新教材 人教版高中物理选择性必修第二册全册知识点提炼及考点

高中物理选择性必修第二册知识点提炼及考点第1章安培力与洛伦兹力 第1节安培力及其应用 第2节洛伦兹力 第3节洛伦兹力的应用 章末复习总结 第2章电磁感应及其应用 第1节科学探究：感应电流的方向(第1课时) 第1节科学探究：感应电流的方向(第2课时) 第2节法拉第电磁感应定律 第3节自感现象与涡流 44-第3章交变电流与远距离输电 第1节交变电流的特点 第2节交变电流的产生 第3节科学探究：变压器 第4节电能的远距离输送 变压器综合问题 章末复习总结 第1节电磁波的产生 第2节电磁波的发射、传播和接收 第3节电磁波谱 90- 95-第5章传感器及其应用 第1节常见传感器的工作原理 第2节科学制作：简单的自动控制装置 第3节大显身手的传感器 章末复习总结 第1章安培力与洛伦兹力判断方法：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让考点1安培力的方向(教师用书独具)教材P₃“迷你实验室”答案提示：安培力方向与电流方向、磁感应强度的方向都垂直，即垂直于电流方向、磁感应强度方向决定的平面。教材P₄“迷你实验室”答案提示：反向电流相互排斥，同向电流相互吸引，因为其中一个电流放置于另一个电流的磁场中，可用左手定则判断。用两根细铜丝把一根直导线悬挂起来，放入蹄形磁铁形成的磁时，你能看到通电导线在磁场中朝一个方向摆动，这个实验现象说明了什么?改变电池的正负极接线柱或将磁铁的N极、S极交换位置，闭合开关，你能看到通电导线的摆动方向发生改NN不管电流方向与磁场方向是否垂直，安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面，即总有F⊥I和F⊥B。(2)已知F、B的方向，当导线的位置确定时，可唯一确定7的方向。2.安培定则(右手螺旋定则)与左手定则的区别安培定则(右手螺旋定则)左手定则判断电流的磁场方向向象电流在磁场中法拇指指向电流的方向四指弯曲的方向表示电流的环绕方向磁感线穿过手掌心，四指指向电流的方向结果四指弯曲的方向表示磁感线的方向拇指指向轴线上磁感线的方向拇指指向电流受到的磁场力的方向【例1】画出图中通电直导线A受到的安培力的方向。[解析](1)中电流与磁场垂直，由左手定则可判断出A所受安培力方向如图甲所示。(2)中条形磁铁在A处的磁场分布如图乙所示，由左手定则可判断A受到的安培力的方向如图乙所示。(3)中由安培定则可判断出电流A处磁场方向如图丙所示，由左手定则可判断出A受到的安培力方向如图丙所示。(4)中由安培定则可判断出电流A处磁场如图丁所示，由左手定则可判断出A受到的安培力方向如图丁所示。[答案]AB1AA判断安培力方向常见的两类问题问题一问题三B与!有夹角B//I安培力的大小9,与电流方向平行的分量B₂=Bcos9,平行于导线的分量B₂对通电导线没有作用力，通电导线所受的作用力F仅由B决定，即F=I1B,故F=I1Bsin9(9为B与I的夹角)。相应的电流沿/由始端流向末端。导线所处的磁场应为匀强磁场；在非匀强磁场中，公式仅适用于很短的通电导线。3.电流在磁场中的受力特点电荷在电场中一定会受到电场力作用，但是电流在磁场中不一定受安培力作用。当电流方向与磁场方向平行时，电流不受安培力作用。4.当电流同时受到几个安培力时，则电流所受的安培力为这几个安培力的矢量和。强度均为B,求各导线所受到的安培力的大小。式本质是有效长度或有效磁场，正确分解。B图中，B⊥I,导线再怎么放，也在纸平面内，故F=IIB。C图是两段导线组成的折线abc,整体受力实质上是两部分直导线分别受力的矢量和，其有效长度为ac,故F=丶2I1B。D图中，从a→b的半圆形电流，分析圆弧上对称的每应用安培力公式F=BIlsin9解题的技巧(1)公式F=IIBsin9中9是B和I方向的夹角，不能盲目应用题目中所给的夹角，要根据具体情况进行分析。(2)公式F=IBlsin9中的Isin9也可以理解为垂直于磁场方向的“有效长度”。如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，将两电极接在电池的两极上，然后在玻璃皿中放入Q-Q-N'盐水，把玻璃皿放入蹄形磁铁的磁场中，N极在下，S极在上，通电后盐水就会旋转起来。通电到安培力使得盐水逆时针(自上向下看去)转电流把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断每段电流元所受安培力的方然后判断整段导线所受安培力的方向，从而确定导线运动方向环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，判断其所而确定其运动方向两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；不平行的两直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流而确定磁体所受合力及其运动方向【例3】一个可以自由运动的线圈L₁和一个固定的线圈L₂互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合。当两线圈通以如图所示的电流时，从左向右看，则L₂产生的磁场中，据安培定则可知各电流元所在处磁场向上。由左手定则可得，上部电流元不管是电流还是磁体，对通电导体的作用都是通过磁场来实现的，因此，此类问题可按(3)如果电荷运动的方向与磁场方向夹角为9,f=qvBsin9截取一段长度1=v△t的导线，这段导线中所含的自由电子数为N,则F=I1B=neSv²B△2.向心力：由洛伦兹力f提供，即得质量成正比，与电荷量和磁感应强度成反比，而与轨道半径和运动速率无关考点1子运动方向相同的电流的导线放入该位置，则所电子束狭壁电子束狭壁荧光屏阴极阳极甲SS十N乙(2)将磁铁的N极、S极交换位置，电子流有什么变化，说明了什么?1.洛伦兹力方向的特点若一个因素相反则F*方向相反(2)洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直，又与电荷的运动方向垂直，即洛伦兹力垂直于v和B两者所决定的平面。不改变v的大小洛(1)区别①洛伦兹力是指单个运动的带电粒子所受到的磁场力，而安培力是指通电直导线所受到的磁场力。【例1】如图所示，各图中匀强磁场的磁感应强度均为B,带电粒子的速率均为v,所带电荷量均为q,试求出各图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并标出洛伦兹力的方向。甲乙丙丁如图所示的装置叫作洛伦兹力演示仪。玻璃泡内的电子枪(泡内的低压汞蒸气发出辉光，这样就可显示出电子的轨迹。电子垂直射入磁场时，电子为什①已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直甲乙②已知入射点和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图乙所示，图中P为入射点，3.