《高考物理冲刺之易错点点睛系列 12 交变电流 电磁场和电磁波学生.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理冲刺之易错点点睛系列 12 交变电流 电磁场和电磁波学生.doc（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、【高考预测】1.本内容是电磁感应知识的应用和延伸，在解决交变电流的产生过程、变压器的原理、电能的输送方法等问题时都要用到电磁感应、电路等知识，因此，本单元是前面知识的综合运用2.纵观近几年的高考试卷，纯粹的交变电流、电磁场和电磁波的题目较少，大多是将交变电流的知识和电磁感应一章相结合而形成综合题，交变电流的知识仅仅是其中的一个环节而电磁场和电磁波则偏重于理论联系实际3.本章考查的题型以选择题为主，考查的重点是交变电流的产生、交变电流的“四值”和变压器的计算问题.4.了解交变电场和交变磁场的相互联系，定性理解麦克斯韦的电磁场理论。【知识导学】一、正弦式电流的变化规律 (2)线圈平面位于中性面时，
2、穿过线圈平面的磁通量最大，而磁通量的变化率为零，产生的感应电动势为零(3)线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈平面的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大(4)线圈每经过中性面一次电流方向就改变一次，线圈转动一周，两次经过中性面，所以电流的方向改变两次3交变电流瞬时值表达式的书写基本思路(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式EmnBS求出相应峰值(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式如：线圈从中性面开始转动，则it图象为正弦函数图象，函数式为iImsin t.线圈从垂直中性面开始转动，则it图象为余弦函数图象，函数式为iImcos t.【特别提醒】在交变电流的产
3、生过程中，要特别注意两个特殊位置的不同特点：(1)线圈平面与中性面重合时，SB，最大，/t0，e0，i0，电流方向将发生改变(2)线圈平面与中性面垂直时，SB，0，/t最大，e最大，i最大，电流方向不改变二、对交变电流的“四值”的比较和理解1交变电流的瞬时值、峰值、有效值、平均值的比较物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值eEmsin t iImsin t计算线圈某时刻的受力情况交变电流的有效值是根据电流的热效应(电流通过电阻生热)进行定义的，所以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热(或热功率)进行计算注意“三同”：即“相同电阻”，“相同时间”内产生“相同热量”计算
4、时“相同时间”要取周期的整数倍，一般取一个周期注意：在交流电路中，电压表、电流表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值在没有具体说明的情况下，所给出的交变电流的电压、电流指的是有效值【特别提醒】(1)由感应电动势的最大值公式EmnBS得，Em仅由n、B、S、四个物理量所决定，与轴的具体位置和线圈的形状都无关(2)若图象部分是正弦交变电流，其中的T和T部分的有效值可直接应用I，U的关系三、理想变压器及其原、副线圈基本量的关系理想变压器1.没有能量损失(铜损、铁损)2.没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)基本关系功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率基本关系电压关系原、副线圈的电压比等于匝
5、数比，与负载情况、副线圈个数的多少无关电流关系只有一个副线圈，电流和匝数成反比多个副线圈，由输入功率和输出功率相等确定电流关系频率关系原、副线圈中电流的频率相等制约关系电压副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定功率原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定电流原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定【特别提醒】(1)理想变压器的应用中要注意副线圈和原线圈功率相等这个特点，电流关系的推导应该以其为依据(2)变压器的以上关系都是根据“口”字型的变压器推出的如果变压器不是“口”字型时，应根据变压器的原理及各线圈中磁通量的关系推导出各物理量的关系四、理想变压器的几个因果关系 (1)输入电压U
6、1决定输出电压U2，这是因为输出电压U2U1当U1不变时，不论负载电阻R变化与否，U2不会改变(2)输出电流I2决定输入电流I1，在输入电压一定的情况下，输出电压U2也被完全确定，当负载电阻R增大时，I2减小，则I1相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，则I1相应增大(3)输出功率P2决定输入功率P1，理想变压器的输入功率与输出功率相等，即P1P2，在输入电压U1一定的情况下，当负载电阻R增大时，I2减小，则变压器的输出功率P2I2U2减小，输入功率P1也将相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，变压器的输出功率P2I2U2增大，则输入功率P1也将增大五、关于高压输电问题的分析1对高压输电问
7、题，应按“发电机升压变压器远距离输电线降压变压器用电器”这样的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析 2高压输电既能减少功率损失，也能减少电压损失，但在实际高压输电时，也并非输电电压越高越好，还需考虑各种因素，依照不同的情况选择合适的输电电压U2UU3，I2I3I线(3)输电电流：I线(4)输电线上损耗的功率P损I线UIR线2R线当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减少到原来的.【特别提醒】在远距离输电问题中，计算线路功率损耗时应用P损IR线，其原因是I线可以由公式P输I线U输求出，而P损U线I线和P损则不常用，其原因是在一般情况下，U线不易求出，
