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第13章交變電流 考點(diǎn)39變壓器電能的輸送 考點(diǎn)38交流電的產(chǎn)生與描述 考點(diǎn)40電磁振蕩電磁波 考點(diǎn)38交流電的產(chǎn)生與描述 必備知識(shí)全面把握核心方法重點(diǎn)突破方法1交變電流的圖像問(wèn)題方法2有效值和平均值的求解考法例析成就能力考法1交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律考法2交變電流的 四值 及應(yīng)用考法3用有效值的定義求解非正弦交流電的有效值 必備知識(shí)全面把握 1 交變電流的產(chǎn)生和規(guī)律 1 交變電流 定義 大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流叫交變電流 簡(jiǎn)稱(chēng)交流電 方向隨時(shí)間做周期性變化是交流電的重要特征 如圖所示的電流都是交變電流 正弦式交變電流 隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦式交變電流 正弦式交變電流的圖像是正弦曲線(xiàn) 2 正弦交流電 產(chǎn)生方法 如圖所示 將一個(gè)平面線(xiàn)圈置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 并使它繞垂直于磁感線(xiàn)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 線(xiàn)圈中就會(huì)產(chǎn)生正弦式交變電流 兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn)中性面的定義 平面線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn) 當(dāng)線(xiàn)圈平面垂直磁感線(xiàn)時(shí) 線(xiàn)圈所在平面叫中性面 a 線(xiàn)圈平面與中性面重合時(shí) S B 最大 t 0 e 0 i 0 電流方向?qū)l(fā)生改變 b 線(xiàn)圈平面與中性面垂直時(shí) S B 0 t最大 e最大 i最大 電流方向不改變 3 電流方向的改變一個(gè)周期內(nèi)線(xiàn)圈中電流的方向改變兩次 4 交變電動(dòng)勢(shì)的最大值Em nBS 與轉(zhuǎn)軸位置無(wú)關(guān) 與線(xiàn)圈形狀無(wú)關(guān) 5 交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律 e nBS sin t 從線(xiàn)圈位于中性面位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí) 2 描述交變電流的物理量 1 周期和頻率 周期 交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間 單位是秒 s 表達(dá)式為 頻率f 交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù) 單位是赫茲 符號(hào)為Hz 周期和頻率的關(guān)系 T 1 f或f 1 T 2 交變電流的 四值 瞬時(shí)值 交變電流的瞬時(shí)值反映的是不同時(shí)刻交變電流的大小和方向 瞬時(shí)值表達(dá)式為e Emsin t 最大值 交變電流的最大值反映的是交變電流大小的變化范圍 當(dāng)線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)平行時(shí) 電動(dòng)勢(shì)最大 Em nBS 注意 此最大值與線(xiàn)圈的形狀無(wú)關(guān) 平均值 交變電流的平均值是交變電流圖像的波形與橫軸 t軸 所圍面積跟時(shí)間的比值 其數(shù)值可用E 計(jì)算 有效值 交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的 即在交流電的一個(gè)周期內(nèi) 跟某一交變電流使同一電阻產(chǎn)生相等熱量的直流電的數(shù)值 叫該交變電流的有效值 正弦式交變電流的有效值和最大值之間的關(guān)系 劃重點(diǎn) 瞬時(shí)值和線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的某一位置相對(duì)應(yīng) 不同位置處交變電流的大小和方向不同 在線(xiàn)圈平面 磁場(chǎng) 轉(zhuǎn)速確定的情況下 最大值確定 其值對(duì)應(yīng)線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)的瞬時(shí)值 平均值要利用法拉第電磁感應(yīng)定律求解 有效值則是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)定義的 核心方法重點(diǎn)突破 方法1交變電流的圖像問(wèn)題 多選 如圖1所示 單匝矩形線(xiàn)圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng) 改變線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速 