2020年高考物理復習分單元資料：第13章《交變電流電磁場和電磁波》

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1、第十三章 交變電流 電磁場和電磁波 ●考點指要 知識點 要求程度 1.交流發(fā)電機及其產(chǎn)生正弦式電流的原理、正弦交流電的圖象.最大值與有效值.周期與頻率. Ⅱ 2.電感和電容對交變電流的作用.感抗和容抗. Ⅰ 3.變壓器的原理，電壓比和電流比，電能的輸送. Ⅰ 4.電磁場.電磁波.電磁波的波速. Ⅰ 5.無線電波的發(fā)射和接收. Ⅰ 6.電視.雷達. Ⅰ 【說明】 只要求討論單相理想變壓器. ●復習導航 本章內(nèi)容實際上是電磁感應現(xiàn)象研究的繼續(xù)和其規(guī)律的具體應用.從交變電流的產(chǎn)生，交變電動勢最大值的計算，變壓器的工作原理，到LC電路中電磁振蕩的規(guī)律以至

2、電磁波的形成等都和楞次定律及法拉第電磁感應定律有密切的聯(lián)系.因此在復習本章時，既要注意本章知識所具有的新特點(如周期性、最大值和有效值等)，還要時時注意本章知識與電磁感應規(guī)律的聯(lián)系. 近幾年高考對本章內(nèi)容的考查，既有對本章知識的單獨考查，命題頻率較高的知識點有交變電流的變化規(guī)律(包括圖象)、有效值，變壓器的電壓比、電流比，電磁振蕩的周期、頻率等；也有把本章知識和力學等內(nèi)容相聯(lián)系的綜合考查，特別是帶電粒子在加有交變電壓的平行金屬板間的運動問題，是近幾年高考的一個熱點. 組織本章復習時需特別注意，“電磁場和電磁波”的內(nèi)容調(diào)整較多，以前作為重點內(nèi)容的電磁振蕩、振蕩周期等內(nèi)容在2020年的考綱中被

3、刪掉.但由于在新版的教材中仍有這部分內(nèi)容，所以在編寫本書時適當保留了這部分內(nèi)容，請讀者復習時根據(jù)2020年考綱進行調(diào)整. 對本章知識的復習，可分以下兩個單元組織進行：(Ⅰ)交變電流.(Ⅱ)電磁場和電磁波. 第Ⅰ單元 交變電流 ●知識聚焦 一、交變電流 強度和方向都隨時間作周期性變化的電流叫交變電流.如圖13—1—1(a)(b)(c)所示的電流都屬于交變電流. 圖13—1—1 其中，按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦式電流.如圖13—1—1(a)所示. 二、正弦式電流的產(chǎn)生和規(guī)律 1.產(chǎn)生：在勻強磁場里，繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動的線圈里產(chǎn)生的是正弦交變電流. 2.規(guī)

4、律： (1)函數(shù)形式：N匝面積為S的線圈以角速度ω轉(zhuǎn)動，從中性面開始計時，則e=NBSωsinωt.用Em表示最大值NBSω，則ｅ＝Emsinω t.電流i==sinωt=Imsinωt. (2)用圖象展現(xiàn)其規(guī)律如圖13—1—1(a). 三、表征交變電流的物理量 1.瞬時值：交變電流某一時刻的值. 2.最大值：即最大的瞬時值. 3.有效值：跟交變電流的熱效應等效的恒定電流的值叫做交變電流的有效值.對正弦式交 流電，其有效值和最大值間關系為： E＝Em／，U＝Um／，I＝Im／. 4.周期和頻率：交變電流完成一次周期性變化所用的時間叫周期；1 s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)叫頻率.它

5、們和角速度間關系為： ω＝＝2πf. 四、電阻、感抗、容抗的區(qū)別 電阻 感抗 容抗 產(chǎn)生的原因 定向移動的電荷與不動的離子間的碰撞 電感線圈的自感現(xiàn)象阻礙電流的變化 極板上所帶電荷對定向移動電荷的阻礙 阻礙的特點 對直流、交流均有阻礙作用 通直流、阻交流、通低頻、阻高頻 通交流、隔直流、通高頻、阻低頻 相關的因素 由導體本身決定(長短、粗細、材料)，與溫度有關 由線圈本身的自感系數(shù)和交變電流的頻率共同決定 由電容的大小和交變電流的頻率共同決定 五、變壓器及其原理 變壓器是利用電磁感應原理來改變交變電壓的裝置.對理想變壓器，其原、副線圈兩端電壓U1、U2

6、，其中的電流I1、I2和匝數(shù)U1、U2的關系為：. 六、高壓輸電 為減小輸電線路上的電能損失，常采用高壓輸電.這是因為輸送功率一定時，線路電流I＝，輸電線上損失功率P′＝I2R線＝，可知 P′∝. ●疑難辨析 1.交流瞬時值表達式的具體形式是由開始計時的時刻和正方向的規(guī)定共同決定的.若從中性面開始計時，該瞬時雖然穿過線圈的磁通量最大，但線圈兩邊的運動方向恰和磁場方向平行，不切割磁感線，電動勢為零，故其表達式為：ｅ＝Emsinωt；但若從線圈平面和磁場平行時開始計時，雖然該時刻穿過線圈的磁通量為零，但由于此時線圈兩邊的速度方向和磁場方向垂直，電動勢最大，故其表達式為：ｅ＝Emcosω

7、t. 2.若線圈匝數(shù)為N，當其在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時，所產(chǎn)生的感應電動勢的最大值為：Em＝NBSω.即Em僅由N、B、S、ω四個量決定，與軸的具體位置和線圈的形狀都是無關的. 3.理想變壓器各線圈兩端電壓與匝數(shù)成正比的關系，不僅適用于原、副線圈只有一個的情況，而且適用于多個副線圈的情況；這是因為理想變壓器的磁通量是全部集中在鐵芯內(nèi)的，因此穿過每組線圈的磁通量的變化率是相同的，因而每組線圈中產(chǎn)生的電動勢和匝數(shù)成正比.在線圈內(nèi)阻不計的情況下，線圈兩端電壓即等于電動勢，故每組線圈兩端電壓都與匝數(shù)成正比.但電流和匝數(shù)成反比的關系只適用于原副線圈各有一個的情況，一旦有多個副線圈，

