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1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 、电磁波、传感器一、知识目标内 容 要 求 说 明1交流发电机及其产生正弦交流电的原理 正弦交流电的图象 最大值与有效值 周期与频率 2电阻 电感和电容对交变电流的作用 3变压器的原理 电压比和电流比 4电能的输送 5电磁场 电磁波 电磁波的周期 频率 波长和波速 6无线电波的发射和接收 7电视 雷达只要求讨论单相理想变压器二、能力要求1了解正弦交流电的产生，掌握正弦交流电的变化规律会推导正弦交流电的瞬时表达式2知道线圈转动一周过程中的两个特殊位置及有关物理量的情况3了解正弦交流电的图像，会根据瞬时表达式画图像，会根据图像写出瞬时表达式4理解并掌握描述交
2、流电的物理量，注意区别有效值、最大值和瞬时值5知道感抗、容抗的大小与哪些因素有关6理解变压器是改变交流电压、电流并传输电能的设备知道变压器的基本原理7知道理想变压器的输入功率等于输出功率，并由此得到原副线圈的电压、电流、匝数的关系式知道变压器的输出功率决定输入功率8理解远距离输电提高输电电压以减小输电线路上的电热损失的道理会计算远距离输电的各种电压、电流、电功率9知道变化的电场和磁场是不可分割的统一的电磁场10知道电磁场向外传播形成电磁波，电磁波传播能量理解电磁波和机械波的区别11掌握电磁波的周期、频率、波长和波速之间的关系会用公式 cf 进行计算三、解题示例例 1 如图所示，匀强磁场磁感应强
3、度 B数为 n50 匝的矩形线圈，绕垂直于匀强磁场的转轴 速转动，每匝线圈长为 L25宽为 d20圈每分钟转动 1500 转，在匀速转动过程中，从线圈平面经过图示位置时开始计时(1)写出交流感应电动势 e 的瞬时值表达式；(2)若每匝线圈电阻 r接一阻值为 13的用电器，使线圈与外电路组成闭合电路，写出感应电流 i 的瞬时值表达式；(3)若从线圈平面垂直于磁感线的位置开始计时，感应电动势 e和感应电流 i的瞬时表达式如何？(4)画出(1)(2)中的 et、it 图象光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ：首先确定感应电动势的匝数、磁感应强度、面积、角速度，进而确定感应电动势的最大值，然后确定
4、是从什么位置开始计时的，进而确定三角函数的初始相位然后把它作为一个电源，应用闭合电路的欧姆定律知识求解解：(1)线圈匝数 n50，磁场的磁感应强度 B圈转动的角速度 2 f2s50s，线圈的面积 S6015所以 Em5050V196eE 960 t)V(2)若 r r50r0 Rr13 11414总iI 40 t)A(3)若从线圈平面与磁感线垂直的位置开始计时，即从中性面开始计时，感应电动势和电流的瞬时值分别为 e1960t)V，i140t)A (4)因为 50，所以 T 96V ，I m14Aet、it 图象如图所示讨论：记住交流电最大值的表达式，然后根据实际情况确定三角函数的初相，是我们解
5、决问题的关键例 2 如图所示为一交变电流随时间变化的图象，此交流电的有效值是A A B10A D7 ：电流的有效值要根据电流的热效应确定，即“同样阻值” “同一时间” “相等热量” 由于交流电具有周期性，可选一个周期的时间，根据焦耳定律求出此交流电的有效值解：设想让此电流通过一阻值为 R 的电阻，在一个周期 T产生的热量，与一个恒定电流 I 通过相同的电阻在同样时间内产生的热量相等，即 ()6(那么 I10A答案：有正弦式交流电的有效值 I 与最大值 对于其他交流电，根据电流的热效应来确定有效值例 3 如图所示，理想变压器的初级线圈接交流电源，次级线圈接阻值为 R 的负载电阻若与初级线圈连接的
6、电压表 示数为 次级线圈连接的电压表 示数为 1，则以下判断正确的是 ( )A该变压器输入电流与输出电流之比为 2B该变压器输入功率与输出功率之比为 1C通过负载电阻 R 的电流 通过初级线圈的电流 12分析：对于理想变压器，一个重要的原则就是输入功率等于输出功率(即能量守恒) ，输入功率由输出功率决定，输出电压由输入电压和匝数比决定解：因为，U 1 2以 ；输入功率和输出功率之比为 11；由欧姆定律12所以 ；把上式代入 有： 所以本题选择 2道理想变压器的输入功率等于输出功率，并由此得到原副线圈的电压、电流、匝数的关系式知道变压器的输出功率决定输入功率例 4 在家庭电路中，为了安全，一般在
7、电能表后面的电路中安装一个漏电保护器，其工作原理图如图所示其中甲、乙两线圈绕在由矩形硅钢片组成的铁芯上，脱扣开关由脱扣开关控制器 S 控制，当甲线圈 端没有电压时，脱扣开关 S 能始终保持接通；当 扣开关立即会自动断开，以起到保护作用关于这个电路的工作原理，下列说法中正确的是光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 当用户家的电流超过一定值时，脱扣开关会自动断开B当火线和零线之间电压太高时，脱扣开关会自动断开C当站在地面上的人触及 b 线时，脱扣开关会自动断开D当站在绝缘物上的人双手分别接触 b 和 d 线时，脱扣开关会自动断开分析：脱扣开关自动断开的条件是 端有电压，那么怎样使 端有电压呢？这