穿過(guò)該線(xiàn)圈的磁通量隨時(shí)間分別按圖2中圖線(xiàn)甲 乙的正弦規(guī)律變化 設(shè)線(xiàn)圈的電阻為1 0 則 A 圖線(xiàn)甲對(duì)應(yīng)線(xiàn)圈在t 0時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B 圖線(xiàn)甲 乙對(duì)應(yīng)的線(xiàn)圈在t 0 2s時(shí) 線(xiàn)圈平面均平行于磁感線(xiàn)C 圖線(xiàn)甲 乙對(duì)應(yīng)的線(xiàn)圈轉(zhuǎn)速之比為5 4D 圖線(xiàn)甲對(duì)應(yīng)的線(xiàn)圈中交變電流的最大值為2 5 A 例1 解析 答案 BC 例1 突破點(diǎn) 1 交變電流圖像的五個(gè)確定 1 確定交變電流的最大值 峰值 2 確定不同時(shí)刻交變電流的瞬時(shí)值 3 確定周期T頻率f 1 T 4 確定線(xiàn)圈位于中性面對(duì)應(yīng)的時(shí)刻 5 確定交變電流方向改變時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻 2 書(shū)寫(xiě)交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的基本思路 1 確定正弦式交變電流的峰值 根據(jù)已知圖像讀出或由公式Em nBS 求出相應(yīng)峰值 2 明確線(xiàn)圈的初始位置 找出對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式 若線(xiàn)圈從中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí) 則i t圖像為正弦函數(shù)圖像 函數(shù)式為i Imsin t 若線(xiàn)圈從垂直中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí) 則i t圖像為余弦函數(shù)圖像 函數(shù)式為i Imcos t 3 解決交變電流圖像問(wèn)題的三點(diǎn)注意 1 只有當(dāng)線(xiàn)圈從中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí) 電流的瞬時(shí)值表達(dá)式才是正弦形式 其變化規(guī)律與線(xiàn)圈的形狀及轉(zhuǎn)軸處于線(xiàn)圈平面內(nèi)的位置無(wú)關(guān) 2 注意公式Em nBS 中的S為有效面積 3 在解決有關(guān)交變電流的圖像問(wèn)題時(shí) 應(yīng)先把交變電流的圖像與線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)起來(lái) 再根據(jù)特殊位置求特征解 方法2交流電有效值的求解 天津理綜2014 7 6分 多選 如圖甲所示 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 一矩形金屬線(xiàn)圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速 繞與磁感線(xiàn)垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)圖像如圖乙中圖線(xiàn)a b所示 則 A 兩次t 0時(shí)刻線(xiàn)圈平面均與中性面重合B 圖線(xiàn)a b對(duì)應(yīng)的線(xiàn)圈轉(zhuǎn)速之比為2 3C 圖線(xiàn)a表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為25HzD 圖線(xiàn)b表示的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為10V 例2 解析 答案 AC 例2 突破點(diǎn) 計(jì)算交變電流有效值的方法 1 計(jì)算有效值時(shí)要根據(jù)電流的熱效應(yīng) 抓住 三同 相同時(shí)間 內(nèi) 相同電阻 上產(chǎn)生 相同熱量 列式求解 2 分段計(jì)算電熱并求和得出一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的總熱量 3 利用兩個(gè)公式Q I2Rt和Q U2t R可分別求得電流有效值和電壓有效值 4 若圖像部分是正弦 或余弦 式交變電流 其中的1 4 但必須是從零至最大值或從最大值至零 和1 2周期部分可直接應(yīng)用正弦式交變電流有效值與最大值間的關(guān)系求解 考法例析成就能力 考法1交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律 天津理綜2017 6 6分 多選 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 一個(gè)100匝的閉合矩形金屬線(xiàn)圈 繞與磁感線(xiàn)垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 穿過(guò)該線(xiàn)圈的磁通量隨時(shí)間按圖示正弦規(guī)律變化 設(shè)線(xiàn)圈總電阻為2 則 A