高三物理交變電流與電磁波典型例題解析幻燈片.ppt

1、交變電流 電磁波 典型例題解析,例題一,如圖所示，矩形線圈共100匝，ad0.4m，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)的OO軸以每秒50轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。 （1）線圈在什么位置時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，為多少？ （2）以圖示位置為計(jì)時(shí)時(shí)刻，電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律怎樣？ （3）從圖示位置轉(zhuǎn)過90的過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為多少？ （4）從圖示位置開始計(jì)時(shí)，t1/150s時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少？ 分析與解答 （1）線圈平面與磁感線平行時(shí)電動(dòng)勢(shì)最大，Em=,（2）,（3）E平均= (請(qǐng)注意到它與有效值E= 的區(qū)別),例題二,一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

2、線圈匝數(shù)n100，穿過每匝線圈的磁通量隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖所示。發(fā)電機(jī)內(nèi)阻r5.0，外電路電阻R95。已知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Emnm，其中m為穿過每匝線圈磁通量的最大值。求串聯(lián)在外電路中的交流電流表（內(nèi)阻不計(jì)）的示數(shù) 分析與解答 交流電表的示數(shù)都是有效值。 Em= nm, =2/T=2S-1 ， Em =200V E=100V. I=1.34A,例題三,如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)正方形金屬線圈abcd，邊長(zhǎng)l0.2m，線圈ad邊跟磁場(chǎng)左側(cè)邊界重合，線圈電阻R0.4，用外力使線圈從磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)出來，一次是使線圈從左側(cè)邊界勻速平行移出磁場(chǎng)，另一次是使線圈以ad邊為軸勻

3、速轉(zhuǎn)動(dòng)出磁場(chǎng)，兩次所用時(shí)間都是0.1s。試計(jì)算兩次外力做功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：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ad邊為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)出磁場(chǎng)過程外力做的功必須用交流電的有效值來計(jì)算：=5S-1 ,Em= l2B=0.1 V,例題四,攝影機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、錄像帶、畫布、毛筆、光盤、眼鏡、照相底片、放映機(jī)等陸續(xù)出現(xiàn)在人類的生活中。其中作為圖像載體的有 ；作為圖像記錄工具的有（按發(fā)明時(shí)間的先后排列） 。 分析與解答；注意按發(fā)明時(shí)間的先后排列。 作為

4、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(jī)、數(shù)碼相機(jī)） （“毛筆”不在第一位不給分）,例題五,用遙控器調(diào)換電視機(jī)頻道的過程，實(shí)際上就是傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的過程。下列屬于這類傳感器的是（ ） A紅外報(bào)警裝置 B走廊照明燈的聲控開關(guān) C自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置 D電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器 分析與解答： 聲控開關(guān)是把聲波轉(zhuǎn)化為電信號(hào)； 自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置是把機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)； 電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器是把熱信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)； 正確選項(xiàng)只有A,例題六,如圖所示，理想變壓器輸入電壓一定，給負(fù)載R供電，使變壓器輸入功率增大的方法是（

5、） A只增大負(fù)載電阻的阻值 B只減小負(fù)載電阻的阻值 C只增加原線圈的匝數(shù) D只增加副線圈的匝數(shù) 分析與解答 只增大負(fù)載電阻的阻值導(dǎo)致輸出電流減小，A錯(cuò)； 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，C錯(cuò)； 正確選項(xiàng)為BD。,例題七,某河段河水流量為5m3/s，水流下落的高度為8m?，F(xiàn)在利用它來發(fā)電，設(shè)所用發(fā)電機(jī)的效率為50，求：（1）發(fā)電機(jī)的輸出功率；（2）設(shè)發(fā)電機(jī)的輸出電壓為5000V，向400km外的用戶輸電，輸電線的電阻率1.710-8/m，橫截面積S0.85cm2，輸電導(dǎo)線上的電功率損失要求不超過輸出功率的4，則在輸電時(shí)的電壓應(yīng)升高到多少伏？所用的升壓變壓器的

6、原、副線圈的匝數(shù)比是多少？（g取9.8m/s2） 分析與解答 （1）P=5009.8850 =196KW （2）R= 2L/S= 160，P失=I2R=7840W I=7A，U2=P/I=28103V， n1/n2=5/28。,例題八,如圖所示，在真空中速度為v6.410-7m/s的電子束連續(xù)地射出兩平行極板之間，極板長(zhǎng)度為l8.010-2m，間距為d5.010-3m。兩極板不帶電時(shí)，電子束將沿兩極板之間的中線通過，在兩極板上加一50Hz的交變電壓UU0sint，如果所加電壓的最大值U0超過某一值Uc時(shí)，將出現(xiàn)以下現(xiàn)象：電子束有時(shí)能通過兩極板；有時(shí)間斷不能通過。（e1.610-19C,me9.

7、1110-31kg）求： （1）Uc的大?。?（2）U0為何值才能使通過的時(shí)間 t1跟間斷的時(shí)間t2之比為2:1。,例題分析與解答,（1）t=l/v=1.2510-9S,在這樣短的時(shí)間內(nèi)可認(rèn)為電場(chǎng)是恒定的電子作類平拋運(yùn)動(dòng)。,Uc=91V,（2）右圖可以幫助理解U0的物理意義：,t1=T/6，t2=T/4-T/6=T/12，,U0sin/3=Uc=91 V,U0=105V,作業(yè)1,某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)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，則交流電動(dòng)勢(shì)的最大值和周期分別變?yōu)椋?） A400V，0.02s B200V，0.02s C400V，0.08s D200V，0.