带电粒子在有界磁场中的圆周运动的几种常见情形(1)直线边界：进出磁场具有对称性，射入和射出磁场时，速度与边界夹角大小相等，如甲乙丙(2)平行边界：存在临界条件，如图所示。丁戊己(3)圆形边界：沿径向射入必沿径向射出，如图所示。庚量为m、电荷量为e)以v的速度从点O与M成30。角的方向射入磁场中，求：2,磁偏转；利用磁场改变带电粒子的运动方向称为磁偏转。3.显像管的构造和原理(2)原理：电子枪发出的电子，经电场加速形成电子束，在水平偏转线圈和竖直偏转线圈产生的不断变化的磁场作用下，运动方向发生偏转，实现扫描，在荧光屏上显示图像。二、质谱仪1.原理图：如图所示。质谱仪原理示意图2.加速：带电离子进入质谱仪的加速电场，由动能定理得：3.偏转：离子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力②由①②两式可以求出离子的半径4.质谱仪的应用：可以分析比荷和测定离子的质量。1.构造图：如图所示。回旋加速器原理示意图2.工作原理(1)电场的特点及作用特点：两个D形盒之间的窄缝区域存在交变电压。作用：带电粒子经过该区域时被加速。作用：带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，从而改变运动方向，半个周期后再考点1如图所示为质谱仪原理示意图。离子从容器A下方的小孔S₁进入质谱仪后打在底片上，什么样的粒子打在质谱仪显示屏上的位置会不同?位置SU得1.速度选择器只选择粒子的速度(大小和方向)而不选择粒子的质量、电荷量和电性。2.从S₁与S₂之间得以加速的粒子的电性是固定的，因此进入偏转磁场空间的粒子的电3,打在底片上同一位置的粒子，不能确定其质量或电荷量一定中与圆心0等距各点的电场强度大小相同，方向沿径向指向圆心0;磁分析器中在以O₂为圆经加速电场加速后，从M点沿垂直于该点的场强方向进入静电分析器，在静电分析器中点沿着既垂直于磁分析器的左边界又垂直于磁场的方向射入磁分析器中，最后离子沿垂直于[解析]设离子进入静电分析器时的速度为v,离子在加速电场中加速的过程中，由动②③④⑤方向垂直纸面向外应用质谱仪的两点注意(1)质谱仪的原理中包括粒子的加速、受力的平衡(速度选择器)、牛顿第二定律和匀速圆(2)分析粒子的运动过程，建立各运动阶段的模型、理清各运动阶段之间的联系，根据带电粒子在不同场区的运动规律列出对应的方程。对回旋加速器工作原理的理解回旋加速器中磁场和电场分别起什么作用?对交流电源的周期改变是否要求越来越以便能使粒子在缝隙处刚好被加速?应等于带电粒子在磁场中运动的周期，是不变的，和粒子1.速度和周期的特点：在回旋加速器中粒子的速度逐渐增大，但粒子在磁场中做匀速圆2.最大半径及最大速度：粒子的最大半径等于D形盒的半径3.最大动能及决定因素：最大动能即粒子所能达到的最大动能由磁场B、D形盒的半径R、粒子的质量m及带电荷量q共同决定，与加速电场的电压无关。4.粒子被加速次数的计算：粒子在回旋加速器盒中被加速的次数(U是加速电压大小),一个周期加速两次。设在电场中加速的时间为ti,缝的宽度为d,则5.粒子在回旋加速器中运动的时间：在磁场中运动的时间总时间为t=场，使粒子每穿过狭缝都得到加速；两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面。粒子源(3)粒子在电场中运动时间极短，高频交变电压频率要符合粒子回旋频率则则速度[答案](1)匀速圆周运动(2)匀加速直线运动(3)频率速度[巩固层·知识整合小NFEQ\*jc3\*hps12\o\al(\s\up6(mg),q)bs4R[提升层·能力强化]主题11.安培力的大小(3)当通电导体和磁场方向的夹角为9时，F=IIBsin9。2.安培力的方向(1)安培力的方向由左手定则确定。3.通电导线在磁场中的平衡和加速(1)首先把立体图画成易于分析的平面图，如侧视图、剖视图或俯视图等。(2)确定导线所在处磁场的方向，根据左手定则确定安培力的方向。【例1】如图所示，在倾角9=30°的斜面上固定一平行金属导轨，导轨间距离1=0.25m,两导轨间接有滑动变阻器R和电动势E=12V、内阻不计的电池。垂直导轨放有一根质量m=0.2kg的金属棒ab,它与导轨间的动摩擦因数[解析]当滑动变阻器R接入电路的阻值较大时，I较小，安培力F较小，金属棒在重力沿斜面的分力mgsinθ作用下有沿斜面下滑的趋甲乙面上滑的趋势，此时导轨对金属棒的摩擦力沿斜面向下(如图乙所示)。金属棒刚好不上滑时有[一语通关]是先进行受力分析，再根据共点力平衡的条件列出平衡方程，注意在受力分析过程中不要漏掉安培力。对物体进行受力分析时，注意安培力大小和图、剖面图或侧视图等。将抽象的空间受力分析转移到纸面上进行，最后结合正交分解或平受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电，也可能带负若带正电，其轨迹为a;若带负电，其轨迹为b。磁感应强度是矢量，如果题述条件只给出磁感应强度的大小，而未说明磁感应强度的方向，则应考虑因磁场方向不确定而导致的多解。如图所示，带正电的粒子以速率v垂直进入带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒带电粒子在部分是电场、部分是磁场的空间运动时，运动往往具有往复性，从而形成多【例2】横截面的边界线。一带电粒子从ad边的若该带电粒子所带电荷量为q、质量为m(重力不计),则该带电粒子在磁场中飞行时间最长是粒子带正电，由左手定则可知它将向ab方向偏转，带电粒子可能的轨迹如图所示(磁场方向最大，那么,带电粒子从ad边飞出的轨迹中，与ab相切的轨迹半径也就是它所有可能轨迹[答案]主题3带电粒子在复合场中的运动1.复合场洛伦兹力必不为零，且其大小和方向不断变化，但洛伦兹力不做功，这类问题一般应用动能【例3】在平面直角坐标系xOy中，第I象限存在沿y成9=60。角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示。不计(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r;[解析](1)设粒子过N点时的速度为v,有解得(2)如图所示，粒子在磁场中以0为圆心做匀速圆周运动，半径为0′N,有解得(3)由几何关系得ON=rsin9设粒子在电场中运动的时间为tt,有ON=ott,解得i粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期设粒子在磁场中运动的时间为tz,有则粒子从M点运动到P点的总时间[一语通关]带电粒子在复合场中运动问题的处理方法(1)首先要弄清复合场的组成。其次，要正确地对带电粒子进行受力分析和运动过程分在进行受力分析时要注意洛伦兹力方向的判定方法——左手定则。在分别注意洛伦兹力的特点——始终和运动方向垂直，不做功。最后题的分析方法基本相同，不同之处是多了静电力和洛伦题的分析方法基本相同，不同之处是多了静电力和洛伦兹力。