2022年高三物理第一轮复习:交流电、电磁振荡电磁波考点例析人教版知识精讲 .pdf
《2022年高三物理第一轮复习:交流电、电磁振荡电磁波考点例析人教版知识精讲 .pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年高三物理第一轮复习:交流电、电磁振荡电磁波考点例析人教版知识精讲 .pdf(12页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、高三物理第一轮复习:交流电、电磁振荡电磁波考点例析人教版【本讲教育信息 】一. 教学内容:交流电、电磁振荡电磁波考点例析近年来高考有关交流电的试题,平均每年都有, 通常是选择题形式出现,考查方式上既有对本章知识内容的单独考查,如命题频率较高的交流电的产生及变化规律(包括图像)、最大值与有效值、 变压器的变压比和变流比等频繁出现;又有对本章知识和电学的其他部分、力学等内容相联系的综合性考查,特别是带电粒子在加有交变电压的平行板电容器板间的运动问题,在加强能力考查的现代高考中,更是一个热点,预计在今后的高考中,对这部分内容的考查仍是立足于基础,保持以往的水平。电磁振荡和电磁波在近年来高考中,重点考
2、查LC 振荡电路的振荡过程和规律的判断,几乎每年都有一道有关电磁振荡的基础题,且多为选择题。 电磁波基础知识试题出现的较少。本章有关论证和计算较少而概念叙述较强,高考只限于掌握课本范围内的知识,且都是“A”级,预计今后高考仍将保持这个水平。二. 夯实基础知识1. 正弦交变电流的产生当闭合线圈由中性面位置(图中O1O2位置)开始在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数:tEemsin,其中NBSEm。这就是正弦交变电流。(1)中性面:指与磁感线垂直的平面。如上图1、3、5 特点ABC.当线圈处于中性面时,磁通量最大,磁通量变化率为零,各边均不切
3、割磁感线。当线圈转至中性面时,电流方向发生改变。线圈转动一周,电流方向改变两次。0(2)当线圈垂直中性面时,0,但磁通量变化最快,感应电动势最大。2. 交变电流的变化规律tNBSesin的理解名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 12 页 - - - - - - - - - (1) 从线圈转至中性面开始计时,若从转至平行磁感线开始计时,则eNBStcos(2)最大值:ENBLvNBSm2(3)m与转轴的所在位置及线圈形状无关3. 交变电流的有效值交变电流的有效值
4、是根据电流的热效应规定的:让交流和直流通过相同阻值的电阻,如果它们在相同的时间内产生的热量相等,就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。(1)只有正余弦交变电流的有效值才一定是最大值的2/2 倍。(2)通常所说的交变电流的电流、电压;交流电表的读数;交流电器的额定电压、额定电流;保险丝的熔断电流等都是指有效值。(电容器的耐压值是交流的最大值。)4. 正弦交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值正弦交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值的区别。以电动势为例:最大值用Em表示,有效值用E 表示,瞬时值用e 表示,平均值用E表示。它们的关系为:2/mEE,tEemsin。平均
5、值不常用,必要时要用法拉第电磁感应定律直接求:tnE。特别要注意,有效值和平均值是不同的两个物理量,千万不可混淆。生活中用的市电电压为220V,其最大值为2202V=311V (有时写为310V) ,频率为50HZ,所以其电压即时值的表达式为u=311sin314t(V) 。5. 交流电的有效值:(1)依据:电流的热效应(2)定义:三同相同电阻相同时间产生相同热量时,直流电电压(电流)叫做交流电电压(电流)的有效值。(3)说明: 各种交流电器上所标的额定电压、电流均指有效值 交流电表的示数全为有效值 电器元件(如电容)的击穿电压(耐压值)指的是最大值,但保险丝熔断电流为有效值 一般所说交流电的
