高考科學(xué)復(fù)習(xí)解決方案物理第講交變電流的產(chǎn)生和描述(對應(yīng)人教版選擇性必修第二冊相關(guān)內(nèi)容及問題)第三章第1節(jié)閱讀“交變電流的變化規(guī)律”這一部分內(nèi)容，圖3．1-5中的線圈若自中性面開始計(jì)時，穿過線圈的磁通量和線圈中產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的函數(shù)表達(dá)式各是什么？提示：穿過線圈的磁通量隨時間變化的函數(shù)表達(dá)式為Φ＝Bldcosωt；線圈中產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的函數(shù)表達(dá)式為e＝Bldωsinωt。第三章第1節(jié)[練習(xí)與應(yīng)用]T4。提示：e＝eq\f(\r(3),2)BSω，電流方向?yàn)镵NMLK。第三章第2節(jié)[練習(xí)與應(yīng)用]T2；T5；T7。提示：T2：判斷能否擊穿電介質(zhì)時應(yīng)將電容器的耐壓值與交流電的峰值進(jìn)行比較。Um＝eq\r(2)U＝9eq\r(2)V>10V，故不能。T5：求電功、電熱、電功率時應(yīng)用交流電的有效值。968W。T7：5A。第三章[復(fù)習(xí)與提高]B組T6。提示：(1)eq\f(nBS,R＋r)；(2)eq\f(πn2B2S2ωR,4（R＋r）2)。考點(diǎn)一正弦式交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律1．交變電流(1)定義：大小和方向隨時間做eq\x(\s\up1(01))周期性變化的電流叫作交變電流，簡稱交流。(2)圖像：用以描述交變電流隨時間變化的規(guī)律，圖a、b、c、d所示電流都屬于交變電流，其中eq\x(\s\up1(02))按正弦規(guī)律變化的交變電流叫作正弦式交變電流，簡稱正弦式電流，如圖a所示。2．正弦式交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律(1)產(chǎn)生：在勻強(qiáng)磁場中，線圈繞垂直于磁場方向的軸eq\x(\s\up1(03))勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電流是正弦式交變電流。(2)兩個特殊位置圖示位置中性面位置與中性面垂直的位置特點(diǎn)B⊥SB∥SΦ＝BS，最大Φ＝0，最小e＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝0，最小e＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝nBSω，最大感應(yīng)電流為零，方向改變感應(yīng)電流最大，方向不變(3)正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式(線圈在中性面位置時開始計(jì)時)①電動勢e隨時間變化的規(guī)律：eq\x(\s\up1(04))e＝Emsinωt，其中ω表示線圈轉(zhuǎn)動的角速度，Em＝NBSω。②負(fù)載兩端的電壓u隨時間變化的規(guī)律：eq\x(\s\up1(05))u＝Umsinωt。③電流i隨時間變化的規(guī)律：eq\x(\s\up1(06))i＝Imsinωt。(4)正弦式交流電的圖像：如果從線圈位于中性面位置時開始計(jì)時，其圖像為正弦曲線。如圖甲、乙、丙所示。3．周期和頻率(1)周期(T)：交變電流完成一次周期性變化(線圈轉(zhuǎn)一周)所需的時間。單位是秒(s)。公式為T＝eq\f(2π,ω)。(2)頻率(f)：交變電流完成周期性變化的次數(shù)與所用時間之比。單位是赫茲(Hz)。(3)周期和頻率的關(guān)系：T＝eq\x(\s\up1(07))eq\f(1,f)或f＝eq\x(\s\up1(08))eq\f(1,T)。1．矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，一定會產(chǎn)生正弦式交變電流。()2．線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的過程中，穿過線圈的磁通量最大時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也最大。()3．我國使用的交變電流周期是0．02s，電流方向每秒改變100次。()答案：1．×2．×3．√例1如圖所示，甲→乙→丙→丁→甲過程是交流發(fā)電機(jī)發(fā)電的示意圖，線圈的ab邊連在金屬滑環(huán)K上，cd邊連在金屬滑環(huán)L上，用導(dǎo)體制成的兩個電刷分別壓在兩個滑環(huán)上，線圈在勻速轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路連接。已知線圈轉(zhuǎn)動的角速度為ω，轉(zhuǎn)動過程中電路中的最大電流為Im。下列選項(xiàng)正確的是()A．