因此，带电粒子在复合场中的运动问题要注意电场和磁场对带电粒子的作用特点，如静电力做功与路径无关，洛伦兹力方正负电子对撞机是一个使正负电子产生对撞的设备，它将各种粒子(如质子、电子等)加速到极高的能量，然后使粒子轰击一固定靶。通过研究高能粒子与靶中粒子碰撞时产生的各正电子与负电子在自然界已有产出，人们研究微电子粒子的结构特性，是当今高能粒子物理是高能物理研究的重大科技基础设施。由电子枪产生的电子，和电子打靶产生的正电子，在加速器里加速到15亿电子伏特，输入到储存环。正负电子在储存环里，可以22亿电子伏即接近光的速度相向运动、回旋、加速，并以每秒125万次不间断地进行对撞。而每秒有价值的对撞只有几次。有着数万个数据通道的北京谱仪，犹如几万只眼睛，实时观测对撞产生的次级粒子，所有数据自行传输到计算机中。科学家通过对这些数据的处理和分析，进一步认1.北京正负电子对撞机(BEPC)是世界八大高能加速器中心之一，是我国第一台高能加2.正负电子在储存环里，可以22亿电子伏即接近光的速度相向运动、回旋、加速，并以每秒125万次不间断地进行对撞。其的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环速圆周运动，下列说法正确的是()qⅢqB.对于给定的加速电压，带电粒子的比荷-越大，磁感应强度B越小ⅢC.对于给定的带电粒子，加速电压L越大，思路分析：解此题的关键是掌握正负离子运动的 BC[在加速器中有,在环状空腔内做匀速圆周运动的半径即故加速电压越大，粒子的速率v越大，其周期越小，选项C正确。]第2章电磁感应及其应用第1节科学探究：感应电流的方向(第1课时)一知识梳理二如图所示，将磁铁的不同磁极插入、拔出螺线管，观察感应电流方向的变化。通过分析感应电流的方向与磁铁的磁场方向、通过线圈的磁通量的变化之间的关系，探究影响感应电磁铁运动及电流方向S线圈中的方向四、数据处理SNSNS感应电流在线圈中的方向原磁场方向φ的变化情况向(线圈中)向与原磁场方向的关系将螺线管与电流表组成闭合回路，分别将条形磁铁的任一极插入、抽出螺线管，如图所图号磁场方向的方向感应电流的磁场方向归纳总结向下向上感应电流的磁场阻碍磁通量的增加向下向下感应电流的磁场阻碍磁通量的减少2.实验结论考点1楞次定律的理解感应电流的磁场阻碍强磁体的下落。如图所示，将一铜环悬挂在一水平光滑细杆上使其保持静止并插入铜环、拔出铜环时会产生什么现象?为什么会产生这种现象?的方向移动，当磁铁从中拔出时，则铜环随磁铁运动。因为感应电流的磁场总是要阻碍磁体和闭合导体间的相对运动。闭合导体回路中原磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的产生是感应电流存在的结果，即只有当闭合导体回路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场2.楞次定律中“阻碍”的含义锥阻碍谁又3.“阻碍”的表现从能量守恒定律的角度，楞次定律可广义地表述为：感应电流的“效果”总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的原因。常见的情况有三种：(1)阻碍原磁通量的变化(增反减同)。(2)阻碍导体的相对运动(来拒去留)。(3)通过改变线圈面积来“反抗”(增缩减扩)。4.楞次定律的实质“阻碍”的结果，是实现了其他形式的能向电能转化，如果没有“阻碍”,将违背能量守恒定律，可以得出总能量增加的错误结论。所以楞次定律体现了在电磁感应现象中能的转化与守恒，能量守恒定律也要求感应电流的方向服从楞次定律。B.闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，必受磁场阻碍作用C.原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场D.感应电流的磁场总是跟原磁场反向的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时，不受磁场阻碍作用，选项B错误；原磁场穿过闭流的磁场方向相反；当引起感应电流的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与引起感应电流如图所示，观察开关闭合和断开的瞬间，电流表的指提示：开关闭合和断开的瞬间，电流表的指针偏转方向不同，时而左偏，时而右偏。因为开关闭合和断开的瞬间穿过该线圈的磁通量变化情况不同，闭合时，穿过线圈的磁通量增(2)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向(增反减同)。(4)判定感应电流的方向。2.磁通量变化比较复杂时可以分段：把磁通量变化分成单调变化的区间来处理。【例2】如图所示，一水平放置的矩形线圈abcd,在细长的磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，从图中的位置I经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置I和Ⅲ都很靠近I.Ⅲ.过线圈的磁通量在增加，根据楞次定律可知感应电流的方向是abcd,A正确。]运用楞次定律判定感应电流方向的思路楞次定考点3右手定则的应用(1)如图所示，导体棒ab向右做切割磁感线运动。根据楞次定律判断导体棒ab中的电流场方向相反，故感应电流的方向为b→a。(2)能否找到一种更简单的方法来判断闭合回路中部分导体切割磁感线产生的电流的方向呢?比较内容右手定则区别适用范围只适用于导体在磁场中做切应用的电磁感应现象较方便用于导体切割磁感线产生的电磁感应现象较方便联系右手定则是楞次定律的特例【例3】如图所示，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平………规律方法………第2节法拉第电磁感应定律甲乙SNSN(2)分别用一根磁铁和两根磁铁以同样速度快速插入，磁通量的变化量△φ相同吗?指(1)感应电动势E的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率而与①的大小、△①的大小没有必然的关系，与电路的电阻R无关；感应电流的大小与感应电动势E和回路总电【例1】如图所示，导线全部为裸导线，半径为r的圆内有垂直于平面的匀强磁00应用应注意的三个问题(3)用求的感应电动势为整个闭合电路的感应电动势，而不是回路中某部分导线切割磁感线时的感应电动势如图所示的装置，由一块安装在列车车头底部的强磁铁和埋设在轨道下面的一组线圈及电学测量仪器组成(记录测量仪器未画出)。当列车经过线圈上方时，由于穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就会产生感应电动势。请思考：线圈I线圈Ⅱ如果已知强磁铁的磁感应强度B、线圈垂直列车运行方向的长度1、感应电动势E,能否1.对公式E=BIvsinθ中各量的理解(1)对θ的理解：当B、1、v三个量方向互相垂直时，θ=90°,感应电动势最大；当有任意两个量的方向互相平行时，θ=0°,感应电动势为零。