8、08s 轉(zhuǎn)速加倍則最大值加倍，周期減半,B,作業(yè)2,如圖a所示，A、B為兩個(gè)相同的環(huán)形線圈，共軸并靠近放置。A線圈中通有如圖b所示的交流電i，則（ ） A在t1到t2時(shí)間內(nèi)，A、B兩線圈相吸 B在t1到t2時(shí)間內(nèi)，A、B兩線圈相斥 Ct2時(shí)刻兩線圈間作用力為零 Dt2時(shí)刻兩線圈間吸引力最大 分析： t2時(shí)刻B中的電流 為零，AB間無相互作用 t1時(shí)刻A中磁通量變化率為零，A中電流為零； 在t1到t2時(shí)間內(nèi)B中電流減小這相當(dāng)于B遠(yuǎn)離A所以AB相互吸引。,AC,作業(yè)3,右圖示意了LC振蕩電路在某時(shí)刻電容器的帶電情況及線圈中的磁感線，由此可以斷定 A電容器正在充電 B電感線圈中的磁場(chǎng)能正在增加 C電

9、路中的電流強(qiáng)度正在減少 D電容器的電場(chǎng)能正在減少 分析： 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(fù)極 所以電容器正在放電，電場(chǎng)能正在減少 磁場(chǎng)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：（ ） A電容器的電容很大 B電容器的電容很小 C對(duì)高頻而言，電容器的容抗很大 D對(duì)低頻而言，電容器的容抗很大 分析 高頻旁路電容一般采用102P到100P的小電容器 如果高頻旁路電容的電容過大就會(huì)把低頻信號(hào)也旁路掉。 所以高頻旁路電容對(duì)低頻信號(hào)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(gè)相同的燈泡L1

10、和L2，輸電線的等效電阻為R，開始時(shí)電鍵S斷開，當(dāng)S接通時(shí)，以下說法中正確的是（ ） A副線圈兩端MN的輸出電壓減小 B副線圈輸電線等效電阻R上的電壓降增大 C通過燈泡L1的電流增大 D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A錯(cuò) 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 輸電線等效電阻R上的電壓降就增大 并聯(lián)電燈兩端的電壓就減小，故C錯(cuò),BD,作業(yè)6,如圖a為電熱毯的電路圖，電熱絲接在u311sin100tV的電源上，電熱毯被加熱到一定溫度后，通過裝置P使輸入電壓變?yōu)閳Db所示波形，從而進(jìn)入保溫狀態(tài)，若電熱絲電阻保持不變，此時(shí)交流電壓表的讀數(shù)是（ ） A

11、110V B156V C220V D211V 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220V 設(shè)圖b所示的電流的有效值為U 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(xiǎn)絲P的熔斷電流為2A，電容器C的擊穿電壓為300V。若在a、b間加正弦交流電壓，并適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)R0和R接入電路中的阻值，使P恰好不被熔斷，C恰好不被擊穿，則電流表的讀數(shù)為 A，電壓表的讀數(shù)為 V。 分析：保險(xiǎn)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 所以電流表的讀數(shù)為2A 電壓表的讀數(shù)為,作業(yè)8,雷達(dá)站正在觀察一飛機(jī)飛行，若飛機(jī)正向雷達(dá)站飛來，從某時(shí)刻雷

12、達(dá)發(fā)出電磁波到接收到反射的電磁波歷時(shí)200s，隔4s后再觀測(cè)，從發(fā)出電磁波到接收到反射的電磁波歷時(shí)186s，飛機(jī)的飛行速度為 m/s。 分析：本題的示意圖如下,雷達(dá)站,4V=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(duì)方通話，則在你講完話后，至少要等多長(zhǎng)時(shí)間才能聽到對(duì)方的回話？已知地球的質(zhì)量M6.01024kg，地球半徑R6.4106m，萬有引力恒量G6.671011Nm2/kg2。 分析：首先要知道同步衛(wèi)星的高度,無線電波的傳播距離是4h,作業(yè)10,輸送4.0106W的電能，若發(fā)電機(jī)輸出電壓為2000V，選用變壓器升壓后應(yīng)用截面積為4.25cm2的銅導(dǎo)線，把電能送到400Km遠(yuǎn)處，線路損失的功率為5.0105W。已知銅的電阻率=1.710-8m。 （1）應(yīng)選用匝數(shù)比為多少的升壓變壓器？ （2）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R=,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制成。起加熱作用的是安在鍋底的一系列半徑不同的同心導(dǎo)電環(huán)（導(dǎo)電環(huán)的分布如圖所示）。導(dǎo)電環(huán)所用材料每米的電阻為0.125，從中心向外第n個(gè)同向圓環(huán)的半徑為rn（2n1）r1（n1，2，3，7），已知r11.0cm。當(dāng)電磁爐開啟后，能產(chǎn)生垂直于鍋底方向的變化磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間的變化率為100sint，求： （1）半徑為r1的導(dǎo)