2010高三物理高考总复习学案：交变电流、电磁场和电磁波.doc

2010高考物理总复习名师学案--交变电流、电磁场和电磁波（24页WORD）●考点指要知识点要求程度1.交流发电机及其产生正弦式电流的原理、正弦交流电的图象.最大值与有效值.周期与频率.Ⅱ2.电感和电容对交变电流的作用.感抗和容抗.Ⅰ3.变压器的原理，电压比和电流比，电能的输送.Ⅰ4.电磁场.电磁波.电磁波的波速.Ⅰ5.无线电波的发射和接收.Ⅰ6.电视.雷达.Ⅰ【说明】只要求讨论单相理想变压器.●复习导航本章内容实际上是电磁感应现象研究的继续和其规律的具体应用.从交变电流的产生，交变电动势最大值的计算，变压器的工作原理，到LC电路中电磁振荡的规律以至电磁波的形成等都和楞次定律及法拉第电磁感应定律有密切的联系.因此在复习本章时，既要注意本章知识所具有的新特点(如周期性、最大值和有效值等)，还要时时注意本章知识与电磁感应规律的联系.近几年高考对本章内容的考查，既有对本章知识的单独考查，命题频率较高的知识点有交变电流的变化规律(包括图象)、有效值，变压器的电压比、电流比，电磁振荡的周期、频率等；也有把本章知识和力学等内容相联系的综合考查，特别是带电粒子在加有交变电压的平行金属板间的运动问题，是近几年高考的一个热点.组织本章复习时需特别注意，“电磁场和电磁波”的内容调整较多，以前作为重点内容的电磁振荡、振荡周期等内容在2003年的考纲中被删掉.但由于在新版的教材中仍有这部分内容，所以在编写本书时适当保留了这部分内容，请读者复习时根据2004年考纲进行调整.对本章知识的复习，可分以下两个单元组织进行：(Ⅰ)交变电流.(Ⅱ)电磁场和电磁波.第Ⅰ单元交变电流●知识聚焦一、交变电流强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交变电流.如图13—1—1(a)(b)(c)所示的电流都属于交变电流.图13—1—1其中，按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流.如图13—1—1(a)所示.二、正弦式电流的产生和规律1.产生：在匀强磁场里，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是正弦交变电流.2.规律：(1)函数形式：N匝面积为S的线圈以角速度ω转动，从中性面开始计时，则e=NBSωsinωt.用Em表示最大值NBSω，则ｅ＝Emsinωt.电流i==sinωt=Imsinωt.(2)用图象展现其规律如图13—1—1(a).三、表征交变电流的物理量1.瞬时值：交变电流某一时刻的值.2.最大值：即最大的瞬时值.3.有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值.对正弦式交流电，其有效值和最大值间关系为：E＝Em／，U＝Um／，I＝Im／.4.周期和频率：交变电流完成一次周期性变化所用的时间叫周期；1s内完成周期性变化的次数叫频率.它们和角速度间关系为：ω＝＝2πf.四、电阻、感抗、容抗的区别电阻感抗容抗产生的原因定向移动的电荷与不动的离子间的碰撞电感线圈的自感现象阻碍电流的变化极板上所带电荷对定向移动电荷的阻碍阻碍的特点对直流、交流均有阻碍作用通直流、阻交流、通低频、阻高频通交流、隔直流、通高频、阻低频相关的因素由导体本身决定(长短、粗细、材料)，与温度有关由线圈本身的自感系数和交变电流的频率共同决定由电容的大小和交变电流的频率共同决定五、变压器及其原理变压器是利用电磁感应原理来改变交变电压的装置.对理想变压器，其原、副线圈两端电压U1、U2，其中的电流I1、I2和匝数U1、U2的关系为：.六、高压输电为减小输电线路上的电能损失，常采用高压输电.这是因为输送功率一定时，线路电流I＝，输电线上损失功率P′＝I2R线＝，可知P′∝.●疑难辨析1.交流瞬时值表达式的具体形式是由开始计时的时刻和正方向的规定共同决定的.若从中性面开始计时，该瞬时虽然穿过线圈的磁通量最大，但线圈两边的运动方向恰和磁场方向平行，不切割磁感线，电动势为零，故其表达式为：ｅ＝Emsinωt；但若从线圈平面和磁场平行时开始计时，虽然该时刻穿过线圈的磁通量为零，但由于此时线圈两边的速度方向和磁场方向垂直，电动势最大，故其表达式为：ｅ＝Emcosωt.2.若线圈匝数为N，当其在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，所产生的感应电动势的最大值为：Em＝NBSω.即Em仅由N、B、S、ω四个量决定，与轴的具体位置和线圈的形状都是无关的.3.理想变压器各线圈两端电压与匝数成正比的关系，不仅适用于原、副线圈只有一个的情况，而且适用于多个副线圈的情况；这是因为理想变压器的磁通量是全部集中在铁芯内的，因此穿过每组线圈的磁通量的变化率是相同的，因而每组线圈中产生的电动势和匝数成正比.在线圈内阻不计的情况下，线圈两端电压即等于电动势，故每组线圈两端电压都与匝数成正比.但电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的