在圖甲位置時，線圈中的磁通量最大，感應(yīng)電流為零B．從圖乙位置開始計(jì)時，線圈中電流i隨時間t變化的關(guān)系式為i＝ImsinωtC．在圖丙位置時，線圈中的磁通量最大，磁通量的變化率也最大D．在圖丁位置時，感應(yīng)電動勢最大，cd邊電流方向?yàn)閏→d[答案]A[解析]在圖甲位置時，線圈中的磁通量最大，線圈處于中性面的位置，故線圈的感應(yīng)電流為零，A正確；在圖乙位置時的電流最大，故從此時開始計(jì)時，線圈中電流i隨時間t變化的關(guān)系式應(yīng)為i＝Imcosωt，B錯誤；在圖丙位置時，線圈中的磁通量最大，磁通量的變化率為0，C錯誤；在圖丁位置時，感應(yīng)電動勢最大，由右手定則可知，cd邊向右運(yùn)動，磁場方向向下，故電流方向?yàn)閐→c，D錯誤。例2(2025·天津市高三上期中)圖甲為小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1T的勻強(qiáng)磁場中，單匝矩形金屬線框繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生正弦式電流。定值電阻R兩端的電壓如圖乙所示，電路中其他部分的電阻忽略不計(jì)，下列說法正確的是()A．該交流電的頻率為50HzB．t＝0時，線框平面恰好與磁場方向垂直C．t＝0．01s時，穿過線框的磁通量變化率為零D．該矩形線框的面積為0．2m2[答案]B[解析]因忽略除定值電阻R以外其他部分電阻，則定值電阻R兩端電壓始終等于該交流電的瞬時電動勢，由題圖乙可知該交流電的周期T＝0．04s，則頻率為f＝eq\f(1,T)＝25Hz，A錯誤；t＝0時，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零，則線框平面恰好與磁場方向垂直，B正確；t＝0．01s時，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，則穿過線框的磁通量變化率最大，C錯誤；線框轉(zhuǎn)動的角速度ω＝eq\f(2π,T)，又Em＝BωS＝Um＝10V，聯(lián)立解得該矩形線框的面積為S＝eq\f(0.2,π)m2，D錯誤。解決交變電流圖像問題的四點(diǎn)注意(1)只有當(dāng)線圈從中性面位置開始計(jì)時，電流的瞬時值表達(dá)式才是正弦函數(shù)形式，其變化規(guī)律與線圈的形狀及轉(zhuǎn)動軸處于線圈平面內(nèi)的位置無關(guān)。(2)注意峰值公式Em＝NBSω中的S為線圈在中性面位置處于磁場中的有效面積。(3)在解決有關(guān)交變電流的圖像問題時，應(yīng)先把交變電流的圖像與線圈的轉(zhuǎn)動位置對應(yīng)起來，再根據(jù)特殊位置求解。(4)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，若Φ按余弦規(guī)律變化，則e必按正弦規(guī)律變化；若Φ按正弦規(guī)律變化，則e必按余弦規(guī)律變化，即Φ＝Φmsinωt，e＝nωΦmcosωt，這種情況下Φ增大時，e必減??；Φ最大時，e最小。考點(diǎn)二交變電流有效值的計(jì)算1．有效值的定義讓交變電流與恒定電流分別通過大小相同的電阻，如果在交變電流的一個周期內(nèi)它們產(chǎn)生的eq\x(\s\up1(01))熱量相等，就把這個恒定電流的電流I、電壓U叫作這一交變電流的eq\x(\s\up1(02))有效值。2．正弦式交流電有效值和峰值的關(guān)系：E＝eq\x(\s\up1(03))eq\f(Em,\r(2))，U＝eq\x(\s\up1(04))eq\f(Um,\r(2))，I＝eq\x(\s\up1(05))eq\f(Im,\r(2))。對于非正弦式交變電流計(jì)算有效值時要根據(jù)電流的熱效應(yīng)，抓住“三同”，即“相同時間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”。(1)分段計(jì)算：分段計(jì)算電熱，求和得出一個周期內(nèi)產(chǎn)生的總熱量。(2)常用公式：根據(jù)實(shí)際情況選用Q＝I2Rt和Q＝eq\f(U2,R)t求得電流有效值和電壓有效值。例3(2024·貴州省普通高等學(xué)校招生考試適應(yīng)性測試)一交變電流的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖所示，周期為T，其電壓的有效值為()A．eq\r(2)V B．2eq\r(2)VC．eq\r(5)V D．2eq\r(5)V[答案]C[解析]設(shè)該交變電流的電壓的有效值為U，根據(jù)電流的熱效應(yīng)得eq\f(U2,R)T＝eq\f(（\r(2)V）2,R)·eq\f(T,3)＋eq\f(（2\r(2)V）2,R)·eq\f(T,3)＋eq\f(（\r(5)V）2,R)·eq\f(T,3)，解得U＝eq\r(5)V，故選C。