2019-2020年高中物理二轮总复习 交变电流、电磁场和电磁波教案.doc

2019-2020年高中物理二轮总复习 交变电流、电磁场和电磁波教案xx年命题特点对本部分内容的考查呈现以下特点：1.考查范围相对稳定，高考中复出率较高的是交流电的产生及其描述，单相变压器的变压比和变流比及变压器的电压、电流、功率的决定因素以及电磁波的基础知识等.2.考查方式上有对本专题知识的单独考查，也有与力学、电学其他知识结合的综合考查，特别是带电粒子在加的交变电压的平行板电容器中的运动问题.3.以选择题形式出现.应试高分瓶颈在这部分试题中，考生容易出现的问题主要是比对变压器的原理和使用理法解不够，导致不会分析、处理含有变压的问题，结果出现错误而丢分,搞清楚变压器的电压、电流和电功率之间的决定关系是关键.命题点1 交变电流的描述命题点2 变压器、远距离输电命题点3 电磁场、电磁波和示波器的使用命题点1 交变电流的描述本类考题解答锦囊 解答“交变电流的描述”一类试题，主要了解以下几点： 1.描述交变电流一般有两种方法：分式法和图象法2.根据公式或图象，分析交变电流产生的物理过程，掌握线圈平面经过中性面或垂直于中性面时，穿过线圈的磁通量、磁通量的变化率以及感应电动势的特点：根据公式的图象，能求出交变电流的瞬时值、最大值、有效值、平均值、周期和频率等物理量，理解它们的物理意义，掌握它们之间的区别和联系：根据交变电流的表达式能画出它的图象，或根据图象写出它的表达式 高考最新热门题 1 (典型例题)曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交发电机，图2611为其结构示意图图中N、S是一对固定的磁极，abcd为固定在转轴上的矩形线框，转轴过bc边中点与ab边平行它的一端有一半径ro=1.0cm的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图26-1-2所示当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线框在磁极间转动设线框由N=800匝导线圈组成，每匝线圈的面积S=10cm2，磁级间的磁场可视作匀强磁场，磁感强度B=0.010T，自行车车轮的半径R1=35CHI，小齿轮的半径R2=4.0 cm，大齿轮的半径R3=10.0cm图2612现从静止开始使大齿轮加速转动，问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U=3.2V?(假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动)命题目的与解题技巧：考查正弦交流电的产生与圆周运动知识的综合应用，考查考生联系实际分析问题和解决问题的能力解题关键是找中间联系量 解析 设摩擦小轮、车轮、小齿轮、大齿轮的角速度分别为1、2、3、4，其中2=3.当车轮转动时线框中产生正弦交流电，其电动势最大值为Em=NBS，又Em=所以NBS1= 由于摩擦小轮和车轮边缘线速度相同，大齿轮和小齿轮边缘线速度相同，所以r01=2R1,R34=R23 , 2=3解得1=RR32/R2r0 由联立得4= 答案 =3.2rad/s2 (典型例题)磁铁在电器中有广泛 的应用，如发电机如图2613所示，已知一台单相发电机转子导线框共有N匝，线框长为l1、宽为l2，转子的转动角速度为，磁极间的磁感应强度为且试导出发电机的瞬时电动势E的表达式现在知道有一种强永磁材料钕铁硼，用它制成发电机的磁极时，磁感应强度可增大到原来的k倍如果保持发电机结构和尺寸、转子转动角速度、需产生的电动势能都不变，那么这时转子上的导线框需要多少匝? 3 (典型例题)2614是一台发电机定子中的磁场分布图，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状，M是圆柱形铁芯，它与磁极的柱面共轴磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿圆柱半径、大小近似均匀的磁场，磁感强度B=0.05T图2615是该发电机转子的示意图(虚线表示定子的铁芯M)矩形线框abcd可绕过ad、cb边的中点并与图2614的铁芯M共轴的固定转轴00旋转，在旋转过程中，线框的ab、cd边始终处在图26-1-4所示的缝隙内的磁场中已知ab边长l1=25.0cm，ad边长l2=10.0cm，线框共有N=8匝导线，转动的角速度=250rads将发电机的输出端接入图中的装置K后，装置K能使交流电变成直流电，而不改变其电压的大小直流电的一个输出端与一可变电阻R相连，可变电阻的另一端P是直流电的正极，直流电的另一个输出端Q是它的负极图26-1-6是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图，其中A、B是两块纯铜片，插在CuSO4稀溶液中，铜片与引出导线相连，引出端分别为x、y. I现把直流电的正、负极与两铜片的引线端相连，调节R，使CuSO4溶液中产生I=0.21 