8、該關系即不適用.由于輸入功率和輸出功率相等，所以應有： U1I1＝U2I2＋U2′I2′＋U2″I2″＋……. 4.對原、副線圈匝數(shù)比()確定的變壓器，其輸出電壓U2是由輸入電壓決定的，U2＝U1；在原、副線圈匝數(shù)比()和輸入電壓U1確定的情況下，原線圈中的輸入電流I1卻是由副線圈中的輸出電流I2決定的：I1＝I2.(當然I2是由所接負載的多少而定的.) 圖13—1—2 ●典例剖析 ［例1］一矩形線圈在勻強磁場中以角速度4π rad／s勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢的圖象如圖13—1—2所示.則 A.交變電流的頻率是4π Hz B.當t=0時，線圈平面與磁感線平行 C.當t

9、=0.5 s時，e有最大值 D.交變電流的周期是0.5　s 【解析】 由于線圈轉(zhuǎn)動的角速度題中已給出，所以線圈的轉(zhuǎn)動頻率可以由公式直接求出.線圈的頻率和交變電流的頻率是相同的.ω＝4π rad/s，而ω＝2πf，故f=2 Hz，T＝= 0.5 s.由圖象可看出：t=0時e=0,線圈位于中性面，即線圈平面跟磁感線垂直.t=0.5 s時， ωt＝2π，e=0.所以，應選D. 【思考】 (1)當線圈的轉(zhuǎn)速加倍時，其交變電動勢的圖象如何?有效值多大? (2)在線圈勻速轉(zhuǎn)動的過程中，何時磁通量最大?何時磁通量的變化率最大？ 【思考提示】 （1）轉(zhuǎn)速加倍時，電動勢的最大值E

10、m=nBsω加倍，即Em′=20 V,交變電流的頻率加倍，f′=4 Hz，其圖象如圖所示 有效值為14.1 V （2）線圈轉(zhuǎn)動過程中，當線圈與磁場方向垂直時磁通量最大，此時磁通量的變化率為零.當線圈與磁場平行時，磁通量為零，磁通量的變化率最大. 【設計意圖】 通過本例說明應用交變電流的產(chǎn)生及其變化規(guī)律分析問題的方法. ［例2］如圖13—1—3所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為3∶1，副線圈接三個相同的燈泡，均能正常發(fā)光.在原線圈接有一相同的燈泡L.則 圖13—1—3 A.燈L也能正常發(fā)光 B.燈L比另三燈都暗 C.燈L將會被燒壞 D.不能確定 【

11、解析】 該題主要考查變壓器的工作原理——原副線圈的電流關系和電功率等內(nèi)容.該題易犯的錯誤是：由原副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝3∶1，可知原副線圈電壓之比為U1∶U2＝3∶1，既然副線圈中電燈能正常發(fā)光，可知U2恰為燈的額定電壓，所以原線圈中電燈兩端電壓U1＞U額.故被燒壞而錯選C.其錯誤是把變壓器原線圈兩端電壓和電燈L兩端電壓混淆了.正確的解答應為：原副線圈中的電流之比為I1∶I2＝1∶3，而副線圈中通過每燈的電流為其額定電流I額＝I2／3，故IＬ＝I1＝＝I額即燈L亦能像其他三燈一樣正常發(fā)光.所以正確選項為A. 【思考】 (1)如果副線圈上的三個燈泡“燒”了一個，其余燈泡的亮度如何變? 變

12、壓器的輸入功率如何變?如果副線圈上的三個燈泡全“燒”了，燈泡L還亮不亮? (2)如果副線圈上再并入一個燈泡，與原來相比其余燈泡的亮度如何?誰更容易燒壞? (3)對理想變壓器而言，其I1和I2、U1和U2、P1和P2，是輸入決定于輸出，還是輸出決定于輸入? 【思考提示】 （1）副線圈上的三個燈泡燒壞一個，則副線圈輸出的功率變小，原線圈輸入功率變小，則原線圈中電流減小，燈泡L變暗，燈泡L兩端的電壓減小，若電源電壓一定，則原線圈兩端電壓略有升高，副線圈兩端電壓也略有升高，剩余兩燈泡變亮.若副線圈上的三個燈泡全“燒”了，燈L不亮. (2)若在副線圈上再并入一個燈泡，變壓器輸出功率增大，

13、輸入功率也增大，原、副線圈中的電流均增大，故L變亮、L兩端電壓增大，若電源電壓一定，則原、副線圈兩端電壓都減小，副線圈上的燈泡變暗.L更容易燒壞. (3)對理想變壓器而言，U1決定U2，I2決定I1，P2決定P1. 【設計意圖】 通過本例說明利用變壓器的電壓比，電流比及功率關系分析問題的方法. ［例3］有條河流，流量Q=2 m3·s-1,落差h=5 m，現(xiàn)利用其發(fā)電，若發(fā)電機總效率為50%，輸出電壓為240 V，輸電線總電阻R=30 Ω，允許損失功率為發(fā)電機輸出功率的6%，為滿足用電的需要，使用戶獲得220 V電壓，則該輸電線路所使用的理想升壓、降壓變壓器的匝數(shù)比各是多少？能使多少盞

14、“220 V、100 W”的電燈正常發(fā)光？ 【解析】 按題意畫出遠距離輸電的示意圖13—1—4所示，電源端的輸出功率 圖13—1—4 P總=（）×η =2×1.0×103×10×5×0.5 W=5×104 W 輸電線上的功率損失P損=I2R，所以輸電線中電流為 I==10 A 則升壓變壓器B1的原線圈電壓U1=U出=240 V，副線圈送電電壓為 U2= V=5×103 V 所以升壓變壓器的變壓比為 n1∶n2=U1∶U2==6∶125 輸電線上電壓的損耗 ΔU損=IR=10×30 V=300 V 則降壓器B2的原線圈的電壓 U1′=U2

15、-ΔU損=5×103 V-300 V=4700 V 據(jù)題意知，U2′=220 V,所以降壓變壓器的匝數(shù)比為 n1′∶n2′=U1′∶U2′==235∶11 因為理想變壓器沒有能量損失，所以可正常發(fā)光的電燈盞數(shù)為 N===470 【說明】 這是遠距離送電的典型題，一般要抓住變壓器B1的輸出電流去求輸電線上的電壓損失和功率損失，要注意用戶的電壓為220 V是B2的輸出電壓.為了幫助分析解題，必須先畫出輸電線路的簡圖，弄清楚電路的結(jié)構，然后再入手解題，解出變壓比不一定是整數(shù)，這時取值應采取宜“入”不宜“舍”的方法，因為變壓器本身還有損耗. 【設計意圖】 通過本例說明遠距離問題