例4(2021·遼寧高考)如圖所示，N匝正方形閉合金屬線圈abcd邊長為L，線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，繞著與磁場垂直且與線圈共面的軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，ab邊距軸eq\f(L,4)。線圈中感應(yīng)電動勢的有效值為()A．NBL2ω B．eq\f(\r(2),2)NBL2ωC．eq\f(1,2)NBL2ω D．eq\f(\r(2),4)NBL2ω[答案]B[解析]線圈繞垂直于磁感線且與線圈共面的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生正弦式交變電流，且感應(yīng)電動勢的最大值Em＝NBSω＝NBL2ω，則線圈中感應(yīng)電動勢的有效值為E＝eq\f(Em,\r(2))＝eq\f(\r(2),2)NBL2ω，B正確。例5如圖所示，為一交變電流隨時間變化的關(guān)系圖線，其有效值為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(前\f(1,4)周期為正弦曲線))()A．eq\f(\r(6),2)A B．eq\f(\r(3),2)AC．eq\f(3,2)A D．eq\r(5)A[答案]B[解析]設(shè)該交變電流的有效值為I0，根據(jù)有效值的定義有Ieq\o\al(2,0)RT＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2A,\r(2))))eq\s\up12(2)·R·eq\f(T,4)＋(1A)2·R·eq\f(T,4)，解得I0＝eq\f(\r(3),2)A，故選B。(1)高中階段可以定量求解有效值的只有正弦式交變電流(或其特定部分)、方波式電流及其組合。(2)交變電流一個周期內(nèi)的圖像為完整的或eq\f(1,2)周期正弦(余弦)函數(shù)圖像，或者瞬時值從0或峰值開始的eq\f(1,4)周期的正弦(余弦)函數(shù)圖像，則該交變電流的有效值，可根據(jù)交變電流有效值的定義及正弦式交變電流有效值的大小進(jìn)行對比求解，例如正弦半波電流及正弦單向脈動電流有效值的求解。(3)正弦半波、矩形脈動等電流只能利用電流的熱效應(yīng)計(jì)算有效值。(4)其他情況的有效值一般不能進(jìn)行定量計(jì)算，但有的可以與正弦式交變電流的有效值定性比較。如圖1交變電流與如圖2正弦式交變電流比較，可知其有效值小于eq\f(\r(2),2)Im?？键c(diǎn)三交變電流的四值及應(yīng)用交變電流的瞬時值、峰值、有效值和平均值的比較物理量物理含義重要關(guān)系適用情況及說明瞬時值交變電流某一時刻的值e＝Emsinωtu＝Umsinωti＝Imsinωt(適用于正弦式交變電流)計(jì)算線圈某時刻的受力情況峰值最大的瞬時值Em＝NBSω(適用于正弦式交變電流)Um＝eq\f(REm,R＋r)Im＝eq\f(Em,R＋r)討論電容器的擊穿電壓有效值跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值E＝eq\f(Em,\r(2))U＝eq\f(Um,\r(2))I＝eq\f(Im,\r(2))(適用于正弦式交變電流)(1)計(jì)算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量(如電功、電功率、電熱等)；(2)電器設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的額定電流、額定電壓一般是指有效值；(3)保險(xiǎn)絲的熔斷電流為有效值；(4)交流電壓表和電流表的讀數(shù)為有效值平均值交變電流圖像中圖線與時間軸所圍的面積與時間的比值eq\o(E,\s\up6(－))＝Bleq\o(v,\s\up6(－))eq\o(E,\s\up6(－))＝neq\f(ΔΦ,Δt)eq\o(U,\s\up6(－))＝eq\f(R\o(E,\s\up6(－)),R＋r)eq\o(I,\s\up6(－))＝eq\f(\o(E,\s\up6(－)),R＋r)計(jì)算通過電路導(dǎo)線橫截面的電荷量例6如圖所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形金屬線圈，ab邊和cd邊的長度L1＝0．5m，bc邊和ad邊的長度L2＝0．2m，匝數(shù)n＝100匝，線圈的總電阻r＝10Ω，線圈位于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0．05T的勻強(qiáng)磁場中。線圈的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)E、F(集流環(huán))焊接在一起，并通過電刷與阻值R＝90Ω的定值電阻連接。初始狀態(tài)時線圈平面與磁場方向平行，現(xiàn)使線圈繞過bc和ad邊中點(diǎn)、且垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸OO′以角速度ω＝400rad/s勻速轉(zhuǎn)動。