8、便是解决本题的关键端与图中甲线圈相连，很容易想到利用电磁感应现象产生感应电动势，而产生感应电动势需要通过甲线圈的磁通量发生改变由于甲、乙线圈通过矩形硅钢片相连，只要乙线圈中磁通量变化，通过甲线圈的磁通量就会发生改变乙线圈是典型的双线绕法，两股线中通以大小相等、方向相反的电流时，两股线形成的磁场相互抵消，通过乙线圈的磁通量为零当出现漏电时，线圈中返回的电流小于正向通过的电流，磁通量不为零，使甲线圈中激发感应电动势，从而断开脱扣开关解：由上面分析可知，脱扣开关是否断开是由乙线圈中两股线中电流是否相等决定，与电路中的总电流和路端电压无关，所以 A、B 选项不正确；当站在地面上的人触及 b 线时，电流
9、经过人体达到大地，出现漏电，脱扣开关自动断开，因此 C 选项正确；而当站在绝缘物上的人双手分别接触 b 和 d 线时，虽然电流经过人体，造成触电事故，但并没漏电，通过两股线中电流相等，不会有磁通量变化，脱扣开关不会断开，故 D 选项不正确讨论：双线绕法是一种特殊的绕线方式，在很多实际应用中能见到它的身影，例如在制作精密电阻时，为防止自感现象对电路的影响，就常常采用双线绕法本题很容易误选 D 选项，主要是犯主观主义错误，误以为当站在绝缘物上的人双手分别接触 b 和 d 线时，发生触电事故，脱扣开关会自动断开，而仔细研究其工作原理发现“漏电”才是脱扣开关断开根本原因例 5 发电站通过升压变压器、输
10、电导线和降压变压器把电能输送到用户，如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器(1)画出上述输电全过程的线路图；(2)若发电机的输出功率是 100出电压是 250V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为 125，求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；(3)若输电导线中的电功率损失为输入功率的 4，求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压；(4)计算降压变压器的输出功率分析：根据变压器的相关知识求解升压降压的相关问题，根据电路相关知识求解输电线上的损耗问题解：光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)见图(2)对升压变压器，据公式 ，有12250V6250V125216A602)因为
11、 P 耗 R 线 ，P 耗 线 UU 2U 3I 2R 线所以 2I 2R 线 (6250 166000V(4) 耗 00000W96合训练1交流发电机的线圈在匀强磁场中转动一周的时间内 ( )A感应电流的方向改变两次B线圈内穿过磁通量最大的时刻，电流达到最大C线圈内穿过磁通量是零的时刻，电流达到最大D线圈内电流有两次达到最大2如图所示，矩形线圈 匀强磁场中绕 匀速转动，产生的交流电动势e200V)则 ( )A此交流电的频率是 100流电的有效值 e200 2C当频率增加时，电动势的最大值也增大D当穿过线圈平面的磁通量最大时，电动势也最大3一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴 顺时针方向旋转引出
12、线的两端与互相绝缘的半圆铜环连接，两个半圆环分别与固定电刷 A、B 滑动接触，电刷间接有电阻 R，如图所示，线圈转动过程中，通过 R 的电流 ( )光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 大小和方向都不断变化B大小和方向都不变C大小不断变化，方向从 AR 小不断变化，方向从 BR(a) 中呈柱面的磁极 N、S 与位于两极间的圆柱形铁心 O，使隙缝中磁场的磁感应线沿圆柱的半径分布，磁感应强度的方向如图(b) 中的箭头所示，大小处处都是 B一边长为L 的矩形平面线框 中 ab、边与铁心的轴线 行，bc、边与铁心的轴线 直，如图(a)所示，线框以恒定的角速度绕 时针旋转，当 t0 时，线框平面位于水平位置，则不同时刻线框中的感应电动势 E 的大小为 ( )A当 t 时，E t 时，EL 2 t 时， E2L 2 t2 时，E05在变电所里，需要用交流电表去监测电网上的强电流，但电网中的电流通常会超过一般电流表的量程，因此常使用的仪器是电流互感器，图中最能反映其工作原理的是(图中线圈的疏密表示线圈匝数的多少) ( )6如图是一个理想变压器的示意图，S 为单刀双掷开关，P 是滑动变阻器的滑动触头，U 1为加在原线圈两端的交变电压，I 1 为原线圈中的电流
