13交流电电磁场和电磁波专题

1、交流电电磁场和电磁波专题一、考点清单1、交流发电机及其产生正弦交流电的原理，正弦交流电的图象和三角函数表达式.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、雷达二、典型例题例1图中，降压变压器的变压系数是3，即初级线圈匝数与次级线圈的匝数之比是3。初级线圈的输入电压是660V，次级线圈的电阻为0.2Q,这台变压器供给100盏220V , 60W的电灯用电。求：(l )空载时次级线圈的端电压和输出功率；(2)接通时次级线圈的端电压；(3)每盏灯的实际

2、功率 答案：考点：变压器电压、功率分析：(1 )将变压器视为理想变压器。设空载时次级线圈的端电压为U2。由号专，得到虹朴= 22)。因为空载 次级线圈的负载电阻R T8 次级线圈中的电流为零|=0 P=| U =0 ，、2 ，2 ，2 2(2)接通电路后，皿盏灯并联的总电阻为叫=佥=芸=加GToo次级线圈中的电流12208.07 + 0.2次级线圈的端电压U2=I2R 外=214.68 (V )f 、 j_ lx I_ji_IIn .220214.68 、(3)每盏灯的实际功=- = 57.1 CW)1UUo. Z / 1 uu评析：理解能力的高低表现在把握文字的物理意义上。题文中说“次级线圈

3、的电阻为0.2Q”。可见文中所述的变压器有内耗，不是理想变压器。这是课本上没有介绍过的新情况。类比直流电路的知识，可从两条路去求路端电压，U=&Ir（电源电动势减去内电压），或者用部分欧姆定律U=IR。例2如图所示，矩形线圈abcd在磁感强度B=2T的匀强磁场中绕轴OO，以角速度3=10nrad/ s匀速转动，线圈 共 10 匝，ab=0. 3m，bc= 0. 6m，负载电阻 R= 45Q。求（l ）电阻R在0.05s内所发出的热量；（2 ） 0.05s内流过的电量（设线圈从垂直中性面开始转动）答案：者点：感应电动势的平均值分析：电动势的最大值为 m= 2nBlv=nBS=10 x20.3x0

4、.6x10n=113. 1 ( V)电流的有效值i =所以0.05s内R上发出的热量Q=l2Rt=5.76 （ J ）=72（V）三二1如3) q = It = 0. 072 (C)例3图表示一交流电的电流随时间而变化的图像，则此 交流电的有效值是：（）3.5A B. p/2AC. 5./2A D. 5A答案：考点：交流电的有效值分析：交流电的有效值是根据其热效应而定义的，它是从电流产生焦耳热相等的角度出发，使交流电与恒定电流等效。设交流电的有效值为I，令於流电电器R,在一b醐内前所以该交流电的有效值为1 =5 CA)1 22所以应选D。例4、根据麦克斯韦电磁理论，下述正确的有A、在电场周围一

5、定产生磁场，磁场周围一定产生电场B、在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场C、均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D、振荡的电场一定产生同频率振荡的磁场考点：麦克斯韦电磁理论分析：变化的电场周围才会产生磁场，恒定的电场周围不会产生磁场，同理，恒定的磁 场周围也不会产生电场，所以选项A错。随时间做均匀变化的电场，其变化率是常量，故周 围产生的磁场是恒定的，同理，均匀变化的磁场周围产生的电场也是恒定的；所以选项B、 C不对。电场周期性变化，其周围产生的磁场一定随之周期性变化，且变化周期相同，所以 选项D正确。例5、雷达发射出电增波后，若经过1.8X10-S收到敌机

6、反射后的回波，则敌机距雷达站的 距离约为。考点：电磁波速度分析：设距离为sct 3.0X108 X 1.8 X10-4则2s=ct,所以，s = =m = 2.7 X104 m22例6、电磁波与声波比较A、电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质B、由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大C、由空气进入水中时，电磁波波长变小，声波波长变大D、电磁波和声波在个质中的传播速度都时由介质决定，与频率无关考点：电磁波与声波比较分析：可以根据电磁波的特点和声波的特点进行分析。选项A、B均与事实相符，所以VA、B项正确。根据X=-，电磁波速度变水，频率不变，波长变小；声波速度变大，频率不变，波长变

7、大，所以选项C正确。电磁波在介质中的速度，与介质有关，也与频率有关， 在同一种介质中，频率越大，波速越小，所以选项D错误。例7、下列关于电磁波的叙述中，正确的是A、B、C、D、电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播电磁波在任何介质传播速度均为3 X 108m/s电磁波由真空进入介质传播时，波长变短电磁波不能产生干涉、衍射现象考点：电磁波的性质分析：电磁波是交替产生周期变化的电磁场由发生区域向远处的传播。在真空中的传播 速度为3X 108m/so电磁波在传播过程中频率f不变，由波动公式v=人f。由于电磁波在介 质中传播速度变小，所以波长变短。电磁波具有波动性，能产生干涉、衍射现象结论A、C 正确例

8、8、同步卫星可以转播无线电话，问说话后至少经多长时间才能听到对方回话？（设对方 听到话后立即回话，已知M 地=6X 1024m，R地=6.4x106m）考点：电磁波速度分析：要求出说话后听到对方讲话经历的时间，需要知道同步卫星分别和两人之间的距 离，汉两人都站在同步卫星的正下方时，电磁波经同步卫星传播的距离最短，需时最少。解 设卫星的质量为m，离地高度为h，同步卫星的角速度和地球自转的角速度相同。由牛顿第二定律得：m 2俄+ ”）= G 昌.6.67 x10-11 x 6 X1024 x (3600 x 24)2I 6.4 x106 = 3.58 x107 m = 2.58 x104 km4