(2)对1的理解：式中的/应理解为导线切割磁感线时的有效长度，如果导线不和磁场垂直，I应是导线在与磁场垂直方向投影的长度；如果切割磁感线的导线是弯曲的，如图所示，则应取与B和v垂直的等效直线长度，即ab的弦长。线的速度不同，可取其平均速度求电动势。如图所示，导体棒在磁场中绕A点在纸面内以角则区别回路中做切割磁感线运动的那部分导体适用范围只适用于导体切割磁感线运动的情况△t内的平均感应电动势某一时刻的瞬时感应电动势联系0是由定条件下推导出来的，该公式可看(2)在这一过程中感应电动势随时间变化的规律如何?(3)从开始运动至经过圆心的过程中直导线中的平均感应电动势为多少?(3)应用E=B1v时找准导线的有效长度。[解析](1)由E=BIv可知，当直导线切割磁感线的有效长度1最大时，E最大，/最大为2R,所以感应电动势的最大值E=2BRv。(2)对于L随t变化的规律应求的是瞬时感应电动势，由几何关系可求出直导线切割磁感线的有效长度I随时间t变化的情况为I=2√R-R-vt2,感应电动势计算的三点说明(1)一般求某一位置或某一时刻的感应电动势应用瞬时电动势公式求解。如切割磁感线情,(2)求某一段时间或某一过程的电动势要用其中△t为对应的这段时间。1.实验探究：通电自感和断电自感操作电路自感电动势的作用通电自感来阻碍灯泡2电流的增加断电自感LL刻熄灭，灯泡1过一会儿后一下，然后逐渐变暗阻碍灯泡1电流的减小2.自感电动势的方向：原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反，原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同。3.自感电动势的作用：自感电动势总是要阻碍导体自身的电流发生变化，4.自感系数(1)物理意义：能表征线圈产生自感电动势本领的大小；(2)大小决定因素：线圈的形状、横截面积、长短、匝数等其中L为线圈的自感系数，简称自感或电感，1.概念：由于磁通量变化，在大块金属中形成的像旋涡一样的感应电流。2.特点：金属块的电阻较小，涡流往往较大。3.应用与防止(1)涡流热效应的应用：如电磁炉。(2)涡流的防止：电动机、变压器等设备中为防止铁芯中因涡流损失能量，常用增大铁芯如图所示，在演示断电自感实验时，有时灯泡D会闪亮一下，然后逐渐熄灭，你能说出DDL$与D构成回路，断电瞬间由于自感现象，I将延迟减弱，则流过灯泡D的电流为I大于原电电，并且刚断开电路的瞬间通过自感线圈的电流大小和方向与电路稳定时通过自感线圈的电断电自感电路图LRSLsL很大(有铁芯),在S闭合瞬间，L₂灯立即亮起来，L₁在开关S断开瞬间，L₄灯突然闪亮一下后再渐时，会看到Lʌ灯马上熄灭)原因断开开关S时，流过线圈L的电流减小，产生比流过L₂灯的电流增加得慢在一段时间；在S断开后，通过L的电流反向通过灯LA,且由于R<RA,使得流过LA灯的发光功率突然变大能量电能转化为磁场能【例1】如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，L₄、Lg是两…规律方法………线圈没有电阻，相当于导线(短路);当电路断开瞬间，自感线圈相当于电源。考点2考点2涡流的产生条件是什么?电磁炉的锅具为什么用平底的铁锅?能够形成闭合回路。②穿过金属块的磁通量发生变化。在平底的铁锅底部产生涡流，从而使得锅底温度升高，起到加热做饭或炒菜的作伴随着涡流现象，其他形式的能转化成电能，最终在金属块中块放在了变化的磁场中，则磁场能转化为电能，最终转化为内能；如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，则由于克服安培力做功，金属块的机械能转化为电能，最终转化为内【例2】在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁，如图所示，现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的A点以同样的速度向磁铁滑去。各A.都做匀速运动B.甲、乙做加速运动C.甲、乙做减速运动D.乙、丙做匀速运动涡流产生的感应磁场对原磁场的变化起阻碍作用，所以铜块和铝块向磁铁运动时会受阻碍而(2)磁场变化越,导体的横截面积S越大，导体材料的电阻率越小，形EQ\*jc3\*hps18\o\al(\s\up0("),A)理解是缴及女为μ。若用恒力F沿水平方向向右拉金属棒使[解析]金属棒向右运动切割磁感线产生感应电动势，由到b方向的电流；由左手定则知，安培力方向向左，金属棒向右运动的过程中受到的合力逐渐减小，故金属棒向右做加速度逐渐减小的加速运动；当安培力与摩擦力的合力增大到大小流确定杆或线圈受力求合力“四步法”分析电磁感应中的动力学问题流确定杆或线圈受力求合力“源”的分析“源”的分析 “路”的分析弄清串、并联关系5由力和运动的关系由力和运动的关系“运动”的分析主题2主题2电磁感应中的能量问题安培力做功使得电能转化为其他形式的能(通常为内能),外力克服安培力做功，则是其他形公式法焦耳热等于克服安培力做的功能量转化法[解析](1)当杆达到最大速度时安培力F=mgsin9[一语通关]电磁感应现象中能量守恒问题的一般思路(2)画出等效电路图，求出回路中消耗的电能表达电磁感应中的“双杆”模型1.模型分类杆问题，不过要注意问题包含着一个条件：甲杆静止、受力平衡。另一类是两杆都在运动，对于这种情况，要注意在用到整个回路的电动势时，两杆切割磁感线产生的感应电动势是相电阻不计，间距L=0.4m。导轨所在空间被分成区域I和Ⅱ,两区域的边界与斜面的交线为体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑。cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab、cdE=BLv此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件得(3)设ca棒的运动过程中电路中产生的总热量为Q,由能量守恒得[答案](1)由a流向b(2)5m/s(3)1.3J涡流效应衍生出一系列工业产品，感应加热电源就是其利用涡流加热金属导体，使之非接触式发热。很多工业产品是不能用明火加热的，这时候感应涡流加热就成功地解决了这个问题，也使产品有了革命性的进步。感应加热是将被加热金属置于高频变化的电磁场中(实际应用是在感应线圈中),强大的电磁场在其表面形成感应涡流，依靠材料本身的内阻，使之迅速发热，以改善工件的机械性能。感应加热是涡流热应用最典型的例子，是金属热处理中必不可少的加热方式，也是以后工业加热的趋势。感应涡流不仅用于金属的热处理，也用于海底管道铺设，石油、天然气管道预热焊接，焊后热处理，紫铜钎焊，蒸发镀膜，电机短路环焊接等。这些应用的最基本原理就是电磁感应，即应用了放在变化的磁场中，则磁场能转化为电能，最终转化为内能；如果金属块进出磁场或在非匀属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是()A.