第02节电磁场与电磁波VIP免费

25/1/181高三物理交流电电磁场和电磁波25/1/182考纲要求交流发电机及其产生正弦式电流的原理，正弦式电流的图象和三角函数表达，最大值与有效值，周期与频率Ⅱ电阻、电感和电容对交变电流的作用，感抗和容抗Ⅰ变压器的原理，电压比和电流比，电能的输送Ⅰ电磁场，电磁波，电磁波的波速、周期、频率和波长Ⅰ无线电波的发射和接收，电视雷达Ⅰ知识网络交变电流交变电流的产生及其变化规律描述交变电流的物理量最大值瞬时值有效值周期、频率交流电路电感、电容的作用变压器远距离输电25/1/183L2第一课时交变电流的产生和描述一、交变电流1、交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，简称交流电2、正弦交流电随时间按正弦规律变化的电流，其图象为正弦或余弦曲线。二、交变电流的产生1、产生：闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就有交流电产生L1L2线圈平面与磁感线垂直位置开始计时e=Emsinωti=Imsinωtu=UmsinωtEm=NBωS25/1/1842、中性面：与磁场方向垂直的平面特点：①线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零；3、正弦交流电的图象从中性面开始计时，交流电路中电动势、电流、路端电压随时间变化如图：②线圈平面每次转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，线圈转动一周两次通过中性面，故一周里线圈中电流方向改变两次25/1/185三、描述交变电流的物理量11、瞬时值、瞬时值反映不同时刻交流电的大小和方向表达式e=Emsinωti=Imsinωtu=Umsinωt我国生活中用的市电电压为220V，其最大值为频率为50Hz，电压的瞬时表达式：u=311sin314t（V）VV3112220例1：有一正弦交流电源，电压有效值U=120V，频率为f=50Hz向霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0=60V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？222、最大值、最大值也叫峰值，它是瞬时值的最大者，它反映的是交流电大小的变化范围当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，Em=NBωS。例2：把一电容器C接在220V的交流电路中，为了保证电容不被击穿，电容器C的耐压值是多少？25/1/18633、平均值、平均值平均值计算得到的为电动势的用感tnE⑴不能用算术平均法即：E=（E1+E2）/2来计算⑵在计算感应电量时必须要用平均值⑶平均值不等于有效值例3：如图所示，求线圈由图示位置转过60°角的过程中，通过线圈某一横截面的电量44、有效值、有效值有效值是根据电流的热效应规定的让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是：2mEE2mUU2mII通常所说的交流电压、电流值，交流电表的测量值，用电器铭牌上所标数值，计算交流电通过导体产生的热量、发热功率、保险丝的熔断电流等，都指的是有效值。25/1/187例4：通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。求该交流电的有效值I例5：交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为R。当线圈由图中位置匀速转动60°。求：⑴此时发电机的电动势为多少？电路中的电流为多少？R两端的电压为多少？⑵在此过程中通过R的电荷量q为多少？⑶R上产生电热QR为多少？⑷外力做的功W为多少？⑸发电机的输出功率为多少？25/1/188第二课时变压器、远距离输电一、理想变压器11．理想变压器的构造、作用、原理及特征．理想变压器的构造、作用、原理及特征构造：两组线圈(原、副线圈)绕在同一个闭合铁芯上构成变压器作用：在输送电能的过程中改变电压原理：利用了电磁感应现象特征：变压器只能改变交变电压22．理想变压器的理想化条件及其规律．理想变压器的理想化条件及其规律原线圈两端加交变电压U1电磁感应tnE111tnE222忽略原、副线圈内阻(铜损)忽略铁芯中的漏磁(铁损)U1＝E1U2＝E22121nnUU25/1/189对理想变压器有：P入=P出即：只有一只副线圈时I1U1=I2U21221nnII存在多只副线圈时I1U1=I2U2+I3U3+……n1I1=n2I2+n3I3+...