A的电流，假设发电机的内阻可忽略不计，两铜片间的电阻r是恒定的 (1)求每匝线圈中的感应电动势的大小； (2)求可变电阻R与A、B间电阻r之和 (1)当以I=0.21 A的电流电解60min后，测得铜片A的质量增加了0.25g，则图3装置的x端应与直流电的_极相连，它是电解池的_极 (2)电解后铜片B的质量_(填“增加”、“减小”或“不变”) 题点经典类型题 1 (典型例题)如图2617所示，线圈的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1，外接电阻R=9，匀强磁场的磁感应强度为B=，当线圈以300rmin的转速匀速旋转时，求： (1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；(2)线圈转了时电动势的瞬时值为多少?命题目的与解题分析：正弦式交流的描述问题，写线圈中的瞬时感应电动势关键有两点：一是线圈转动角速度；二是计算出线圈中感应电动势的最大值. 解析 (1)解速度=10Em=NBS=100 0.05 10=50 V，感应电动势的瞬时值e=Emsint =50sin10t(V).(2)当t=130s时，e=50sin10 答案 (1) e=50sin10t(V) (2) e= 2 (典型例题)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，所产生的交变电流的波形如图2618实线所示，可知A.在t1时刻穿过线圈的磁通量达到峰值 B在t2时刻穿过线圈的磁通量达到峰值 C在t3时刻穿过线圈的磁通量的变化达到峰值D.在t4时刻穿过线圈的磁通量的变化达到峰值 3 (典型例题)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交变电动势图象如图2619所示，则A.交变电流的频率是 B当t=0时，线圈平面与磁感线垂直 C当t=0.5s时，e有最大值D.交流电的周期是0.5 s 4 (典型例题)如图26110(甲)为某型号电热毯的电路图，将电热丝接在u=156sin120t(V)的电源上，电热毯被加热到一定温度后，由于P的作用使输入的正弦交流电仅有半个周期能够通过，即电压变为图(乙)所示波形，从而进人保温状态，则此时交流电压表的读数是 A156 V B110 V C78 V D55 V 5 (典型例题)如图26111所示交变电压瞬时值u=30，当t=600s时图中交流电压表示数为_V 新高考命题方向预测1 如图26112所示，一矩形线框面积为s匝数为N，内阻为r，绕00轴以角速度匀速转动，当从图示位置转过90过程中，下列说法正确的是 A通过电阻的电量为 A 通过电阻的电量 C.外力做的功为 D外力做的功为 2 如图26113所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，线圈共100匝，转速为，在转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为0.03 Wb，则线圈平面转到与磁感线平行时，感应电动势为多少?当线圈平面与中性面夹角为时，感应电动势为多少? 3 如图26114所示，一半径为r=10cm的圆形线圈共100匝，在磁感应强度B=的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的中心轴线00以n=600rmin的转速匀速转动，当线圈转至中性面位置(图中位置)时开始计时 (1)写出线圈内所产生的交变电动势的瞬时值表达式； (2)求线圈从图示位置经1/60s时的电动势的瞬时值；(3)求线圈从图示位置经160 s时间内的电动势的平均值； 4 如图26115为一交流电的U-t图形(1)写出交流电压瞬时值的表达式； (2)将此电压加在如图26116所示的回旋加速器上，给氘核加速，那么必须给加速器加磁感应强度为多大的磁场?(氘核质量取3.310-27kg) (3)使氘核获得20Mev的最大能量，需多长时间?(设核正好在电压达到峰值时通过D型盒的狭缝) (4)D型盒的最小半径为多少米?(计算结果都保留两位有效数字)