电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高得越快待焊接工件中产生的感应电动势就越大，感应电流就越大。而放出的电热与电流的平方成正[素养点评]本题是联系现代科技的考题，将复杂的涡流感应加热抽象为简题，考查学生对涡流产生的理解及涡流在生产、生活中应用的了解，学生只有掌握高频焊接原理及电流产热的计算方法，才能顺利解决此类问题，体现科学思维、科学态度与责任在物第3章交变电流与远距离输电甲频率(f)定义交变电流完成1次周期性变化所需的时间交变电流在一段时间内完成周期性变化s(秒)作用联系交变电流在一个周期内所能达到的最大值叫作交变电流的让交变电流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻，如果它们在等，则该恒定电流的数值就叫作交变电流的有效值。交变电流的电流、电压的有效值分别用,,考点1交变电流与直流电(教师用书独具)教材Ps₃“迷你实验室”答案提示：灯探究交变电流的特点如图所示，把电流表接入到模型发电机的输出柄，观察电流表的指针摆动情况是怎样的?电流表指针的摆提示：随着线圈的转动，电流表的指针不停地在“0”刻度线两侧1.直流、交流、恒定电流的特点【例1】对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图像，下列描述哪些是正确的()B[由i-t图像可知，电流的大小变化，但电流方向一直为正，故电流方向不变，根据(2)在i-t或t图中，正负表0,还要观察i(u)的值有无正负变化。打点计时器接到干电池上怎样调整也不打点，而接到学生电源的低压交流挡上就顺利打点，每隔0.02s打一个点。打点计时器为什么打点时间间隔为0.02s?其时间间隔由什么决为50Hz,所以打点计时器的打点时间间隔1.对交变电流的周期和频率的理解周期和频率是描述交变电流的物理量，跟任何周期性过程一样，交流电也要用周期或频变100次。2πneC.交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍D.50Hz的交变电流，其周期等于0.05s和负向最大值各一次，但相邻两个峰值的时间间隔为半个周期；交变电流在一个周期内方向s,知选项D错误。]如图甲、图乙中电炉烧水，设其他条件都相同，水的质量相等，水的初温相同。若恒定电流用10分钟把水烧开，而交变电流也用10分钟把水烧开。两种情况的通电时间、电阻热量相同吗?交流电电流的有效值是多少?量相同吗?交流电电流的有效值是多少?(1)若按正(余)弦规律变化的交变电流，可利用交变电流的有效值与峰值的关系求解，即,,(2)对于非正弦式交变电流，必须根据有效值的定义进行计算。第一步：计算交变电流在一个周期内产生的热量Q:第二步：将热量6用相应的物理量的有效值表示Q=FRT或第三步：代入数值，求解有效值。2.几种常见电流有效值的计算电流名称电流图线正弦式交变电流0正弦半波电流正弦单向脉动电流100电流iiI【例3】如图所示为一交变电流的图像，则该交变电流的有效值为()T热量为Q₁等效直流FRT,它在后半周产生的热量故在一个周期内产生的热量Q(1)首先要分析交变电流的变化规律，正弦式交变电流的最大值和有效值的关系是I=第2节交变电流的产生知识梳理二一、交流发电机1.交流发电机的原理由法拉第电磁感应定律可知，只要通过闭合导体的磁通量发生变化，就可以产生感应电动势和感应电流。2.交流发电机的构造：发电机主要由线圈(电枢)和磁极两部分组成。3.交流发电机的种类两种类型定子特点电枢电压低，功率小电枢电压高，功率大1.产生条件：在匀强磁场中，矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。2.过程分析(如图所示):0甲0乙丙3.中性面：物理学中，把线圈平面与磁感线垂直的位置叫作中性面。电动势为零，感应电流为零。三、正弦式交变电流的变化规律1.正弦式交变电流的表达式(1)e=Esinwt(从中性面开始计时，其中E=考点1丙电流方向中性面中性面的垂面线圈平面与磁场垂直线圈平面与磁场平行零零感应电动势零线圈边框切割磁感线的有效速度零零电流方向改变甲乙零，线圈处于与中性面垂直的位置，此时感应电动势和感应电流均为最大，故C、D均错如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转0(1)导体切割磁感线产生的感应电动势与什么因素有关?(2)多匝线圈不垂直切割磁感线产生的感应电动势如何表达?1.推导正弦式交变电流瞬时值的表达式(2)ab边的线速度跟磁感线方向的夹角9=wt。(4)ab边产生的感应电动势e=BLbvsint定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关，但转轴必须垂直于磁场，因此如图所示几种情【例2】有一匝数为10匝的正方形线圈，边长为20cm,线圈总电阻为1Ω,线圈绕(2)线圈从图示位置转过60°时，感应电动势的瞬时值是多大?(3)写出感应电动势随时间变化的表达式。确定瞬时值E=NBSo10×0.5×0.22×10π(V)=6.28V,电流的最大值为(2)线圈转过60°时，感应电动势e=Esin60°=5.44V。(3)由于线圈转动是从中性面开始计时的，所以瞬时值表达式为e=Esinwt=6.28sin确定正弦式交变电流瞬时值表达式的基本方法(1)明确线圈从什么位置开始计时以确定瞬时值表达式正弦函数零时刻的角度。(2)确定线圈转动的角速度、线圈的面积、匝数，从而确定感应电动势的最大值。(3)根据e=Esinwt写出正弦式交变电流的表达式。考点3考点3交变电流的图像如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转们得到如下关系式e=Esinwt,结合数学知识y=Asina,你能知道e=E的函数图像是什么形式吗?该图像能直接得到哪些信息?0t1.对交变电流图像的认识如图所示，正弦交变电流随时间的变化情况可以从图像上表示出来，图像描述的是交变【例3】一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图像如图所示，A.交流电的频率是4πHz=.“-”号表示方向，D错误。]一看：看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“点”,并理解其物理意义。第3节科学探究：变压器23456(5)改变线圈匝数，重新测量输入、输出端电压，记录在上面设计好的表格4.注意事项1.电压与匝数的关系：原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比，民考点1在课外，某同学在进行低压交流变压器实验的准备工作时，发现缺种摩托车的蓄电池代替，按图所示进行实验。闭合电键后，灯泡是否发原因是：恒定电压加在原线圈上后，线圈内的磁通量不发生变化，因而副线圈中的磁通量也不发生变化，所以故副线圈中无感应电动势1.理想变压器的特点【例1】关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()A.