t 0時(shí) 線(xiàn)圈平面平行于磁感線(xiàn)B t 1s時(shí) 線(xiàn)圈中的電流改變方向C t 1 5s時(shí) 線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D 一個(gè)周期內(nèi) 線(xiàn)圈產(chǎn)生的熱量為8 2J 例1 解析 答案 AD 例1 考法2交變電流的 四值 及應(yīng)用如圖所示 一半徑為r的半圓形單匝線(xiàn)圈垂直放在具有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 以直徑ab為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 轉(zhuǎn)速為n ab與磁場(chǎng)邊界重合 M和N是兩個(gè)滑環(huán) 負(fù)載電阻為R 線(xiàn)圈 電流表和連接導(dǎo)線(xiàn)的電阻不計(jì) 下列說(shuō)法中正確的是 例2 解析 答案 A 例2 考法3非正弦交流電的有效值的計(jì)算 多選 如圖所示 甲 乙為兩種電壓的波形 其中圖甲所示的電壓按正弦規(guī)律變化 圖乙所示的電壓波形是正弦函數(shù)圖像的一部分 下列說(shuō)法正確的是 A 圖甲 圖乙均表示交變電流B 圖甲所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u 20sin100 t V C 圖乙所示電壓的有效值為20VD 圖乙所示電壓的有效值為10V 例3 解析 答案 ABD 例3 考點(diǎn)39變壓器電能的輸送 必備知識(shí)全面把握核心方法重點(diǎn)突破方法3理想變壓器基本關(guān)系的問(wèn)題方法4理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題方法5遠(yuǎn)距離輸電的應(yīng)用考法例析成就能力考法4理想變壓器的應(yīng)用考法5理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析考法6遠(yuǎn)距離輸電的應(yīng)用考法7自耦變壓器與多副線(xiàn)圈變壓器 必備知識(shí)全面把握 1 變壓器 1 變壓器 定義 用來(lái)改變交流電的電壓和電流的裝置 構(gòu)造 變壓器是由閉合鐵芯 由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成 和繞在鐵芯上的兩個(gè)線(xiàn)圈 用絕緣導(dǎo)線(xiàn)繞制 組成的 如圖所示 原線(xiàn)圈 和交流電源相連接的線(xiàn)圈 匝數(shù)為n1 副線(xiàn)圈 和負(fù)載相連接的線(xiàn)圈 匝數(shù)為n2 副線(xiàn)圈可能不止一個(gè) 2 理想變壓器概念 沒(méi)有能量損失的變壓器叫作理想變壓器 即理想變壓器的輸出功率等于輸入功率 3 變壓器的工作原理 原理 互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ) 電流通過(guò)原線(xiàn)圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)磁場(chǎng) 由于電流的大小 方向在不斷變化 鐵芯中磁場(chǎng)也在不斷變化 變化的磁場(chǎng)在副線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 使副線(xiàn)圈能夠輸出電流 能量轉(zhuǎn)換方式 變壓器的作用 改變交流電的電壓 不改變交流電的周期和頻率 4 理想變壓器的基本關(guān)系式 劃重點(diǎn) 理想變壓器基本關(guān)系中的U1 U2 I1 I2均為有效值 U1與n1 n2共同決定U2 I2與n1 n2共同決定I1 P2決定P1 2 遠(yuǎn)距離輸電 1 為什么要采用高壓輸電輸電線(xiàn)上有電阻 電流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生焦耳熱引起電能損失 由P損 I2R線(xiàn)知 要減小電能在輸電線(xiàn)上的損耗 可以有兩種方法 減小輸電導(dǎo)線(xiàn)的電阻 如采用電阻率低的材料 加大導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積 提高輸電電壓 減小輸電電流 輸送功率一定的情況下 第一種方法的作用十分有限 代價(jià)較高 所以實(shí)際中一般采用第二種方法 2 遠(yuǎn)距離高壓輸電的電路模式升壓變壓器建在離發(fā)電廠(chǎng)較近處 降壓變壓器建在離用戶(hù)較近處 如圖所示 3 遠(yuǎn)距離高壓輸電的基本關(guān)系 4 損失電功率 電壓的計(jì)算方法 3 實(shí)驗(yàn) 探究變壓器電壓與線(xiàn)圈匝數(shù)的關(guān)系 1 實(shí)驗(yàn)原理原線(xiàn)圈通過(guò)交變電流時(shí) 鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng) 由于交變電流的大小和方向都在不斷變化 鐵芯中的磁場(chǎng)也在不斷地變化 變化的磁場(chǎng)在副線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 副線(xiàn)圈中就存在輸出電壓 本實(shí)驗(yàn)通過(guò)改變?cè)?