16、的分析方法. ●反饋練習 ★夯實基礎 1.關于理想變壓器的下列說法 ①原線圈中的交變電流的頻率跟副線圈中的交變電流的頻率一定相同 ②原線圈中輸入恒定電流時，副線圈中的電流一定是零，鐵芯中的磁通量也一定是零 ③原線圈中輸入恒定電流時，副線圈中的電流一定是零，鐵芯中的磁通量不是零 ④原線圈中的輸入電流一定大于副線圈中的輸出電流 以上正確的說法是 A.①③ B.②④ C.①② D.③④ 【答案】 A 2.在變電所里，經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測電網(wǎng)上的強電流，使用的儀器是電流互感器，圖13—1—5的四個圖中，能正確反映其工作原理的

17、是 圖13—1—5 【解析】 電流互感器是用來把大電流變成小電流的變壓器，原線圈串聯(lián)在被測電路的火線上，副線圈接入交流電流表，故A對. 【答案】 A 3.超導材料電阻降為零的溫度稱為臨界溫度，1987年我國科學家制成了臨界溫度為90 K的高溫超導材料.利用超導材料零電阻的性質(zhì)，可實現(xiàn)無損耗輸電，現(xiàn)有一直流電路，輸電線的總電阻為0.4 Ω，它提供給用電器的電功率為40 kW，電壓為800 V.如果用臨界溫度以下的超導電纜替代原來的輸電線，保持供給用電器的功率和電壓不變，那么節(jié)約的電功率為 A.1 kW B.1.6×103 kW C.1.6 kW

18、 D.10 kW 【解析】 輸電線中電流I=P/U，輸電線上損失功率P′＝I2R線＝P2R線／U2＝1 kW. 【答案】 A 4.如圖13—1—6所示，a、b、c為三只功率較大的完全相同的電爐，a離電源很近，而b、c離用戶電燈L很近，電源離用戶電燈較遠，輸電線有一定電阻，電源電壓恒定，則 ①使用a時對用戶電燈影響大 ②使用b時比使用a時對用戶電燈影響大 ③使用c和b對用戶電燈的影響幾乎一樣大 ④使用c時對用戶電燈沒有影響 圖13—1—6 以上說法正確的是 A.①③ B.②④ C.①④ D.②③ 【解析】 電燈的

19、電壓等于電源電壓減去輸電線電阻的電壓. 【答案】 D 5.交流發(fā)電機在工作時的電動勢為e=E0sinωt,若將其電樞的轉(zhuǎn)速提高1倍，其他條件不變，則其電動勢變?yōu)楠? A.e=E0sin B.e=2E0sin C.e=E0sin2ωt D.e=2E0sin2ωt 【答案】 D 6.一個理想的變壓器，原線圈和副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2,正常工作時輸入和輸出的電壓、電流、功率分別為U1和U2、I1和I2、P1和P2.已知n1＞n2,則 ①U1＞U2,P1＜P2 ②P1=P2,I1＜I2 ③I1＜I2,U1＞U2 ④P1＞P2,I1

20、＞I2 以上說法正確的是 A.①② B.②③ C.①③ D.④ 【答案】 B 7.已知交變電流i=ImsinωtA,線圈從中性面起開始轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動了多長時間，其瞬時值等于有效值 A.π/ω B.π/ω C.π/4ω D.π/2ω 【答案】 C 8.如圖13—1—7為電熱毯的電路圖，電熱絲接在U＝311sin100πt V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D13—1—8所示的波形，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 圖13—1—7 A.110 V B.156 V

21、 C.220 V D.311 V 【解析】 由·（）2／R＝得圖13—1—8對應的有效值U＝156 V. 【答案】 B 9.一個電熱器接在10 V的直流電源上，在時間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，今將該電熱器接在一交流電源上，它在2t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，則這一交流電源的交流電壓的最大 值和有效值分別是 A.最大值是10 V，有效值是10 V B.最大值是10 V，有效值是5V C.最大值是5V，有效值是5 V D.最大值是20 V，有效值是10V 【解析】 根據(jù)交變電流有效值的定義來求有效值，對正弦交變電流有：Um=U. 【答案】 B 10.如圖13—1

22、—9所示，理想變壓器的原、副線圈分別接著完全相同的燈泡L1、Ｌ2，原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1，交流電源電壓為U，則 圖13—1—9 ①燈L1兩端的電壓為U/5 ②燈L1兩端的電壓為3U/5 ③燈L2兩端的電壓為2U/5 ④燈L2兩端的電壓為U/2 以上說法正確的是 A.①③ B.②④ C.①④ D.②③ 【解析】 原副線圈中電流之比I1∶I2＝n2∶n1＝1∶2，因為U1＝I1R，U2＝I2R，所以U1∶U2＝1∶2.原、副線圈中電壓之比，所以U1＝U／5，U2＝U. 【答案】 A 11.如圖13—1—10所示，已知n1∶n2

23、＝4∶3，R2＝100　Ω，變壓器沒有功率損耗，在原線圈上加上交流電壓U1＝40sin100πt V，則R2上的發(fā)熱功率是______Ｗ.若R3＝25　Ω，發(fā)熱功率與R2一樣，則流過原線圈的電流I1和流過R3的電流I3之比為______. 圖13—1—10 【解析】 U2=×V=21.3 V，PR2＝ W=4.5 W.由I1=4.5×2，I32×25=4.5，解得I1∶I3=3∶4. 【答案】 4.5 3∶4 ★提升能力 12.有一臺內(nèi)阻為4 Ω的發(fā)電機，供給一個學校照明用電，如圖13—1—11所示.升壓變壓器匝數(shù)比為1∶4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4∶1，輸電線的總電

24、阻R＝4Ω，全校共22個班，每班有“220 V，40 W”燈6盞.若保證全部電燈正常發(fā)光，則： 圖13—1—11 (1)發(fā)電機輸出功率多大? (2)發(fā)電機電動勢多大? (3)輸電效率是多少? (4)若使用燈數(shù)減半并正常發(fā)光，發(fā)電機輸出功率是否減半? 【解析】 (1)對降壓變壓器：U2′I2＝U3I3＝nP燈＝22×6×40 W＝5280 W.而U2′＝U3＝880 V 所以I2＝＝6 A.對升壓變壓器：U1I1＝U2I2＝I22R＋U2′I2＝5424 W. (2)因為U2＝U2′＋I2R＝904 V，所以U1＝U2＝226 V 又因為U1I1＝U2I2 所以