通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B.穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等C.穿过副线圈磁通量的变化使副线圈…………易错警示…………)原线圈通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中的磁场也在不断地变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，副线圈中就存在输出电1.数据处理1234562.实验结论：在误差允许的范围内，变压器线圈两端的电压副线圈匝数分别为η=120匝、m=240匝，某实验小组在原线圈两端依次加上不同的电压，实验序号原线圈两端的电压f(V)副线圈两端的电压b(V)U12123学生电源(低压交流12V),可拆变压器，多用表(交流电压挡),电路图如图所示。对于理想变压器，只有一组副线圈的情况下，原线圈和副线圈的电流跟它们的所以推导出1.理想变压器的变压(变流)规律依据备注E=h-适于一个原线圈及多个副功率关系Pλ=P出能量守恒适于一个原线圈一个副线圈适于一个原线圈，多个副线圈适于一个原线圈一个副线圈2.理想变压器各物理量间的制约关系A.电流频率为100HzB.◎的读数为24VC.④的读数为0.5AD.变压器输入功率为6W电能的远距离输送知识梳理一主要原因电功率损失生焦耳热电压损失用户用户二、高压交流输电与直流输电1.高压交流输电系统(1)输电环节：在发电站附近用升压变压器升高电压，用输电线输送到远方，在用电地区附近，用降压变压器降到所需电压。U₃2.高压直流输电(1)采用高压直流输电的原因当交流输电功率很大时，导线的电感、电容引起的电压及电能损失很大；同一电网供电的发电机同步运行，技术上也存在困难。(2)高压直流输电系统的工作程序：交变电流升压后输送到整流器，把高压交变电流变换成高压直流电流，经由高压直流线路输送到用电地区后，逆变器将高压直流电流变换成高压交变电流，再经降压变压器降压。(3)高压直流输电系统的优点①不存在感抗和容抗引起的损耗。③不需要考虑电网中的各发电机的同步运行问题。出许多优越性。与蒸汽机相比，电动机灵活、小巧、适应力强，更加广泛地应用于工业生产转换为电能都离不开发电机。火力发电，是利用石油、煤炭和天然气等燃料燃烧时产生的热能将水加热，产生高压水蒸气，推动汽轮机转动，带动发电机的转子转动，将机械能转化为电能，再通过外电路把电能输送出去；水力发电和风力发电则是直接利用水和风带动发电机的转子转动，将机械能转化为电能。高铁、动力机械等，都是利用电动机的通电线圈受到磁场的力的作用而发生转动，将电能转化为机械能。考点1如图所示的输电线路，为什么在用电高峰期家中的白炽灯灯光较暗?怎样才能减小导线发惠用户R输电电路图因此加在白炽灯上的电压变低，达不到额定功率，因此白炽灯灯光较暗；为减小导线上损失的电压可减小输电线电阻，提高输电电压。1.功率损失的原因在电能输送过程中，电流流过输电线时，因输电线有电阻而发热，(1)电压损失减小的两只电度表一昼夜示数相差4800kW(2)若想使输电效率提高到98%,又不改变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输思路点拨：输电线上损失的功率为P=Pr,输电功率P=UI,要提高输电效率，就要输电线上损耗的功率计算输电线上损失的功率时，要注意区分两个电压：输电电压(输电线始端的电压)U和输电线上的损失电压△U。我们日常生活离不开电，电是由发电厂产生的。为了合理地利用自然资源，火力发电厂将电能安全、保质地由发电厂送往远方，同时又不能浪费太多的电能。火发出电的电压一定很高吗?怎样才能提高输送电压?用户消耗的电功率和电厂发出的电功率高，通常借助变压器将低电压变为高电压。用户消耗的电功率和电厂发出的电功率不相等，因为在电能的输送线路上有电阻要消耗部分电功率，所以电厂发出的电功率大于用户获取的1.远距离输电问题的分析方法关系、电压关系和电流关系，抓住一图三关系，按照从前到后或从后向前的顺序，即可找到,【例2】发电机的输出电压为220V,输出功率为44kW,每条输电线的电阻为0.2(2)如果发电站先用变压比为1:10的升压变压器将电压升高，经同样的输电线路后经→→寻找突→破口VV损失的电压Ug=I′mR=2×0.2×20V=8V损失的功率P'g=UgI′μ=8×20W=160变压器综合问题 考点1理想变压器的动态变化问题 【例1】如图所示，理想变压器初级线圈接一正弦交流电源，其交变电压的有效值恒定不变。则下列说法中正确的是()A.只将S₁从2拨向1时，电流表示数变小⇔⇔母

凸☆☆Ω⇔⇔0⇔⇔Ω

由=会考点2几种特殊的变压器在现实生活中，除了输电线路用的大型变压器之外，在日常的工作和生活中还会用到一些常见的变压器，我们一起来认识一下它们的结构和原理。1.自耦变压器如图所示，铁芯上只绕一个线圈，低压线圈是高压线圈的一部分，既可以作为升压变压器使用，也可以作为降压变压器使用。丙2.电压互感器(1)接法：原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表；为了安全，外壳和副线圈应接地。(2)作用：将高电压变为低电压，通过测量低电压，计算出高压电路的电压。3.电流互感器(1)接法：原线圈串联在被测电路中，副线圈接电流表；为了安全，外壳和副线圈应接地。(2)作用：将大电流变成小电流，通过测量小电流，计算出被测电路中的大电流。【例2】(多选)如图所示，L、L₂是高压输电线，图中两电表示数分别是220V和10A,已知甲图中原、副线圈匝数比为100:1,乙图中原、副线圈匝数比为1:10,则()A.甲图中的电表是电压表，输电电压为22000VB.甲图是电流互感器，输电电流是100AC.乙图中的电表是电压表，输电电压为22000VD.乙图是电流互感器，输电电流是100A有有×220V=22000V,故A正确；乙图是电流互感器，电表是电流表，故C错误；只有一个副线圈的变压器，电流比等于匝数的反l有…规律方法故D正确。]互感器的区分技巧电流互感器是升压变压器，知(2)区分电压互感器与电流互感器的三个标志①测量仪器不同，前者电压表后者电流表。②原、副线圈匝数关系不同。③原线圈接线方式不同，前者接在火线和零线间，后者接在火线上。“一原多副”的变压器1.副线圈有多个时，电压比等于匝数比仍然成立，电流比不再与匝数比成反比，而要用AA找比例关系；而要把原线圈所在电路当作一回路处理，原线圈相当于一非纯电阻用电器，其【例3】如图所示，理想变压器原线圈的匝数为1000,两个副线圈的匝数分别为n=50和n₃=100,L₁是“6V2W”的小灯泡，L₂是“12V)项C正确。])惊线圈线画工作原理}的线过交变副势电互晚原通生交在动为的线过交变副势电互晚原通生交在动为EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up2(加),就)的受在闭的变交铁量过生或交有合通穿产刺时用变交铁量过生或交有合通穿产刺时用商下战这。