副線(xiàn)圈匝數(shù) 探究原 副線(xiàn)圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系 2 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 在改變學(xué)生電源電壓 線(xiàn)圈匝數(shù)前均要先斷開(kāi)開(kāi)關(guān) 再進(jìn)行操作 為了人身安全 學(xué)生用的電源的電壓不能超過(guò)12V 不能用手接觸裸露的導(dǎo)線(xiàn)和接線(xiàn)柱 為了防止損壞多用電表 使用交流電壓擋測(cè)電壓時(shí) 先用最大量程擋試測(cè) 大致確定被測(cè)電壓數(shù)值后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量 核心方法重點(diǎn)突破 方法3理想變壓器基本關(guān)系的問(wèn)題 課標(biāo)全國(guó) 2016 16 6分 一含有理想變壓器的電路如圖所示 圖中電阻R1 R2和R3的阻值分別為3 1 和4 為理想交流電流表 U為正弦交流電壓源 輸出電壓的有效值恒定 當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí) 電流表的示數(shù)為I 當(dāng)S閉合時(shí) 電流表的示數(shù)為4I 該變壓器原 副線(xiàn)圈匝數(shù)比為 A 2B 3C 4D 5 例1 解析 答案 B 例1 突破點(diǎn) 1 關(guān)于理想變壓器的四點(diǎn)說(shuō)明 1 變壓器不能改變直流電壓 2 變壓器只能改變交變電流的電壓和電流 不能改變交變電流的頻率 3 理想變壓器本身不消耗能量 4 理想變壓器基本關(guān)系中的U1 U2 I1 I2均為有效值 2 解決理想變壓器問(wèn)題的三種思路3 理想變壓器關(guān)系式應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)理想變壓器的變壓關(guān)系是一個(gè)普適關(guān)系 而電流比I1 I2 n2 n1則不然 它只適用于副線(xiàn)圈僅有一個(gè)的情況 而對(duì)副線(xiàn)圈有多個(gè)的情況 則應(yīng)根據(jù)功率關(guān)系P入 P出 即U1I1 U2I2 U3I3 來(lái)找出各線(xiàn)圈間的電流關(guān)系 方法4理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題 天津理綜2016 5 6分 如圖所示 理想變壓器原線(xiàn)圈接在交流電源上 圖中各電表均為理想電表 下列說(shuō)法正確的是 A 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí) R1消耗的功率變大B 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí) 電壓表V示數(shù)變大C 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí) 電流表A1示數(shù)變大D 若閉合開(kāi)關(guān)S 則電流表A1示數(shù)變大 A2示數(shù)變大 例2 解析 滑動(dòng)變阻器的觸頭向上滑動(dòng)時(shí) 滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻變大 R1中的電流變小 R1消耗的功率變小 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 滑動(dòng)變阻器的觸頭向上滑動(dòng)時(shí) R1兩端的電壓變小 電壓表V示數(shù)變大 選項(xiàng)B正確 滑動(dòng)變阻器的觸頭向上滑動(dòng)時(shí) 副線(xiàn)圈電路的總電阻變大 總功率變小 原線(xiàn)圈的功率也變小 電流表A1的示數(shù)變小 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 閉合開(kāi)關(guān)S R1兩端的電壓變大 電壓表V兩端電壓變小 A2示數(shù)變小 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 答案 B 例2 方法5遠(yuǎn)距離輸電的應(yīng)用 安徽馬鞍山2018二模 多選 圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖 升壓變壓器原 副線(xiàn)圈匝數(shù)比為1 100 降壓變壓器原 副線(xiàn)圈匝數(shù)比為100 1 遠(yuǎn)距離輸電線(xiàn)的總電阻為100 若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示 輸入功率為750kW 下列說(shuō)法正確的是 A 用戶(hù)端交流電的頻率為50HzB 用戶(hù)端電壓為250VC 輸電線(xiàn)中的電流為30AD 輸電線(xiàn)路損耗的功率為180kW 例3 解析 答案 AC 例3 突破點(diǎn) 1 遠(yuǎn)距離輸電的處理思路對(duì)高壓輸電問(wèn)題 應(yīng)按 發(fā)電機(jī) 升壓變壓器 