交變電流與電磁波

知識梳理

一、交流電與電能輸送

1． 正弦交流電產生與描述

（1）產生：線圈以垂直于磁場方向的軸在勻強磁場中勻速轉動；

（2）描述：

物理量法：e=Emsin(?棕t)，其中：em=NBS?棕

注意四個值及其應用：瞬時值，最大值，有效值，平均值．

一般交流電有效值求法

圖象法：正弦交流電的圖像如圖1所示．

2． 理想變壓器：

（1）一個先決條件：只改變非均勻變化電流的電壓；

（2）兩組恒等關系： = ，p =p （ = 是推導式，適應于只有一個副線圈情況）；

（3）兩大因果關系：輸入電壓決定輸出電壓；輸出功率決定輸入功率．

3． 長距離輸電的方法：提高輸出電壓．線路損耗功率是p =（ ）２·Ｒ =Ｉ·Ｒ .

4． 電阻、電感與電容在交流電路中的作用

電阻：在直流與交流電器中作用一樣；

電感：通直流，阻交流；通低頻，阻高頻；

電容：通交流，隔直流；通高頻，阻低頻；

注意應用于自感現象與家電中.

二、電磁波

1． 產生：LC振蕩電路，只有兩個元件L、C.

2． 基本特點：T=2?仔 .

電學量q、u、E、電場能與磁學量i、B、磁場能的變化相反，一個最大則另一個最小．

3． Maxewell電磁方程理論：（非）均勻變化的磁場（電場）產生（非）恒定的電場（磁場）．

4． 電磁波的應用

（1）真空中電磁波傳播速度等于光速：c=?姿f；

（2）電磁波譜中不同頻率與傳播特性關系，物理效應．

命題預測

本部分知識與現代科技結合較緊，試題一般會考查物理學史，交流電的應用，電磁波的應用.

例題精析

題型1 交流電的產生與描述

[例1] 內阻不計的交流發電機產生電動勢e＝10sin（50πt）V，接有負載電阻R=10Ω，現在把發電機的轉速增加一倍，則（）

A． 負載兩端電壓的有效值將變為28.2V

B． 交流電表達式是e＝10sin（100πt）V

C． 負載消耗的功率將變為20W

D． 負載消耗的功率將變為40W

[解析]由正弦交流電表達式e=Emsin(?棕t)知，Em ＝１０V，而Em=nBS?棕，當轉速增加一倍時，則Em＝20V．而有效值是E＝ ＝１０ V，功率是用有效值計算的．

[答案]C

[點評]注意正弦交流電的產生特點，哪些地方用有效值與最大值，注意最大值與有效值的關系.

題型2 變壓器原理與工作特點的應用

[例2] 如圖2所示M為理想變壓器．電源電壓不變．當變阻器的滑動頭P向上移動時，讀數發生變化的電表是（）

①A1 ②A2

③V1 ④V2

A． ①④B． ②③

C． ②④D． ①②

[解析]變壓器原電壓決定副線圈電壓，由于電源電壓不變，所以副線圈電壓不變，電壓表2的讀數不變；當電阻Ｒ滑動頭向上移動時，電阻變小，根據Ｉ＝ 知，副線圈中電流變大，又根據副線圈的功率決定原線圈功率，對原線圈有P=U1I1知電流表A1的讀數增大．

[答案]Ｄ

[點評]正確理解變壓器中兩個決定因素，是變壓器應用的一個重點．

題型3 電磁波及其應用

[例3] 關于家用電器的工作原理，下列說法正確的是（）

A． 微波爐是利用電磁感應原理工作的

B． 電磁灶是利用電磁感應原理工作的

C． 微波爐內的加熱器皿應該是金屬的

D． 在電磁灶與鍋間夾一張紙，紙會燃燒

[解析]微波爐是利用電磁波的熱效應工作的，電磁波遇金屬表面強反射，電磁灶是利用電磁感應原理工作的，將鍋體看成是一線圈，只要穿過該鍋體內的磁通量變化時，就會使鍋內有感應電流形成熱效應，它工作時沒有明火．