25、I1＝＝24 A 所以Ｅ＝U1＋I1r＝322 V （3）η＝×100％＝×100％＝97％ （4）燈數(shù)減半時，發(fā)電機輸出功率為P＝2676　Ｗ.故發(fā)電機輸出功率不是減半. 【答案】 (1)5424 W (2)322 V(3)97% (4)不是減半 13.如圖13—1—12所示，閉合的單匝線圈在勻強磁場中以角速度ω繞中心軸OO′逆時針勻速轉(zhuǎn)動.已知線圈的邊長ab=cd=l1=0.20 m，bc=da=l2＝0.10 m，線圈的電阻值R=0.050 Ω，角速度ω=300 rad/s，勻強磁場磁感應強度的大小B=0.50 T，方向與轉(zhuǎn)軸OO′垂直.規(guī)定線圈平面與中性面

26、的夾角為θ. 圖13—1—12 (1)當θ=ωt=30°時，線圈中感應電動勢大小如何? (2)此時，作用在線圈上電磁力的瞬時功率等于多少? 【解析】 (1)ｅ＝Bl1l2ωsin30°＝1.5 V (2)電磁力的瞬時功率P=＝45 Ｗ 【答案】 (1)1.5 V (2)45 W 14.如圖13—1—13所示，一理想變壓器帶有三個匝數(shù)都為50匝的副線圈ab、cd、ef，若原線圈匝數(shù)為100匝，并接到220 V交流電源上，通過副線圈的各種組合，可以得到以下哪些電壓 圖13—1—13 ①0 V ②110 V③220 V ④330 V 以上正確的是

27、 A.①②③④ B.只有①② C.只有③④ D.只有②③④ 【解析】 當三個副線圈互不連接或其中兩個順向并接時，可得到110 V電壓.當其中兩個副線圈順向串接時，可得到220 V電壓，當其中兩個副線圈逆向串接時，可得到0 V電壓.當三個線圈順向串接時，可得到330 V電壓. 【答案】 A ※15.在真空中速度v＝6.4×107 m/s的電子束連續(xù)地射入兩平行極板間，如圖13—1—14所示，極板長度為l＝8.0×10-2 m，間距d=5.0×10-3 m.兩極板不帶電時，電子束將沿兩極板之間的中線通過.在兩極板上加一個50 Hｚ的交變電壓u＝U0sinωt

28、，如果所加電壓的最大值U0超過某值UＣ時，電子束將有時能通過兩極板，有時間斷而不能通過(電子電荷量e=1.60×10-19 Ｃ，電子質(zhì)量m=9.1×10-31 kg)： 圖13—1—14 (1)UＣ的大小為多少? (2)求U0為何值時，才能使通過與間斷時間之比Δt1∶Δt2＝2∶1？ 【解析】 (1)電子通過平行極板所用時間t=≈10-9 s，而交變電壓的周期T=10-2 s.由于T,故對于通過極板的電子來說，可認為板間電壓及場強是穩(wěn)定不變的，每個電子均做類平拋運動，水平方向勻速，場強方向勻變速.設電子經(jīng)過平行板的時間為t,所受電場力為F，則：a=,t=,電子束不能通過兩極板

29、間時有： at2＝y(tǒng)≥,由以上三式可得： UＣ≥＝91 V (2)畫圖分析：UＣ＝U0sin(π/3)， 所以U0＝UＣ／sin(π/3)=＝105 V. 【答案】 (1) 91 V （2）105 V 第Ⅱ單元 電磁場和電磁波 ●知識聚焦 一、振蕩電流和振蕩電路 大小和方向都做周期性變化的電流叫做振蕩電流.能產(chǎn)生振蕩電流的電路叫振蕩電路，LC電路是最簡單的振蕩電路. 二、電磁振蕩及其周期、頻率 振蕩電路中產(chǎn)生振蕩電流的過程中，線圈中的電流、電容器極板上的電量及其與之相聯(lián)系的磁場能、電場能也都作周期性變化，這種現(xiàn)象叫做電磁振蕩. 1.振蕩原理：利用電容器的充放

30、電和線圈的自感作用產(chǎn)生振蕩電流，形成電場能和磁場能的周期性相互轉(zhuǎn)化. 2.振蕩過程：電容器放電時，電容器所帶電量和電場能均減少，直到零；電路中的電流和磁場能均增大，直到最大值.充電時，情況相反.電容器正反向充放電一次，便完成一次 振蕩的全過程.圖13—2—1表示振蕩過程中有關物理量的變化. 圖13—2—1 3.周期和頻率：電磁振蕩完成一次周期性變化所用的時間叫做電磁振蕩的周期.1 s內(nèi)完成電磁振蕩的次數(shù)叫做電磁振蕩的頻率.對LC電路產(chǎn)生的電磁振蕩，其周期和頻率由電路本身性質(zhì)決定： T＝ f＝ 三、電磁場和電磁波 1.麥克斯韋電磁場理論 （1）不僅電荷能夠產(chǎn)生電場，變化的磁

31、場也能產(chǎn)生電場. (2)不僅電流能夠產(chǎn)生磁場，變化的電場也能產(chǎn)生磁場. 2.電磁場和電磁波 變化的電場和磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個不可分割的統(tǒng)一體，即為電磁場，電磁場由近及遠的傳播就形成電磁波. 3.電磁波的波速 在真空中，任何頻率的電磁波的傳播速度都等于光速c=3.00×108 m/s.其波速、波長、周期頻率間關系為：c==fλ. 復習時注意以下的幾個方面： （1）麥克斯韋從理論上預言了電磁波的存在，赫茲用實驗成功的證實了電磁波的存在. （2）在電磁波中，電場強度和磁感應強度是互相垂直的，且都和電磁波的傳播方向垂直，所以電磁波為橫波. （3）電磁波的傳播過程，也是電磁能的

32、傳播過程. （4）電磁波的傳播不需要介質(zhì). 四、無線電波的發(fā)射 1.調(diào)制：在無線電應用技術中，首先將聲音、圖象等信息通過聲電轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換等方式轉(zhuǎn)為電信號，這種電信號頻率很低，不能用來直接發(fā)射電磁波.把要傳遞的低頻率電信號“加”到高頻電磁波上，使電磁波隨各種信號而改變叫調(diào)制. 調(diào)幅和調(diào)頻：使高頻振蕩的振幅隨信號而改變叫做調(diào)幅.使高頻振蕩的頻率隨信號而改變叫做調(diào)頻. 五、無線電波的接收 1.電諧振：當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強，這種現(xiàn)象叫做電諧振. 2.調(diào)諧：調(diào)諧電路的固有頻率可以在一定范圍內(nèi)連續(xù)改變，將調(diào)諧電路的頻率調(diào)節(jié)到與需要接