9、x 3.142s 1.43 x108无线电传播的最短时间为：:二=月而厂= S 小结 本题是一联系实际的综合题，力学知识在题中占较大比例，解题的关键是找到电磁 波传播的时间最短的人的们置。高考真题1、（1993年全国高考题）如图所示，一理想变压器的原、副 线圈分别由双线圈ab和cd （匝数都为气）、ef和gh （匝数都 为%）组成。用二和U1表示输入电流和电压，I2和U2表示输 出电流和电压。在下列四种连接法中，符合关系% =氏，U nA、b与c相连，以a、d为输入端；f与g相连，以e、h为输出端B、b与c相连，以a、d为输入端；e与g相连，f与h相连作为输出端C、a与c相连，b与d相连作为输

10、入端；f与g相连，以e、h为输出端D、a与c相连，b与d相连作为输入端；e与g相连，f与h相连作为输出端考点：变压器原副线圈电压、电流之比与匝数之比的关系分析：A、D2、（1997年全国高考题）如图所示的（1）、（2）两电路中，当a、b两端与e、f两端分别 加上220V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110V。若分别在c、d两端与g、h两端加上110V的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为（A、220V， 220VB、220V，110VA、 110V， 110VD、220V，0考点：变压器原副线圈电压、电流之比与匝数之比的关系分析：B3、（2000年全国高考题）一个理想变压

11、器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2,正常工 TOC o 1-5 h z 作时输入和输出的电压、电流、功率分别是U和U、I和I、P和P，已知n n则（）12121212A、U1U2, P1P2B、P1 = P2, I1I2C、I UD、P P, I I12121212考点：变压器原副线圈电压、电流之比与匝数之比的关系以及功率的关系分析：B、C4、（1994年全国高考题）一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为转轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直。线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示，T感应电动势最大值和周期可由图中读出，则磁感应强度B=。在t=-JL时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角等

12、于。考点：交变电流感应电动势瞬时值表达式分析:;305、（1998年全国高考题）一理想变压器，原线圈匝数气=1100，接在电压为220V的交流电 源上。当它对11只并联的“36V、60W”灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知该变压器副 线圈的匝数n2=，通过原线圈的电流I1=A。考点：变压器原副线圈电压、电流之比与匝数之比的关系分析：180； 3四、名校预测V,接在阻值220Q的电阻两端，则1、如图所示的交流为u=311sin (314t+n /6)A.电压表的读数为311VC.电流表读数是1A440JB.电流表读数为1.41A2s内电阻的电热是2、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t

13、图像如图2,则在时刻A. t , t线圈通过中性面B. t , t线圈中磁通量最大1 32 4C. t , t线圈中磁通量变化率最大 D. t，t线圈平面与中性面垂直 13243、如图3,矩形线圈在匀强磁场中绕OO轴匀速转动，当转到图示位置时，线圈的A.磁通变化率为零B.感应电流为零C.磁力矩为零 D.感应电流最大4、变压器原线圈1400匝，副线圈700匝并接有电阻R，当变压器工作时原副线圈中A.电流频率比为2 : 1 B.功率比为2 : 1 C.电流比为2 : 1 D.电压之比为2 : 15、当远距离高压输送一定电功率时，输电线上损耗的功率与电路中的A输送电压的平方成正比B.输送电压的平方成

14、反比C.输电线中电流的平方成正比D.导线中电流的平方成反比1、CD 2、AD3、D 4、D 5、BC1、要使LC振荡电路的周期增大一倍，可采用的办法是自感L和电容C都增大一倍B.自感L和电容C都减小一半C.自感匚增大一倍且电容C减小一半D.自感L减小一半且电容C增大一倍2、关于电磁场和电磁波的正确说法是电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电磁场电磁场由发生的区域向远处的传播就是电磁波电磁波传播速度总是3X10血/s电磁波是一种物质，可以在真空中传播3、某电磁波从真空中进入介质后，发生变化的物理量有A.波长和频率B.波长和波速 C.频率和波速 D.频率和能量1.A2、BD3、B五、课后练习1、线

15、框长为a,宽为b在磁感强度为B的匀强磁场中由图1所示位置起绕OO轴以角速度3匀速转动，则t时刻感应电动势为【】A. Babwcos31B. Babw sin31C.2Babwsin31D.2Babw cos312、3A直流电流通过电阻R时，t秒内产生的热量为Q,现让一交变电流通过电阻R,若2t秒内产生的热量为Q,则交变电流的最大值为【】也气厂孔A. 3A B. 372A C. 73A D. 3压1nL_L_L_r图63、如图中变压器原线圈接交流高压，降压后通过输电线给用电器供电，当电键S断开时图中两电表示数电压U和电流I变化为【】A.均变大 B. U变大，I变小 C.均变小 D. U变小，I变大4、输送4.0X106W的电能，若发电机输出电压为2000V，选用变压器升压后应用截面积为4.25cm2的铜导线，把电能送到400km远处，线路损失的功率为5.0X105W.应选用匝数比为多少的升压变压器？若已知铜的电阻率p =1.7X10-80m，在用电区使用降压变压器，其原线圈两端的电压为多大？1、A2、A 3、B 4.( 1 ) 1:16 ( 2 ) 2.8x104V1、电磁波和机械波相比较，下列说法正确的有电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质电磁波在