6、值,均为有效值 求解交流电产生的热量问题时,必须用有效值,不能用平均值。PIUWIUtQI Rt,2中各量均为有效值。 若计算通过电路某一截面的电量,需用电流的平均值。6. 理想变压器理想变压器的两个基本公式是:(1)2121nnUU,即对同一变压器的任意两个线圈,都有电压和匝数成正比。(2)P入=P出,即无论有几个副线圈在工作,变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。需要特别引起注意的是:(1)只有当变压器只有一个副线圈工作时,才有:12212211,nnIIIUIU(2)有多个副线圈时满足n1I1=n2I2+n3I3+名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - -
7、 - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 12 页 - - - - - - - - - (3)变压器的输入功率由输出功率决定,往往用到:RnUnIUP/2112111,即在输入电压确定以后,输入功率和原线圈电压与副线圈匝数的平方成正比,与原线圈匝数的平方成反比,与副线圈电路的电阻值成反比。式中的R 表示负载电阻的阻值,而不是“负载”。“负载”表示副线圈所接的用电器的实际功率。实际上,R 越大,负载越小;R 越小,负载越大。这一点在审题时要特别注意。7. 有关理想变压器解题思路思路 1 电压思路,变压器原、副线圈的电压之比为U1/U2=n
8、1/n2 ;当变压器有多个副绕组时 U1/n1=U2/n2=U3/n3=思路 2 功率思路,理想变压器的输入、输出功率为P入=P出,即 P1=P2;当变压器有多个副绕组时P1=P2+P3+思路 3 电流思路, 由 I=P/U 知,对只有一个副绕组的变压器有I1/I2=n2/n1 ;当变压器有多个副绕组时n1I1=n2I2+n3I3+思路 4 (变压器动态问题)制约思路. (1)电压制约:当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时,输出电压U2由输入电压决定,即U2=n2U1/n1,可简述为“原制约副”。(2)电流制约:当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定,且输入电压U1确定时,原线
9、圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定,即 I1=n2I2/n1,可简述为“副制约原”. (3)负载制约:变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定,P2=P负1+P负2+;变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确定, I2=P2/U2; 总功率 P总=P线+P2动态分析问题的思路程序可表示为:U122222121IRUIUnnUU决定负载决定决定决定1112211211)(UIPIUIUIPPP1思路5 原理思路,变压器原线圈中磁通量发生变化,铁芯中/t 相等;当遇到“”型变压器时有1/t=2/t+3/t, 此式适用于交流电或电压(电流) 变化的直流电,但不适用于稳压或恒定电流的情况。
10、交流电应用变压器及远距离输电8. 变压器的工作原理利用了互感现象9. 能量转换方式:原线圈电能磁场能副线圈电能10. 电压比UU12=21nn,电流比PPIInn入出1221高压线圈多, 小较细导线绕制低压线圈少, 大较粗导线绕制nInI从减少电的损失与节约材料考虑。11. 负载对原线圈的影响:副线圈负载增加 (接入用电器增多)流过副线圈电流增加副线圈的输出功率增加原线圈输入功率增加原线圈输入电流增大12. 远距离输电(1)主要问题:PI R损线2(电流的热效应导致电能转化为热能损失掉)(2)解决方法:SLUPRIP22输线损 增大U输,采用高压输电是有效方法。名师资料总结 - - -精品资料
11、欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 12 页 - - - - - - - - - 记熟两个基本关系式:电压关系:能量关系:升降线降出损降线降升UUUIRUPPPI RIUIU2一定要画出远距离输电的示意图来,包括发电机、 两台变压器、 输电线路等效电阻和负载电阻。 并按照规范在图中标出相应的物理量符号。一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为、 n1、1n、n2、2n,相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示。从图中应该看出功率之间的关系是:P1=1P,P2=2P,1P=Pr+P2