33、收的某個頻率的電磁波相同，即，使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧. 3.檢波：從接收到的高頻振蕩中分離出所攜帶的信號的過程叫做檢波.檢波是調(diào)制的逆過程，也叫解調(diào). 4.無線電的接收：天線接收到所有的電磁波，經(jīng)調(diào)諧選擇出所需要的電磁波，再經(jīng)檢波取出攜帶的信號，放大后再還原成聲音或圖象的過程. 六、電視的基本原理 電視系統(tǒng)主要由攝像機和接收機組成.把圖象各個部位分成一系列小點，稱為像素，每幅圖象至少要有幾十萬個像素.攝像機將畫面上各個部分的光點，根據(jù)明暗情況逐點逐行逐幀地變?yōu)閺娙醪煌男盘栯娏?，隨電磁波發(fā)射出去. 電視機接收到電磁波后，經(jīng)調(diào)諧、檢波得到電信號，按原來的次序在顯像管的熒光屏

34、上匯成圖象. 中國電視廣播標準采用每1 s傳送25幀畫面，每幀由625條線組成. 七、雷達的基本原理 雷達是利用無線電波來測定物體位置的無線電設備，一般由天線系統(tǒng)、發(fā)射裝置、接收裝置、輸出裝置（顯示器）、電源、用于控制雷達工作和處理信號的計算機以及防干擾設備等構成. ●疑難辨析 麥克斯韋電磁理論是理解電磁場和電磁波的關鍵所在，應注意領會以下內(nèi)容：變化的磁 場可產(chǎn)生電場，產(chǎn)生的電場的性質(zhì)是由磁場的變化情況決定的，均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，非均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場，振蕩的磁場產(chǎn)生同頻率振蕩的電場；反之亦然. ●典例剖析 ［例1］LC振蕩電路中，某時刻磁場方向如圖13

35、—2—2所示，則下列說法錯誤的是 圖13—2—2 A.若磁場正在減弱，則電容器上極板帶正電 B.若電容器正在放電，則電容器上極板帶負電 C.若電容器上極板帶正電，則線圈中電流正在增大 D.若電容器正在放電，則自感電動勢正在阻礙電流增大 【解析】 先根據(jù)安培定則判斷出電流的方向，若該時刻電容器上極板帶正電，則可知電容器處于充電階段，電流應正在減小，知A敘述正確. 若該時刻電容器上極板帶負電，則可知電容器正在放電，電流正在增強，知B敘述正確，由楞次定律知D敘述亦正確.因而錯誤選項只有C. 【思考】 (1)若磁場正在增強，則電場能和磁場能是如何轉(zhuǎn)化的?電容器是充電還是

36、放電?線圈兩端的電壓是增大還是減小? (2)若此時磁場最強(t＝0)，試畫出振蕩電流ｉ和電容器上板帶電量q隨時間t變化的圖象? (3)若使該振蕩電路產(chǎn)生的電磁波的波長更短些，可采取什么措施?(包括：線圈匝數(shù)、鐵芯、電介質(zhì)、正對面積、板間距離等) 【思考提示】 （1）磁場增強，磁場能增大，電場能減小，電容器放電，電容器兩端電壓降低，線圈兩端電壓降低. (2) （3）根據(jù)λ=cT和T=2π,為減小λ,需減小L或C. 【設計意圖】 通過本例說明分析電磁振蕩過程中各量變化的方法. ［例2］某電路中電場隨時間變化的圖象如圖13—2—3所示，能發(fā)射電磁波的電場是 圖1

37、3—2—3 【解析】 變化的電場可產(chǎn)生磁場，產(chǎn)生的磁場的性質(zhì)是由電場的變化情況決定的.均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，非均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場，振蕩的電場產(chǎn)生同頻率振蕩的磁場. 圖A中電場不隨時間變化，不會產(chǎn)生磁場.圖B和圖C中電場都隨時間做均勻的變化，在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，這個磁場不能再激發(fā)電場，所以不能激起電磁波.圖D中電場隨時間做不均勻的變化,能在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場，而這磁場的變化也是不均勻的，又能產(chǎn)生變化的電場，從而交織成一個不可分割的統(tǒng)一體，即形成電磁場，才能發(fā)射電磁波. 【設計意圖】 通過本例說明形成電磁波的條件. ●反饋練習 1.建立電磁場理論的科學

38、家是_______.用實驗證明電磁波存在的科學家是_______. 【答案】 麥克斯韋 赫茲 2.關于電磁場和電磁波，下列說法正確的是 A.電場和磁場總是相互聯(lián)系著，統(tǒng)稱為電磁場 B.電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠處傳播就是電磁波 C.電磁場是一種物質(zhì)，不能在真空中傳播 D.電磁波的傳播速度總是3.0×108 m/s 【答案】 B 3.某電磁波從真空進入介質(zhì)后，發(fā)生變化的物理量有 A.波長和頻率 B.波速和頻率 C.波長和波速 D.頻率和能量 【答案】 C 4.電磁波和機械波相比較 ①電磁波傳播不需要介質(zhì)，機械波傳播需要介質(zhì)

39、 ②電磁波在任何物質(zhì)中傳播速度都相同，機械波波速大小決定于介質(zhì) ③電磁波、機械波都會發(fā)生衍射 ④機械波會發(fā)生干涉，電磁波不會發(fā)生干涉 以上說法正確的是 A.①③ B.②④ C.①④ D.②③ 【答案】 A 5.關于電磁波，下列說法中正確的是 A.在真空中，頻率高的電磁波速度較大 B.在真空中，電磁波的能量越大，傳播速度越大 C.電磁波由真空進入介質(zhì)，速度變小，頻率不變 D.只要發(fā)射電路的電磁振蕩一停止，產(chǎn)生的電磁波立即消失 【解析】 任何頻率的電磁波在真空中的傳播速度都是c，故AB都錯. 電磁波由真空進入介質(zhì)，波速變小，而頻率不

