(填“大”或“小”)真空中由左向右，波長由長到短(填“長”或“短”)波動性強熱作性強化學作用，熒光效應穿透力強穿透力最強導航加熱、遙測、攝像、紅外制導照相等日光燈、殺菌消毒、治療皮膚病等檢查、探測、治療3.對X射線和γ射線的兩點說明(2)X射線與γ射線都具有穿透能力，但γ射線的穿透能力更強。X射線能穿過人體，通常做人體透視；而γ射線可以穿過幾厘米厚的鉛板，可以做探測金屬砂眼的射線。D.在電磁波譜中，更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是γ射線涉、衍射現(xiàn)象，因此紫光比紫外線更容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，無線電波最容易發(fā)生衍射現(xiàn)電磁波可以脫離源主題1理解電磁振蕩的三個“兩”1.兩類物理量向為正方向，下列說法正確的是()甲乙[一語通關]緊抓住能量轉(zhuǎn)化這條線，理解電主題2電磁波與機械波的區(qū)別和聯(lián)系電磁波與機械波都是波，但又各有自己的特點，如能正確比較電磁波和機D.電磁波的波速與介質(zhì)無關[一語通關]2.電磁波可以在真空中傳播也可以在介質(zhì)中傳播，機械波只能3.電磁波的波速與頻率和介質(zhì)均有關，機械波的波速僅與介質(zhì)有關，與頻率無關[培養(yǎng)層·素養(yǎng)升華]電場和磁場的交互變化產(chǎn)生電磁波。電磁波向空中發(fā)射或匯汛的現(xiàn)象，叫電磁輻量的電磁輻射就造成了電磁污染。電磁污染是指天然的和人為的各種電磁波的干擾及有害的工頻交變電磁場。例如在大功率電機、變壓器以及輸電線等附近的電磁場，它并不以電磁波的形式向外輻射，但在近場區(qū)會產(chǎn)生嚴重電磁干擾。③射頻電磁輻射。例如無線電廣播、電視、微波通信等各種射頻設備的輻射，頻率范圍寬，影響區(qū)域也較大，能危害近場區(qū)的工作科學技術是一把雙刃劍，電磁波的應用也是這樣。它在使人類的備向四面八方均勻地發(fā)射電磁波，且電磁波在傳播過程中無能量損失。由數(shù)學知識可知，球面的面積S=4πr2(式中r為球半徑),球半徑與球面總是垂直的。根據(jù)上述資料，可估算出人體到該通信設備發(fā)射電磁波處的安全距離至少應為多少時，人體所受的電磁輻射強度才不第5章傳感器及其應用1.定義：能夠感受外界信息，并將其按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(主要是電信②對于一個給定的霍爾元件，當電流/固定時，則考點1有自動控制功能的蔬菜大棚，要靠傳感器感知作物生長所需的各種菜大棚內(nèi)信息采集與自動控制示意圖。試結(jié)合圖中信息思考，在蔬菜種植菜大棚內(nèi)信息采集與自動控制示意圖。試結(jié)合圖中信息思考，在蔬菜種植自動排氣電腦遮陽棚噴淋器空氣濕度、溫用器。1.傳感器的核心元件傳感器感受的通常是非電學量，如壓力、溫度、位移、濃度、速度、酸堿度等，而它輸出的通常是電學量，如電壓、電流、電荷量等，這些輸出信號是非常微弱的，通常要經(jīng)過放舉例器檢測出待測對象信息器利用化學反應識別和檢測信息器利用生物化學反應識別和檢測信號屬膜盒3連通成密封的系統(tǒng)，里面充有氯甲烷和它的蒸汽，上述材料就構(gòu)成了一個溫度傳感器。膜盒3為扁圓形(圖中顯示為它的切面),右表面固定，左表面通過小柱體與彈簧片4連接。盒中氣體的壓強增大時，盒體就會膨脹。測溫泡1安裝上，連桿9的下端是裝在機箱上的軸。凸輪8是由設定溫度的旋鈕(圖中未畫出)控制的。逆時針旋轉(zhuǎn)時凸輪連桿上端右移，從而加大對彈簧7的拉力。帶動彈簧片4使動觸點5與靜觸點6接觸，控制壓縮機自動開始工作，而當達到設定的低溫時彈簧7帶動彈簧片4將觸點5、6斷開，使壓縮機停止工作。(2)凸輪逆時針旋轉(zhuǎn)會加大連桿9對彈簧7的拉力，該拉力與膜盒3共同控制彈簧片4的號處理系統(tǒng)得到低電壓，每通過一個物體就獲得一次低電壓，計數(shù)一次。甲乙A.電壓表的示數(shù)增大)R兩端電壓因干路電流增大而增大，同時內(nèi)電壓增大，故電路路端電壓減小，而電壓表的示如圖所示的霍爾元件能把磁學量轉(zhuǎn)換成電學量，電壓與磁感應強度B滿足什么關系?NEB1根據(jù)電流的微觀解釋，I=nqSv,整理后，得則令則1.霍爾效應廣泛應用于半導體材料的測試和研究中。例如用霍爾效應可以確定一種半導交流電路中的電流和功率，轉(zhuǎn)換信號，如把直流轉(zhuǎn)換成交流并對它進行調(diào)制，放大直流或交【例3】(多選)如圖所示為某霍爾元件的工作原理示意圖，該元件中電流I由正電荷B.用霍爾元件可以測量地磁場的磁感應強度第2節(jié)科學制作：簡單的自動控制裝置第3節(jié)大顯身手的傳感器全自動洗衣機的水位控制裝置中使用壓力傳感器，當筒內(nèi)水位到達設定高度時，凸起的指紋識別器是通過電容傳感器來識別指紋的。手指皮膚與電容傳感器表面構(gòu)成了電容陣考點11.數(shù)據(jù)測量關系①將光敏電阻、多用電表、燈泡、滑動變阻器按實驗原理圖甲所示電路連接好，其中多甲③打開電源，讓小燈泡發(fā)光，