12、。电压之间的关系是:2122221111,UUUnnUUnnUUr。电流之间的关系是:2122221111,IIInnIInnIIr。可见其中电流之间的关系最简单,21,IIIr中只要知道一个,另两个总和它相等。因此求输电线上的电流往往是这类问题的突破。输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。分析和计算时都必须用rIUrIPrrrr,2,而不能用rUPr21。特别重要的是要会分析输电线上的功率损失SUSLUPPr212111,由此得出的结论:(1)减少输电线功率损失的途径是提高输电电压或增大输电导线的横截面积。两者相比,当然选择前者。(2)若输电线功率损失已经确定,那么升高输电电压能减
13、小输电线截面积,从而节约大量金属材料和架设电线所需的钢材和水泥,还能少占用土地。13. 电磁场(1)要深刻理解和应用麦克斯韦电磁场理论的两大支柱:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场。恒定的磁场不会产生电场,恒定的电场不会产生磁场。均匀变化的磁场产生恒定的电场,均匀变化的电场产生恒定的磁场。可以证明:振荡电场产生同频率的振荡磁场;振荡磁场产生同频率的振荡电场。(2)按照麦克斯韦的电磁场理论,变化的电场和磁场总是相互联系的,形成一个不可分离的统一的场,这就是电磁场。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。14. 电磁波变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围空间传播出去,就形成了电磁
14、波。有效地发射电磁波的条件是:(1)频率足够高(单位时间内辐射出的能量Pf4) ;(2)形成开放电路(把电场和磁场分散到尽可能大的空间里去)。电磁波是横波。 E 与 B 的方向彼此垂直,而且都跟波的传播方向垂直,因此电磁波是横波。电磁波的传播不需要靠别的物质作介质,在真空中也能传播。在真空中任何频率的电磁波的波速均为c=3.0 108m/s。15. 电磁波的应用要知道广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波的具体应用。16. LC 振荡电路的分析以及振荡图象的分析【典型例题】名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心
15、整理 - - - - - - - 第 4 页,共 12 页 - - - - - - - - - 问题 1:注意有效值、平均值、最大值、瞬时值的应用有效值是表示交流电热效应平均效果的物理量,交流电的平均值是交流电对时间的平均值,利用 I=tq和 E=t,求出的 I、E 均为平均值。要注意区分有效值和平均值两个概念的使用范围。求功、功率、焦耳热等物理量,通常要用有效值计算,求一时间内通过导体横截面的电量q,穿过线圈平面的磁通量的变化量,应用平均值计算。求电容器的耐压值时应用最大值。例 1 如图表示一交变电流随时间变化的图象,此电流的有效值是_。解析:由图象知此交流不是正弦式电流,而是方波形交变电流
16、,则此交变电流的有效值不是其峰值的21,而应从有效值的定义入手,即根据电流的热效应,把此交变电流和直流电分别通过同一电阻R,如果它们在相同时间(一般取交变电流的一个周期)产生的热量相等,则此交变电流的有效值就是直流电流的数值。图示交变电流的周期T=0.02 s,在前半周期,电流为I1=42A;后半周期电流I2=32A。根据焦耳定律,在一个周期内交变电流通过电阻 R 产生的热量Q=I12R2T+I22R2T=I2RT,所以交变电流的有效值I=22221II=5 A 。 例 2 通过某用电器的电流如图所示,则电流的有效值为_。解析: 在相同时间内该电流流过电阻R 产生的热量应等于其全波电流通过同一
17、电阻R产生热量的一半,根据有效值的意义得:I2RT=21 (22 .7)2RT,所以 I=3.6 A。答案: 3.6 A 问题 2:理解电压互感器或电流互感器的工作原理,并能做出相关判断例 3 互感器是一种特殊的变压器,借助它,交流电压表(或电流表)可以间接测量高电压和大电流(1)如图所示为电压互感器或电流互感器的接线图,其中正确的是(2)为什么电流互感器的副线圈绕组不允许安装保险丝?为什么电压互感器的副线圈低压侧要装保险丝?答: _ 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022年高三物理第一轮复习:交流电、电磁振荡电磁波考点例析人教版知识精讲 2022 年高 物理 第一轮 复习 交流电 电磁振荡 电磁波 考点 例析人教版 知识
限制150内