40、變，Ｃ對.變化的電場、磁場由變化區(qū)域向外傳播就形成電磁波，發(fā)射電路的電磁振蕩一停止，就不再發(fā)射電磁波，但已產(chǎn)生的電磁波并不消失，故Ｄ錯. 【答案】 C 6.無線電廣播的中波段波長的范圍是187 m~560 m，為了避免鄰近電臺的干擾，兩個電臺的頻率范圍至少應差104 Hz，則在此波段中最多能容納的電臺數(shù)約為多少個？ 【解析】 中波段的頻率范圍為 fmax= Hz=1.6×106 Hz fmin=Hz=0.54×106 Hz 在此波段最多容納的電臺數(shù) n==106 【答案】 106 7.某收音機接收電磁波的波長范圍在577 m到182 m之間，求該收音機接收到

41、的電磁波的頻率范圍. 【解析】 根據(jù)c=λf f1＝Hz=5.20×105 Hz f2＝Hz=1.65×106 Hz 所以，頻率范圍為5.20×105 Hz～1.65×106 Hz 【答案】 5.20×105 Hz～1.65×106 Hz 8.關于LC振蕩電路中的振蕩電流，下列說法中正確的是 A.振蕩電流最大時，電容器兩極板間的場強最大 B.振蕩電流為零時，線圈中自感電動勢為零 C.振蕩電流增大的過程中，線圈中磁場能轉(zhuǎn)化成電場能 D.振蕩電流減小的過程中，線圈中自感電動勢增大 【答案】 Ｄ 圖13—2—4 9.LC振蕩電路中，某時刻的電流方向如

42、圖13—2—4所示，則下列說法中正確的是 A.若磁場正在減弱，則電容器上極板帶負電 B.若電容器正在放電，則電容器上極板帶正電 C.若電容器上極板帶正電，則電感線圈中的電流正在增大 D.若電容器正在放電，則自感電動勢正在阻礙電流增大 圖13—2—5 【答案】 D 10.在LC振蕩電路中，電容器C的帶電量隨時間變化的圖象如圖13—2—5所示，在1×10-6 s到2×10-6 s內(nèi)，關于電容器的充(或放)電過程及因此產(chǎn)生的電磁波的波長，正確的結(jié)論是 A.充電過程，波長為1200 m B.充電過程，波長為1500 m C.放電過程，波長為1200 m D.放電過

43、程，波長為1500 m 【解析】 在1×10-6 s到2×10-6 s內(nèi)，電容器帶電量增大，屬充電過程.產(chǎn)生的電磁波周期T=4×10-6 s，波長λ=cT=3×108×4×10-6 m＝1200 m 【答案】 A 11.LC振蕩電路中，某時刻磁場方向如圖13—2—6所示，則下列說法錯誤的是 圖13—2—6 A.若磁場正在減弱，則電容器上極板帶正電 B.若電容器正在放電，則電容器上極板帶負電 C.若電容器上極板帶正電，則線圈中電流正在增大 D.若電容器正在放電，則自感電動勢正在阻礙電流增大 【解析】 若該時刻電容器上極板帶正電，則可知電容器處于充電階段，電流應

44、正在減小，知A正確.若該時刻電容器上極板帶負電，則可知電容器正在放電，電流正在增強，知B正確，由楞次定律知D亦正確. 【答案】 Ｃ 圖13—2—7 12.在LC振蕩電路中，電容C兩端的電壓UC隨時間變化的圖象如圖13—2—7所示，根據(jù)圖象可以確定振蕩電路中電場能最大的時刻為_______，在T／2～3T／4時間內(nèi)電容器處于_______狀態(tài)，能量轉(zhuǎn)化情況是_______. 【解析】 電容器兩極板間電壓最大時，電場能最大，由圖可知電場能最大時刻為0，，T.在～T時間內(nèi)，兩極板間電壓變小，電容器處于放電狀態(tài)，電場能正轉(zhuǎn)化為磁場能. 【答案】 0，，T 放電 電場能轉(zhuǎn)化為磁場能

45、 章末綜合講練 ●知識網(wǎng)絡 [PSY2，BP] ●高考試題 圖13—1 一、交變電流的規(guī)律 1.(1999年上海高考)某交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應電動勢與時間的關系如圖13—1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)楠? A.400 V，0.02 s B.200 V，0.02 s C.400 V，0.08 s D.200 V，0.08 s 【解析】 從圖中看出，該交變電流的最大值和周期分別是：Ｅm＝100 V，T＝0.04 s，而最大值Ｅm＝NBSω，周期T＝，當線圈轉(zhuǎn)速加倍時，ω′＝2ω，故Ｅm′＝2Ｅm＝200 V，T′

46、＝＝0.02 s，故B對. 【答案】 B 2.(2000年全國高考)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ω繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動.線圈匝數(shù)n=100.穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖13—2所示.發(fā)電機內(nèi)阻r＝5.0 Ω，外電路電阻R＝95 Ω.已知感應電動勢的最大值Em＝UωΦm，其中Φm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)的讀數(shù). 圖13—2 【解析】 從Φ～t圖線看出Φm＝1.0×10-2 Ｗb，T＝3.14×10-2 s.已知感應電動勢的最大值Ｅm＝UωΦm，又ω＝，故電路中電流最大值Im＝＝2 A

47、，交流電流表的示數(shù)是交流電的有效值，即I＝＝1.4 A . 【答案】 1.4 A 二、變壓器 3.(1998年全國高考)一理想變壓器，原線圈匝數(shù)n1＝1100，接在電壓220 V的交流電源上，當它們對11只并聯(lián)的“36 V，60 Ｗ”燈泡供電時，燈泡正常發(fā)光，由此可知該變壓器副線圈的匝數(shù)n2＝______，通過原線圈的電流I1＝______　A. 【解析】 燈泡正常發(fā)光說明U2＝36 V，所以由得： n2＝×1100＝180. 由P1＝U1I1＝P2， 所以I1＝A＝3 A. 【答案】 180 3 4.(1999年全國高考)如圖13—3是4種亮度可調(diào)的臺燈

48、的電路示意圖，它們所用的白熾燈泡相同，且都是“220 V，40 Ｗ”.當燈泡消耗的功率都調(diào)至20 W時，哪種臺燈消耗的功率最小 圖13—3 【解析】 由A、B、C、D四選項分析可知：Ｃ中理想變壓器功率損耗為零，電源輸出的總功率(臺燈消耗功率)只有燈泡的功率20 Ｗ，而其他選項中，不論滑動變阻器是分壓接法還是限流接法，滑動變阻器上總有功率損耗，臺燈的消耗功率都大于20 Ｗ，故C項正確. 【答案】 C 5.(2001年全國高考)一個理想變壓器，原線圈和副線圈的匝數(shù)分別為U1和n2，正常工作時輸入和輸出的電壓、電流、功率分別為U1和U2、I1和I2、P1和P2.已知n1＞U2，則