遠(yuǎn)距離輸電線(xiàn) 降壓變壓器 用電器 或按從 用電器 倒推到 發(fā)電機(jī) 的順序逐步分析 2 遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個(gè)基本關(guān)系 以下圖為例 3 遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的 三二一 1 理清三個(gè)回路 2 抓住兩個(gè)聯(lián)系 3 掌握一個(gè)守恒能量守恒關(guān)系式P1 P損 P3 考法例析成就能力 考法4理想變壓器的應(yīng)用普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線(xiàn)路上測(cè)量電流 通常要通過(guò)電流互感器來(lái)連接 圖中電流互感器ab一側(cè)線(xiàn)圈的匝數(shù)較少 工作時(shí)電流為Iab cd一側(cè)線(xiàn)圈的匝數(shù)較多 工作時(shí)電流為Icd 為了使電流表能正常工作 則 A ab接MN cd接PQ Iab IcdB ab接MN cd接PQ Iab IcdC ab接PQ cd接MN Iab IcdD ab接PQ cd接MN Iab Icd 例1 解析 根據(jù)單一副線(xiàn)圈的理想變壓器原理知電流比等于匝數(shù)比的倒數(shù) 可得ab接MN cd接PQ Iab Icd 故B正確 答案 B 例1 考法5理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析 安徽理綜2015 16 6分 圖示電路中 變壓器為理想變壓器 a b接在電壓有效值不變的交流電源兩端 R0為定值電阻 R為滑動(dòng)變阻器 現(xiàn)將變阻器的滑片從一個(gè)位置滑動(dòng)到另一位置 觀(guān)察到電流表A1的示數(shù)增大了0 2A 電流表A2的示數(shù)增大了0 8A 則下列說(shuō)法正確的是 A 電壓表V1示數(shù)增大B 電壓表V2 V3示數(shù)均增大C 該變壓器起升壓作用D 變阻器滑片是沿c d的方向滑動(dòng) 例2 解析 由于原 副線(xiàn)圈兩端電壓不變 電流表A2的示數(shù)增大 根據(jù)歐姆定律可知負(fù)載的總電阻減小 所以滑動(dòng)變阻器的阻值變小 變阻器的滑片應(yīng)沿c d的方向滑動(dòng) 選項(xiàng)D正確 由于變壓器原線(xiàn)圈兩端的電壓不變 因此電壓表V1 V2的示數(shù)均不變 選項(xiàng)A B錯(cuò)誤 因理想變壓器I1n1 I2n2 可得 I1n1 I2n2 代入數(shù)據(jù)得n1 4n2 即變壓器是降壓變壓器 起降壓作用 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 答案 D 例2 考法6遠(yuǎn)距離輸電如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的簡(jiǎn)化電路圖 發(fā)電廠(chǎng)的輸出電壓是U 用等效總電阻是r的兩條輸電線(xiàn)輸電 輸電線(xiàn)路中的電流是I1 其末端間的電壓為U1 在輸電線(xiàn)與用戶(hù)間連有一理想變壓器 流入用戶(hù)端的電流為I2 則 例3 解析 答案 A 例3 考法7特殊的變壓器模型有一種調(diào)壓變壓器的構(gòu)造如圖所示 線(xiàn)圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上 C D之間加上輸入電壓 轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭P就可以調(diào)節(jié)輸出電壓 圖中A為理想交流電流表 V為理想交流電壓表 R1 R2為定值電阻 R3為滑動(dòng)變阻器 C D兩端接正弦交流電源 變壓器可視為理想變壓器 則下列說(shuō)法正確的是 A 當(dāng)R3不變 滑動(dòng)觸頭P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 電流表讀數(shù)變小 電壓表讀數(shù)變小B 當(dāng)R3不變 滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 電流表讀數(shù)變小 電壓表讀數(shù)變小C 當(dāng)P不動(dòng) 滑動(dòng)變阻器R3滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)時(shí) 電流表讀數(shù)變小 電壓表讀數(shù)變小D 當(dāng)P不動(dòng) 滑動(dòng)變阻器R3滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí) 電流表讀數(shù)變大 電壓表讀數(shù)變大 例4 解析 答案 A 例4 考點(diǎn)40電磁振蕩電磁波 必備知識(shí)全面把握核心方法重點(diǎn)突破方法6電磁波電磁波譜方法7對(duì)相對(duì)論的考查考法例析成就能力 1 麥克斯韋電磁場(chǎng)理論內(nèi)容 變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng) 變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng) 