[答案]Ｂ

[點評]現代生活中家電品種越來越多，它們工作的原理不盡相同，學習物理的目的就是為了應用，應注意這類知識的考查．

模擬操練

1． 關于電磁學發展史，下列說法正確的是（）

A． 建立完整的電磁場理論并預言電磁波存在的科學家是赫茲

B． 第一個用實驗證實電磁波存在的物理學家是麥克斯韋

C． 發明白熾燈的科學家是法拉第

D． 成功運用交流技術的特斯拉

2． 用遙控器調換電視機的頻道的過程，實際上就是傳感器把光信號轉化為電信號的過程。下列屬于這類傳感器的是()

A． 紅外報警裝置

B． 走廊照明燈的聲控開關

C． 自動洗衣機中的壓力傳感裝置

D． 電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器

３． 把220V的正弦式電流接在440Ω的電阻兩端，則該電路中電流的峰值為（）

A． 0.5A B． 0.5 A

C． 2 A D．A

４． 下列說法中正確的是（）

A． 直流電能通過電容器而交流電不能通過電容器

B． 電感器對交流電沒有阻礙

C． 交流電的頻率越低，電流通過電容器的能力也越低

D． 交流電的頻率越低，電感器對電流的阻礙越明顯

5． 如圖3所示的球形容器中盛有含碘的二硫化碳溶液，在太陽光的照射下，地面呈現的是圓形黑影，在黑影中放一支溫度計，可發現溫度計顯示的溫度明顯上升，則由此可斷定()

A． 含碘的二硫化碳溶液對于可見光是透明的

B． 含碘的二硫化碳溶液對于紫外線是不透明的

C． 含碘的二硫化碳溶液對于紅外線是透明的

D． 含碘的二硫化碳溶液對于紅外線是不透明的

6． 無線電發射裝置的振蕩電路的電容為30PF時，發射的無線電波的頻率為1607KHz。若保持回路的電感不變，將電容調為270PF，這時發射的無線電波的波長為（）

A． 62m B． 187m

C． 560mD． 1680m

7．當LC振蕩電路中的電流達到最大值時，線圈內的磁感強度B和電容器中的電場強度E的大小關系是（）

A． E和B都達到最大值

B． B達到最大值，E為零。

C． E達到最大值，B為零

D． B和E都為零

8． 如右圖4所示，A、C兩個線圈的匝數比為2∶1，相距1m寬的平行金屬導軌處在磁感強度為1T的勻強磁場中，電阻不計的金屬棒MN在導軌上以5m/s的速度向左作勻速運動，若導軌及導線的電阻均可忽略不計，燈泡L1和L2上的電壓分別為 （）

A． 5V，0V B． 5V，2.5V

C． 0V，2.5V D． 0V，0V

9． 可以將電壓升高供給電燈的變壓器是（）

10． 下面關于電機的說法中，正確的是（）

A． 電動機是將自己的能量轉化為機械能

B． 發電機是將自己的能量轉化為電能

C． 發電機是將電能轉化為機械能

D． 電動機是將電能轉化為機械能

11． 下列說法不正確的是（）

A． 一次能源是指自然界天然存在、不改變其形態就可直接利用的能源

B． 二次能源是指由一次能源進行加工轉換而得到的能源產品

C． 水力、風力、太陽能等能源屬于再生能源

D． 煤炭、石油、天然氣等能源屬于再生能源

12． 在圖6所示的電路中，兩個靈敏電流表G1和G2的零點都在刻度盤中央，當電流從“+”接線柱流入時，指針向右擺；電流從“-”接線柱流入時，指針向左擺．在電路接通達到穩定狀態后再斷開的瞬間，下面說法符合實際有（）

A. G1指針向左擺，G2指針向右擺

B. G1指針向右擺，G2指針向左擺

C. G1、G2的指針都向左擺

D. G1、G2的指針都向右擺

答案點拔

1． D2． A(都是紅外傳感) 3． Ｂ4． Ｃ5． Ｃ（紅外線的熱效應）6． Ｃ（根據公式T=2?仔 及c=?姿f可知）7． Ｂ（根據電磁振蕩中電學量與磁學量的兩類變化相反可知） 8． Ａ（左邊的感應電流是恒定電流，變壓器不改變直流電電壓，因而右邊無電壓）9． Ｃ10． D11． D12． B(感應電流總是與原電流方向相反)

責任編校李平安

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。