49、A.U1＞U2，P1＜P2 B.P1＝P2，I1＜I2 C.I1＜I2，U1＞U2 D.P1＞P2，I1＞I2 【解析】 因變壓器為理想變壓器，故有，P1＝P2，由題意知：n1＞n2，則U1＞U2，又因I1U1＝I2U2，所以I1＜I2，故BC選項正確. 【答案】 BC 6.（2002年廣東、廣西、河南高考）遠距離輸電線路的示意圖如下圖13—4所示，若發(fā)電機的輸出電壓不變，則下列敘述中正確的是 圖13—4 A.升壓變壓器的原線圈中的電流與用戶用電設備消耗的功率無關 B.輸電線中的電流只由升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定 C.當用戶用電器的總

50、電阻減少時，輸電線上損失的功率增大 D.升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓 【答案】 C 三、電磁場和電磁波 7.(2002年上海高考）按照有關規(guī)定，工作場所受到的電磁輻射強度（單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量）不得超過 0.50 W/m2. 若某一小型無線通訊裝置的電磁輻射功率是1 W，那么在距離該通訊裝置_______ m以外是符合規(guī)定的安全區(qū)域（已知球面面積為S=4πR2). 【答案】 0.40 ●素質(zhì)能力過關檢測 一、選擇題（每小題中只有一個選項符合題目要求） 1.線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交流電動勢ｅ＝10sin20πtV，則下列說法中正

51、確的是 ①t＝0時，線圈平面位于中性面 ②t=0時，穿過線圈的磁通量為最大 ③t=0時，導線切割磁感線的有效速度最大 ④t=0.4 s時，e有最大值10V A.①② B.②③ C.③④ D.①③④ 【解析】 若從中性面開始計時，交流電動勢瞬時表達式：e＝Emsinωt，該瞬時雖然穿過線圈的磁通量最大，但線圈兩邊的運動方向恰和磁場方向平行，不切割磁感線，電動勢為零，當t=0.4 s時，e=0. 【答案】 A 2.一閉合矩形線圈abcd繞固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，OO′位于線圈平面內(nèi)垂直于勻強磁場的磁感線，如圖13—5（甲）所示，通過線圈內(nèi)的磁通量Φ

52、隨時間的變化規(guī)律如圖（乙）所示，下列說法正確的是 圖13—5 A.t1、t3時刻通過線圈的磁通量變化率最大 B.t2、t4時刻線圈中感應電流方向改變 C.t1、t3時刻線圈中感應電流方向改變 D.t2、t4時刻線圈中感應電動勢最小 【答案】 C 圖13—6 3.如圖13—6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L1和L2；輸電線的等效電阻為R，開始時，電鍵K斷開，當K接通時，以下說法中正確的是 A.副線圈兩端M、N的輸出電壓減少 B.副線圈輸電線等效電阻R上的電壓降減小 C.通過燈泡L1的電流減小 D.原線圈中的電流減小 【解

53、析】 當輸入電壓U1與變壓比確定時，由可知，輸出電壓U2確定（此時不考慮線圈電阻），因此A錯誤. 閉合電鍵K時，L2與L1并聯(lián)，副線圈回路中總電阻減小，總電流增大，故R上電壓降增大，B錯.此時L1兩端電壓減小，因此通過燈L1的電流減小，C正確.由于此時P出=I2U2，U2不變，I2變大，P出變大，而輸入功率始終等于輸出功率，因此P入=I1U1，I1U1變大，而U1不變，因此原線圈中電流I1變大，D錯. 【答案】 C 4.某農(nóng)村水力發(fā)電站的發(fā)電機的輸出電壓穩(wěn)定，它發(fā)出的電先通過電站附近的升壓變壓器升壓，然后用輸電線路把電能輸送到遠處村寨附近的降壓變壓器.經(jīng)降低電壓后，再用線路接到各用

54、戶，設兩變壓器都是理想變壓器，那么在用電高峰期，白熾燈不夠亮，但用電總功率增加，這時 A.升壓變壓器的副線圈的電壓變大 B.高壓輸電線路的電壓損失變大 C.降壓變壓器的副線圈上的電壓變大 D.降壓變壓器到各用戶的輸電線上的電壓損失變大 【解析】 發(fā)電機的輸出電壓穩(wěn)定，即升壓變壓器原線圈中電壓一定，所以副線圈中電壓不變，故A錯.因用電總功率增加，所以輸電線中電流變大，輸電線路的電壓損失變大，故降壓變壓器原線圈中的電壓變小，所以副線圈中電壓也變小，故B對C錯.用電高峰期，白熾燈不夠亮，說明各用戶的輸電線中電流變小，所以各用戶的輸電線上的電壓損失變小，故Ｄ錯. 【答案】 B

55、 圖13—7 5.如圖13—7所示，一交流電的電流隨時間而變化的圖象，此交流電流的有效值是 A.5 A B.5 A C.3.5 A D.3.5 A 【解析】 交流電的有效值意義即等于與之熱效應相等的對應直流電值，在一個周期（T=0.02 s）內(nèi)，此交變電流在電阻R上發(fā)熱為： Q=（I12·R·）+I22·R·=（4）2×0.01×R+(-3)2×0.01×R=I2·R·T 所以有效值I=5 A，選B. 【答案】 B 圖13—8 二、填空題 6.如圖13—8所示電路，已知交流電源電壓U＝15sin100πt V，將此交流電壓加在電阻R上時

56、，產(chǎn)生的電功率為25 Ｗ，則電壓表示數(shù)為________V，電流表示數(shù)為______A，電阻值是______Ω.(保留二位有效數(shù)字) 【解析】 UV＝＝15 V，P＝UVI，R＝. 【答案】 15 1.7 9.0 圖13—9 7.一面積為S的單匝矩形線圈在勻強磁場中以一邊為軸勻速轉(zhuǎn)動，磁場方向與軸垂直，線圈中的感應電動勢如圖13—9，感應電動勢的最大值和周期可由圖中讀出，則磁感應強度B＝_______.在t＝時刻，線圈平面與磁場方向的夾角為_________. 【解析】 Em=BωS=B·S,得B=; 由圖知t=0時，線圈平面與磁感線平行，t=T/12時，線圈平面與磁