理解 恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng) 恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng) 均勻變化的磁場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生恒定的電場(chǎng) 均勻變化的電場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng) 振蕩電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng) 振蕩磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)注意 變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)相互聯(lián)系 形成不可分割的統(tǒng)一體 這就是電磁場(chǎng) 必備知識(shí)全面把握 2 電磁波 電磁波譜電磁波 概念 電磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)傳播 形成電磁波 特點(diǎn) 電磁波是橫波 電磁波的傳播不需要介質(zhì) 在真空中 電磁波的傳播速度跟光速相同 即c 3 0 108m s 電磁波具有波的共性 和機(jī)械波一樣 能產(chǎn)生反射 折射 干涉 衍射等現(xiàn)象 也是傳播能量的一種形式 電磁波的傳播速度v f 不同頻率的電磁波在同一種介質(zhì)中傳播 波速不同 電磁場(chǎng)貯存電磁能 電磁波的發(fā)射過(guò)程就是輻射能量的過(guò)程 電磁波可以脫離 波源 而獨(dú)立存在 電磁波譜概念 按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大小的順序?qū)⑵渑帕谐勺V 叫電磁波譜 特點(diǎn) 從無(wú)線(xiàn)電波到 射線(xiàn)都是本質(zhì)相同的電磁波 其行為服從共同的規(guī)律 但因波長(zhǎng) 或頻率 不同又表現(xiàn)出不同的特點(diǎn) 3 電磁波和機(jī)械波的比較 4 電磁振蕩 1 振蕩電流和振蕩電路 振蕩電流 大小和方向都周期性變化的電流叫振蕩電流 振蕩電路 能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路叫振蕩電路 最簡(jiǎn)單的振蕩電路為L(zhǎng)C振蕩電路 2 電磁振蕩在振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的過(guò)程中 電容器極板上的電壓 電路中的電流以及跟電荷相聯(lián)系的電場(chǎng) 跟電流相聯(lián)系的磁場(chǎng)都在發(fā)生周期性的變化 這種現(xiàn)象叫電磁振蕩 3 振蕩的周期和頻率 周期T 電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時(shí)間 頻率f 1s內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù) 公式 5 電磁波的發(fā)射和接收 1 發(fā)射 發(fā)射電路特點(diǎn) 由LC振蕩電路產(chǎn)生足夠高的振蕩頻率 振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)分散到盡可能大的空間 在電磁波發(fā)射技術(shù)中 使電磁波隨信號(hào)而改變的過(guò)程叫調(diào)制 調(diào)制可分為調(diào)幅和調(diào)頻兩種 使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變化 這種調(diào)制叫調(diào)幅 使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變化 這種調(diào)制叫調(diào)頻 2 傳播傳播形式 橫波形式三種方式 天波 利用電離層的反射 主要為中波 中短波與短波 地波 利用波在地面上傳播時(shí)的衍射 為長(zhǎng)波空間波 又稱(chēng)為直線(xiàn)波 利用波的直線(xiàn)傳播 僅用于微波 需建中轉(zhuǎn)站 3 接收調(diào)諧 使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫調(diào)諧 電諧振 當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí) 接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng) 這種現(xiàn)象叫電諧振 相當(dāng)于機(jī)械振動(dòng)中的共振 解調(diào) 從接收到的高頻電流中還原出所攜帶的信號(hào)的過(guò)程叫解調(diào) 解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程 調(diào)幅波的解調(diào)也叫檢波 接受過(guò)程 天線(xiàn)接收到的所有電磁波 經(jīng)調(diào)諧選擇出所需要的電磁波 再經(jīng)解調(diào)取出所攜帶的信號(hào) 經(jīng)放大后還原成聲音或圖像 6 狹義相對(duì)論 1 狹義相對(duì)性原理 在不同的慣性參考系中 一切物理規(guī)律都是相同的 2 光速不變?cè)?