8、且易将U线和U输相混而造成错误六、麦克斯韦电磁场理论3周期性变化的电场和周期性变化的磁场相互联系，形成一个不可分离的统一的场，就是电磁场特别提醒：(1)恒定的电场和磁场都是静止的，但电磁场一定是运动的，没有静止的电磁场(2)电磁场一定是周期性变化的七、电磁波与机械波的区别机械波电磁波对象研究力学现象研究电磁现象周期性变化的物理量位移随时间和空间周期性变化电场E和磁感应强度B随时间和空间周期性变化传播传播需要介质，波速与介质有关，与频率无关，分横波和纵波两种传播无需介质，在真空中波速总是c，在介质中传播时，波速与介质及频率都有关系，是横波产生由质点(波源)的振动产生由周期性变化的电场、磁场产生能
9、量传播机械能电磁能【特别提醒】(1)同一电磁波在不同介质中传播时，频率不变(频率由波源决定)，波速、波长发生改变，在介质中的速度都比在真空中的速度小(2)不同电磁波在同一介质中传播时，传播速度不同，频率高则波速小(3)在真空中传播时，不同频率的电磁波的速度都相同，即等于光速【易错点点睛】易错点1 正弦式交变电流的产生及变化规律、表征交变电流的物理量1一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动线圈中的感应电动势e随时间的变化如图121所示下面说法中正确的是 ( )的关系不清楚误认为磁通量为零，感应电动势就为零；磁通量最大，则感应电动势就最大 【正确解答】BCD 由图像可知，当t=0
10、时，感应电动势有最大值，说明穿过线圈的磁通量的变化率最大，即线圈平面与磁场平行时开始计时，选项C正确t1、t2时刻感应电动势为零，即线圈平面与磁场方向垂直(位于中性面)，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，所以选项B正确，选项A错误当选项通过中性面时，是感应电动势改变方向的时刻，所以选项D正确 2如图122所示，处在匀强磁场中的 矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与dA垂直在t=0时刻，线圈平面与纸面重合(如图)，线圈的cd边离开纸面向外运动若规定由abcda方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流I随时间变化的图线是 ( )【错误答案】A【错解分析】认
11、为t=0时，线框中的感应电流为零再由楞次定律可知，线框在转过90的过程中，穿过线框的磁通量增大，感应电流的、方向沿。abcda，为正，故错误认为A项正确造成该错误的原因是对正弦式交流电的产生过程不熟悉 【正确解答】C 线框在图示位置=0，但感应电流为最大值；再由楞次定律可判断线框在转过90的过程中，感应电流为正，故C项正确 3交流发电机在工作时的电动势为e=0sint，若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为 ( ) A0sin2t B20sin2t C0osin D20sin【错误答案】 A 【错解分析】 对交变电压瞬时值表达式理解不全面，误认为电枢的转速只对交流电的频率有影响
12、 【正确解答】B 交变电压瞬时值表达式为e=0 sint，而Em=NBS，电枢的转速提高1倍即加倍，其他条件不变时Em加倍，应选B项 4正弦交流电源与电阻及、交流电压表按图123所示的方式连接，R=10，交流电压表的示数是10V图124所示是交变电源输出电压u随时间t变化的图象，则 ( ) A.通过及的电流iR随时间t变化的规律是 iR=cosl00t(A) B通过R的电流iR随时间t变化的规律是 iR=cos 50t(A) C只两端的电压uR随时间t变化的规律是 uR=5cos 100t(V) D只两端的电压ud随时间变化的规律是 uR=5cos 50t(V) 【错误答案】 C 【错解分析】
13、 误认为交流电压表测得的是交流电的最大值，同时对正弦式交流电的瞬时值表达式不熟悉 【正确解答】 A交流电压表测得的是交流电的有效值，该题中通过正弦式交流电的瞬时值表达式R的电流iR随时间t变化的规律是两端的电压uR随时间t变化的规律是iR= Umcos t，Um=10V，故uR=10cos 100t，综上分析可知只有A项正确 5图125表示一交流电的电流随时间而变化的图像此交流电流的有效值 【正确解答】B根据交流电有效值的定义：某一直流电和交流电在相同时间内(就算时一倍取交流电的一个周期)在相同电阻上产生的焦耳热相同，则该直流电的数值就叫做交流电的有效值即002I2R=001(4)2 R+00
14、1(3)2R，解得I=5A，故选B项专家会诊 1解决正弦式交变电流的产生及变化规律这类问题必须掌握线框经过两个特殊位置时的特点： (1)线框平面与磁场垂直(即中性面)，穿过线框的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，因此感应电动势为零线框每经过中性面一次，内部的电流方向要改变一次；(2)线框平面与磁场平行，穿过线框的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，即感应电动势达最大值Em=NBSw 2解决有效值这类问题必须掌握交流电有效值的定义，交变电流的有效值是根据电流的热效应相等来定义的即在同一时间内，交流电跟某一直流电能使同一电阻产生的热量相等，则该直流电的数值就叫做交流电的有效值在正弦式交流电中的有效值与最大值间的关系为: 以上有效值与最大值间的关系只对正弦式交流电适应3最大值、有效值、平均值和瞬时值的使用最大值、有效值、平均值和瞬时值各在不同情况下使用，不可乱用混用最大值一般在考虑电容器耐压时使用有效值用途最广，一般用电器铭牌上所标额定值，交流电表测量值，通常所说交流的电压、电流数值都是指有效值凡涉及电功、电功率、电热的计算都必须用有效值平均值只在求通过导体截面电荷量时用瞬时值一般在交流控制电子偏转、发光器件闪烁等问题中用易错点2 电阻、电感和电容对交变电流的作用 1在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分，也有低频