57、場方向的夾角θ= ωt=. 【答案】 EmT/2πS π/6 8.一交流電壓隨時間變化的圖象如圖13—10所示.則此交流電的頻率是_______Hz，若將該電壓加在10 μF的電容器上，則電容器的耐壓值不應小于_______V；若將該電壓加在一阻值為1 kΩ的純電阻用電器上，用電器恰能正常工作，為避免意外事故的發(fā)生，電路中保險絲的額定電流不能低于_______A. 圖13—10 【解析】 由f=Hz＝50Hz，電容器的耐壓值不能低于交流電的最大值200 V.用電器正常工作電流I＝A＝0.14 A，所以電路中保險絲的額定電流不能低于0.14 A. 【答案】 50

58、 200 0.14  9.建在雅礱江上的二灘水電站于1991年9月動工，1997年11月10日下閘蓄水，1998年開始向西南電網(wǎng)送電，設計裝機容量為330×104 kW，2000年竣工之后，年發(fā)電量將達到170億度，大壩為混凝土雙曲拱壩，壩高240 m，是20世紀亞洲裝機容量、庫容最大的水利樞紐工程.設想將二灘的電能輸送到成都地區(qū)，如果使用相同的輸電線，從減少輸電線上的電能損失來看，在50×104 V超高壓和11×104 V高壓輸電方案中應先用_______輸電方案，因為該方案的輸電線損失為另一種的________%. 【解析】 P損=I2R線=R線，故選50×104 V超高壓輸電

59、可減少輸電線路的電能損失. =0.0484=4.84% 【答案】 50×104 V;4.84 三、計算題 10.如果你用通過同步衛(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?(已知地球的質(zhì)量M=6.0×1024 kg，地球半徑R=6.4×106 m，萬有引力恒量G＝6.67×10-11　N·m2／kg2) 【解析】 由 所以地球同步衛(wèi)星離地面高度h=-R＝3.59×107 m，則需要的時間t==0.48 s. 【答案】 0.48 s 11.一小型發(fā)電站的輸出電壓為250 V，輸出功率為100 kW，向遠處輸電所用導線的總電阻R=8

60、Ω.為使輸電線上的功率損失等于輸送功率的5%，用戶正好得到220 V電壓，則供電站處所用升壓變壓器和用戶所用降壓變壓器的匝數(shù)比各是多少?(變壓器均為理想的) 【解析】 P損＝5％P＝5×103 Ｗ，輸電線中電流為I，P損＝I2R，I＝＝25 A，輸送電壓U2＝＝4000 V，因為發(fā)電站輸出電壓U1＝250 V，所以升壓變壓器n1/n2＝U1／U2＝1／16，輸電線路上損失電壓U損＝IR＝200 V，降壓變壓器原線圈兩端電壓U3＝U2－U損＝3800 V，所以降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比U3∶U4＝190∶11. 【答案】 升壓變壓器匝數(shù)比1∶16降壓變壓器匝數(shù)比190∶11 12.如

61、圖13—11所示，勻強磁場的磁感應強度B＝0.5 T，邊長L=10 cm的正方形線圈abcd共100匝，線圈電阻r=1 Ω，線圈繞垂直于磁感線的對稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，角速度ω＝ 2πrad／s，外電路電阻R＝4 Ω.求： 圖13—11 (1)轉(zhuǎn)動過程中感應電動勢的最大值； (2)由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉(zhuǎn)過60°角時的瞬時感應電動勢； (3)由圖示位置轉(zhuǎn)過60°角的過程產(chǎn)生的平均感應電動勢； (4)交流電壓表的示數(shù)； (5)轉(zhuǎn)動一周外力做的功. 【解析】 (1)Ｅm＝NBSω＝3.14 V (2)從圖示位置計時轉(zhuǎn)過時，瞬時感應電動勢e=Em

62、·cos＝1.57 V (3)由圖示位置轉(zhuǎn)過60°角產(chǎn)生的平均感應電動勢＝100×V＝2.60 V （4）交流電壓表測的是有效值，所以其示數(shù)U＝＝1.78 V. (5)ＷF＝I2（R＋r）t＝N2B2S2＝0.99 J 【答案】 (1)3.14 V (2)1.57 V(3)2.60 V (4)1.78 V (5)0.99 J ●教學建議 1.教材中雖然沒給出交變電動勢最大值Em=nBωS這一公式，但對其仍應讓學生熟記、掌握，并告訴學生這一公式對任意形狀的線圈都適用. 2.在復習交變電流的變化規(guī)律時，要引導學生抓住中性面這一關鍵位置. 3.交變電流的有效

63、值是復習中的難點，也是重點.因此必然是高考中考查交變電流知識的熱點.要使學生準確把握有效值的物理意義——反映交變電流產(chǎn)生的平均效果(熱效應)，但不是交變電流的平均值.交變電流的有效值體現(xiàn)了電能與內(nèi)能的等效轉(zhuǎn)換.要明確E＝Em／，U＝Um/和I＝Im/只適用于正弦式交變電流，其他非正弦式交變電流，必須按有效值的定義去推導，切忌亂套公式. 4.要使學生區(qū)分瞬時值、最大值、有效值、平均值.讓學生知道，計算線圈在某一位置受力情況時應采用瞬時值；計算通過某一截面電量時應采用平均值；計算有關熱效應的問題時(如保險絲的熔斷等)應采用有效值；考慮電容器擊穿電壓時應采用最大值. 5.理想變壓器的動態(tài)分析問題

64、是個難點.此類問題，大致有兩種情況：一是負載電阻不變，原副線圈的電壓U1、U2，電流I1、I2，輸入和輸出功率P1、P2隨匝數(shù)比變化而變化的情況；另一類是匝數(shù)比不變，上述各量隨負載電阻變化而變化的情況.不論哪種情況，都要注意：（1）根據(jù)題意分清變量和不變量；（2）要弄清“誰決定于誰”的制約關系. 6.對于遠距離高壓輸電問題，一般地我們認為，需要傳輸?shù)碾姽β适且欢ǖ?必須抓住這個不變量.即對輸配電系統(tǒng)，輸入總功率＝輸電線上損失的功率+用電器得到的功率. 7.對麥克斯韋電磁理論的復習，使學生了解并記住三個要點就可以了：（1）變化的磁場(或電場)才能產(chǎn)生電場(或磁場)；（2）均勻變化的磁場(或電場) 產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(或磁場)；（3）正弦式變化的振蕩磁場(或電場)產(chǎn)生同頻率的正弦式變化的振蕩電場(或磁場).