使远距离高压输电减少电能粗耗的方法交变电流交变电流完成周期和一时刻的数值，用字母Ü、表示[提升层·能力强化]主题1主题1交变电流“四值”的辨析及应用重要关系瞬时值况效的恒定电流值(1)计算与电流热效应相关的量(如功率、热量)(2)交流电表的测量值(4)保险丝的熔断电流交变电流图像中图线与时间轴所夹面积与时间的比值=0.4m,l₀=0.2m,矩形线圈所在处的匀强磁场的磁感应强度B=0.2T,线圈总电阻r=1(2)若线圈从通过中性面时开始计时，写出回路中电流随时间变化的关系式；(4)此交流发电机的总功率和输出功率。i=16sin200t(A).发电机的输出功率等于外电路电阻消耗的电功率。即W[一语通关应用“四值”的几点技巧3.各种交流电表、交流电器上标注的额定值及与热效应有关的计算等都指的是有效值。4.计算流过导体横截面的电荷量时必须用平均值。主题2主题2理想变压器的分析思路2.功率思路：理想变压器的输入、输出功率关系为Pλ=P,即R=B;当变压器有多3.电流思路(方法上同功率思路):由,对只有一个副线圈的变压器当4.制约思路(变压器动态问题)(1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数l时，输入电压U₁决定输出电压U₂,电流I₂决定原线圈中的电流Ij,即5.原理思路变压器原线圈中磁通量发生变化，铁芯t等，[此式适用于交流电或电压(电流)变化的直流电，但不适用于恒定电流。输出端总电阻减小，输出电流增大，所以输入电流增大，[一语通关]主题31.输电示意图：如图所示，远距离输电的示意图包括发电机、两台变压器、输电线等效(5)输电导线上损耗的电功率(6)输电导线上的电压损失哦=残·践=L₂-L。【例3】某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9kW,输出电压为500V,输电线的总电阻为102,线路损耗的功率为输出功率的4%。求：(1)村民和村办小企业需要220V电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少?(不计变压器的损耗)(2)若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少?[解析]建立如图所示的远距离输电模型，要求变压器原、副线圈的匝数比，先要知道原、副线圈两端的电压之比。本题可以线路上损耗的功率为突破口，先求出输电线上的电流I线，再根据输出功率求出U₂,然后再求出U。(1)由线路损耗的功率残=2践可得根据理想变压器规律所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是1:3和72:11。(2)若不用变压器而由发电机直接输送(模型如图所示),用户得到的电压用户=U-I′线=(500-18×10)V=320V。[一语通关](2)研究三个回路，分析其中的已知量、可求量、待求(3)研究两个变压器，分析其中的已知量、可求量、待求(4)确定求解思路，根据回路及变压器上的电压、电[培养层·素养升华]风能是地球“与生俱来”的丰富资源，加快开发利用风能已成为全球能源界的共识。风正积极促进风能事业的发展。中国风力资源十分丰富，国家气象局提供资料显示，我国陆地上10米高度可供利用的风能资源为2.53亿千瓦，陆上50米高度可利用的风力资源为5亿多也超过5亿千瓦。风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能(气流的风第4章电磁波麦克斯韦从场的观点得出，即使没有电流存在，只要空间某处的电场发生变化，就会在这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波经过接收器时，导致接收器产生感5.LC振荡电路的周期和频率空间存在如图所示的电场，那么在空间能不能产提示：如题图所示的电场是均匀变化的，根据麦克斯韦电磁场理论可知会在空间激发出均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场场不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场A.恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定B.变化的电场周围产生变化的磁场，变化的磁场周围产生变化的电场D.均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，均匀变化的磁场D[麦克斯韦的电磁场理论的核心内容是：变化的电场周围产生磁场；变化的磁场周围产生电场。对此理论全面正确的理解为：不变化的电场周围不产生磁场；变化的电场周围可以产生变化的磁场，也可以产生不变化的磁场；均匀变化的电场周围产生恒定的磁场。变化…………规律方法…线圈放电，线圈中是否会产生自感电动势?自感电动势产生什么化?电容器的电场能转化为什么形式的能?当线圈中的电流减小时，5CL电流逐渐增大，电容器的电场能转化为磁场能；线圈中电流减小时，对电容器充电，线圈中的磁场能转化为电容器的电场能。1.用图像对应分析i、q的变化关系(如图所示)2.相关量与电路状态的对应情况电路状态abCde0T4T24T电荷量q最多0最多0最多电场能最大0最大0最大电流0正向最大000最大0最大03.几个关系在LC振荡回路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电荷量q、电场强度E、电振荡线圈上的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能Eg也是同步变化的，即【例2】(多选)如图所示，是LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是()A.电容器正在充电B.电感线圈中的磁场能正在增加C.电感线圈中的电流正在增大D.此时刻自感电动势正在阻碍电流增大BCD[由题图中磁感应强度的方向和右手螺旋定则可知，此时电流向着电容器带负电的极板流动，也就是电容器处于放电过程中，这时两极板上的电荷量和电压、电场能处于减少过程，而电流和线圈中的磁场能处于增加过程，由楞次定律可知，线圈中的感应电动势阻碍电流的增大。]电磁振荡状态分析的三点注意(2)判断电场能和磁场能的转化要依据电流的增减或极板上电荷量的增减。(3)自感电动势的作用是阻碍电流的增大还是阻碍电流的减小，可依据放电电流不断增大，波长或频率顺序排列起来，就构成了电磁波谱。电磁波谱中的各种波有一定的波长范围，它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性；它们在真空中用于远距离短波通信及调幅广播；微波主要用于调频广播、电视、卫星导航和雷达，微波炉②紫外线：紫外线能使很多物质发出荧光，很容易让底片感光。当适量(3)X射线和γ射线的应用②γ射线：从原子核内发出的电磁波，能量较高，穿透力很强，对生物的破坏电磁波的发射、传播、接收考点11895年，一位年轻的意大利人马可尼(公元1874~1937年)发明了无线电通信技术。