真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的 3 愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程E mc2 式中m是物體的質(zhì)量 c是真空中的光速 E是它具有的能量 4 其他假設(shè) 沿相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向上 長(zhǎng)度縮短 運(yùn)動(dòng)的鐘比靜止的鐘走得慢 當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)時(shí) 質(zhì)量增大 7 廣義相對(duì)論 1 廣義相對(duì)性原理在任何參考系中 物理規(guī)律都是相同的 這意味著慣性系中的運(yùn)動(dòng)定律 在非慣性系中都是相同的 但要滿(mǎn)足相對(duì)性原理 2 等效原理一個(gè)均勻的引力場(chǎng)與一個(gè)做勻加速運(yùn)動(dòng)的參考系等價(jià) 這意味著 一個(gè)非慣性系 可以看成一個(gè)慣性系 只不過(guò)是它的后面有一個(gè)均勻的引力場(chǎng) 因?yàn)閼T性力和引力在非慣性系中是分不清的 方法6電磁波電磁波譜 江蘇物理2018 12B 1 4分 多選 梳子在梳頭后帶上電荷 搖動(dòng)這把梳子在空中產(chǎn)生電磁波 該電磁波 A 是橫波B 不能在真空中傳播C 只能沿著梳子搖動(dòng)的方向傳播D 在空氣中的傳播速度約為3 108m s 核心方法重點(diǎn)突破 例 解析 搖動(dòng)的梳子在空中產(chǎn)生電磁波 電磁波是橫波 選項(xiàng)A正確 電磁波能在真空中傳播 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 電磁波傳播的方向與振動(dòng)方向垂直 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 電磁波在空氣中傳播的速度約為光速 選項(xiàng)D正確 答案 AD突破點(diǎn) 電磁波的傳播及波長(zhǎng) 頻率 波速 1 電磁波本身是一種物質(zhì) 電磁波的傳播不需要介質(zhì) 可在真空中傳播 在真空中不同頻率的電磁波的傳播速度是相同的 都等于光速 2 不同頻率的電磁波 在同一介質(zhì)中傳播 其速度是不同的 頻率越高 波速越小 3 波長(zhǎng) 頻率和波速三者關(guān)系 v f f是電磁波的頻率 即為發(fā)射電磁波的LC振蕩電路的頻率 改變L或C 即可改變f 從而改變電磁波的波長(zhǎng) 例 方法7對(duì)相對(duì)論的考查 多選 物理學(xué)的發(fā)展豐富了人類(lèi)對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí) 推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新 促進(jìn)了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類(lèi)文明的進(jìn)步 根據(jù)狹義相對(duì)論 下列說(shuō)法正確的是 A 真空中的光速是不變的B 運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘變慢 運(yùn)動(dòng)的尺子縮短C 物體的質(zhì)量取決于物體所含物質(zhì)的多少 與物體的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)D 質(zhì)量 長(zhǎng)度 時(shí)間的測(cè)量結(jié)果都是隨物體與觀(guān)測(cè)者相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變而改變 例2 解析 真空中的光速是不變的 故A正確 狹義相對(duì)論的幾個(gè)基本結(jié)論 鐘慢效應(yīng) 運(yùn)動(dòng)的鐘比靜止的鐘走得慢 而且運(yùn)動(dòng)速度越快 鐘走得越慢 尺縮效應(yīng) 在尺子長(zhǎng)度方向上運(yùn)動(dòng)的尺子比靜止的尺子短 故B正確 由相對(duì)論質(zhì)量公式可知 當(dāng)物體的速度很大時(shí) 其運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量明顯大于靜止時(shí)的質(zhì)量 故C錯(cuò)誤 質(zhì)量 長(zhǎng)度 時(shí)間的測(cè)量結(jié)果都隨物體與觀(guān)測(cè)者相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而改變 故D正確 答案 ABD突破點(diǎn) 解答此類(lèi)問(wèn)題要注意以下幾點(diǎn) 1 真空中的光速在不同的慣性參考系中是相同的 光速與光源 觀(guān)察者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)沒(méi)有關(guān)系 2 牢記狹義相對(duì)論的基本假設(shè) 例2 謝謝觀(guān)賞