从此，携带了人类信息的电磁波开始在空间自由旅行，人们不必依赖电线，就可以在遥远的地提示：电视信号要有效地发射出去，必须采用高频开放电路，电视信号所用电磁波的波长比较短，以直线传播为主，遇到障碍物会被阻挡，所以发射天线要架得高一些。1.电磁波的发射：由振荡器(常用LC振荡电路)产生高频振荡电流，用调制器将需传送的电信号调制到振荡电流上，再耦合到一个开放电路中激发出无线电波，向四周发射出去，2.“调幅”和“调频”是调制的区别(1)高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方式叫调幅，一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波。如图所示是调幅的作用，其中甲为声音信号的波形；乙为高频等幅振荡电流的波形；丙为经过调幅的变频振荡电流的波形。(2)高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方式叫调频，电台的立体声广播和电视中的伴音信号，采用调频波。如图所示调频的作用，其中甲为声音信号的波形；乙为高频等幅振荡电流的波形；丙为经过调频的高频振荡电流的波形。3.电磁波的接收：天线接收到的所有的电磁波，经调谐选择出所需要的电磁波，再经解调取出携带的信号，放大后再还原成声音或图像的过程。4.解调是调制的逆过程声音、图像等信号频率相对较低，不能转化为电信号直接发射出去，而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上去。将声音、图像信号加载到高频电磁波上的过程就是调制。而将声音、图像信号从高频信号中还原出来的过程就是解调。5.正确理解调谐的作用那必然是一片混乱，分辨不清。因此接收信号时，首先要从各种电磁波中把我们需要的选出B.音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波不能直接用来发射电磁波；电磁波接收原理是一种叫电谐振的现象，与机械振动中的共振有些相似；电视机显示图像时，必须通过检波过程，把有效的信号从高频信号中取出来，否则电磁波的应用红外体温计不用与人体接触便可以迅速测量体温，如1.各种电磁波的特点及应用电磁波谱红外线紫外线γ射线频率(Hz)由左向右，频率由小到大(填“大”或“小”)真空中由左向右，波长由长到短(填“长”或“短”)波动性强热作性强化学作用，荧光效应穿透力强穿透力最强导航加热、遥测、摄像、红外制导照相等日光灯、杀菌消毒、治疗皮肤病等检查、探测、治疗3.对X射线和γ射线的两点说明(2)X射线与γ射线都具有穿透能力，但γ射线的穿透能力更强。X射线能穿过人体，通常做人体透视；而γ射线可以穿过几厘米厚的铅板，可以做探测金属砂眼的射线。D.在电磁波谱中，更容易发生衍射现象的是γ射线涉、衍射现象，因此紫光比紫外线更容易发生干涉和衍射现象，无线电波最容易发生衍射现电磁波可以脱离源主题1理解电磁振荡的三个“两”1.两类物理量向为正方向，下列说法正确的是()甲乙[一语通关]紧抓住能量转化这条线，理解电主题2电磁波与机械波的区别和联系电磁波与机械波都是波，但又各有自己的特点，如能正确比较电磁波和机D.电磁波的波速与介质无关[一语通关]2.电磁波可以在真空中传播也可以在介质中传播，机械波只能3.电磁波的波速与频率和介质均有关，机械波的波速仅与介质有关，与频率无关[培养层·素养升华]电场和磁场的交互变化产生电磁波。电磁波向空中发射或汇汛的现象，叫电磁辐量的电磁辐射就造成了电磁污染。电磁污染是指天然的和人为的各种电磁波的干扰及有害的工频交变电磁场。例如在大功率电机、变压器以及输电线等附近的电磁场，它并不以电磁波的形式向外辐射，但在近场区会产生严重电磁干扰。③射频电磁辐射。例如无线电广播、电视、微波通信等各种射频设备的辐射，频率范围宽，影响区域也较大，能危害近场区的工作科学技术是一把双刃剑，电磁波的应用也是这样。它在使人类的备向四面八方均匀地发射电磁波，且电磁波在传播过程中无能量损失。由数学知识可知，球面的面积S=4πr²(式中r为球半径),球半径与球面总是垂直的。根据上述资料，可估算出人体到该通信设备发射电磁波处的安全距离至少应为多少时，人体所受的电磁辐射强度才不第5章传感器及其应用1.定义：能够感受外界信息，并将其按照一定的规律转换成可用输出信号(主要是电信②对于一个给定的霍尔元件，当电流/固定时，则考点1有自动控制功能的蔬菜大棚，要靠传感器感知作物生长所需的各种菜大棚内信息采集与自动控制示意图。试结合图中信息思考，在蔬菜种植菜大棚内信息采集与自动控制示意图。试结合图中信息思考，在蔬菜种植自动排气电脑遮阳棚喷淋器空气湿度、温用器。1.传感器的核心元件传感器感受的通常是非电学量，如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等，而它输出的通常是电学量，如电压、电流、电荷量等，这些输出信号是非常微弱的，通常要经过放举例器检测出待测对象信息器利用化学反应识别和检测信息器利用生物化学反应识别和检测信号属膜盒3连通成密封的系统，里面充有氯甲烷和它的蒸汽，上述材料就构成了一个温度传感器。膜盒3为扁圆形(图中显示为它的切面),右表面固定，左表面通过小柱体与弹簧片4连接。盒中气体的压强增大时，盒体就会膨胀。测温泡1安装上，连杆9的下端是装在机箱上的轴。凸轮8是由设定温度的旋钮(图中未画出)控制的。逆时针旋转时凸轮连杆上端右移，从而加大对弹簧7的拉力。带动弹簧片4使动触点5与静触点6接触，控制压缩机自动开始工作，而当达到设定的低温时弹簧7带动弹簧片4将触点5、6断开，使压缩机停止工作。(2)凸轮逆时针旋转会加大连杆9对弹簧7的拉力，该拉力与膜盒3共同控制弹簧片4的号处理系统得到低电压，每通过一个物体就获得一次低电压，计数一次。甲乙A.电压表的示数增大)R两端电压因干路电流增大而增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，而电压表的示如图所示的霍尔元件能把磁学量转换成电学量，电压与磁感应强度B满足什么关系?NEB1根据电流的微观解释，I=nqSv,整理后，得则令则1.霍尔效应广泛应用于半导体材料的测试和研究中。例如用霍尔效应可以确定一种半导交流电路中的电流和功率，转换信号，如把直流转换成交流并对它进行调制，放大直流或交【例3】(多选)如图所示为某霍尔元件的工作原理示意图，该元件中电流I由正电荷B.用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度第2节科学制作：简单的自动控制装置第3节大显身手的传感器全自动洗衣机的水位控制装置中使用压力传感器，当筒内水位到达设定高度时，凸起的指纹识别器是通过电容传感器来识别指纹的。手指皮肤与电容传感器表面构成了电容阵考点11.数据测量关系①将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按实验原理图甲所示电路连接好，其中多甲③打开电源，让小灯泡发光，