電路中其他電阻以及線圈的自感系數(shù)均可忽略不計(jì)。(1)從線圈經(jīng)過中性面開始，求線圈轉(zhuǎn)過60°時的瞬時電動勢；(2)求線圈轉(zhuǎn)動過程中電阻R的發(fā)熱功率；(3)從線圈經(jīng)過圖示位置開始計(jì)時，求經(jīng)過eq\f(1,4)周期時間通過電阻R的電荷量。[答案](1)100eq\r(3)V(2)180W(3)5×10－3C[解析](1)線圈的面積S＝L1L2根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得線圈的最大感應(yīng)電動勢Em＝nBSω則從線圈經(jīng)過中性面開始，線圈轉(zhuǎn)過60°時的瞬時電動勢e＝Emsin60°聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得e＝100eq\r(3)V。(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知電路中的最大電流Im＝eq\f(Em,R＋r)電路中電流的有效值為I＝eq\f(Im,\r(2))電阻R的發(fā)熱功率為P＝I2R聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得P＝180W。(3)線圈從此位置轉(zhuǎn)動四分之一周期的過程中，穿過線圈的磁通量變化了ΔΦ＝BL1L2，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知線圈的平均感應(yīng)電動勢為eq\o(E,\s\up6(－))＝neq\f(ΔΦ,Δt)其中Δt＝eq\f(1,4)×eq\f(2π,ω)平均感應(yīng)電流eq\o(I,\s\up6(－))＝eq\f(\o(E,\s\up6(－)),R＋r)通過電阻R的電荷量q＝eq\o(I,\s\up6(－))×Δt聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得q＝5×10－3C。課時作業(yè)[A組基礎(chǔ)鞏固練]1．下圖中不表示交變電流的是()答案：A解析：大小和方向都發(fā)生周期性變化的電流是交變電流，A項(xiàng)的電流方向不變，所以A是直流電而不是交流電，B、C、D項(xiàng)中的電流都是交變電流，故選A。2．(教科版選擇性必修第二冊·第三章第1節(jié)[理論探究]改編)(多選)如圖所示，將手搖發(fā)電機(jī)磁極間的磁場視為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，方向水平向右；線圈簡化為單匝矩形線圈abcd，線圈的邊長分別為ab＝L1，bc＝L2。設(shè)線圈abcd繞水平的中心軸OO′沿逆時針方向以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，線圈的兩端與外電路相連組成閉合回路，下列說法正確的是()A．圖示位置穿過線圈的磁通量最大，感應(yīng)電流最大B．圖示位置線圈中的電流方向發(fā)生改變C．線圈中感應(yīng)電動勢的最大值是BL1L2ωD．從圖示位置開始計(jì)時，線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式是e＝BL1L2ωcosωt答案：BC解析：題圖中線圈位于中性面位置，此時穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，則線圈中的感應(yīng)電動勢為零，感應(yīng)電流為零，感應(yīng)電流的方向?qū)l(fā)生改變，A錯誤，B正確；線圈中感應(yīng)電動勢的最大值是Em＝NBSω＝BL1L2ω，C正確；從圖示位置開始計(jì)時，線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式是e＝Emsinωt＝BL1L2ωsinωt，D錯誤。3．(人教版選擇性必修第二冊·第三章第2節(jié)[練習(xí)與應(yīng)用]T4改編)如圖是一個正弦式交變電流的波形圖，下列說法正確的是()A．周期是0．15s B．頻率是50HzC．電流的峰值是10A D．電流的有效值是5A答案：C解析：由題圖可知，該正弦式交變電流的周期是T＝0．2s，頻率是f＝eq\f(1,T)＝5Hz，電流的峰值是Im＝10A，電流的有效值是I＝eq\f(Im,\r(2))＝5eq\r(2)A，故A、B、D錯誤，C正確。4．(2024·江蘇省南京市高三下二模)把帶鐵芯的線圈L(電阻忽略不計(jì))、電容器、小燈泡、開關(guān)、直流恒壓電源DC和交流電源AC(直流恒壓電源的電壓與交流電源電壓的有效值相等)，分別組成如下電路，其中穩(wěn)定后小燈泡最亮的是()答案：A解析：線圈具有阻交流、通直流的特點(diǎn)，電容器具有隔直流、通交流的特點(diǎn)，電容器對交流電具有容抗，故直流電源接線圈時，對電流的阻礙作用最小，小燈泡最亮，故選A。5．(2021·天津高考)如圖所示，閉合開關(guān)后，R＝5Ω的電阻兩端的交流電壓為u＝50eq\r(2)sin10πtV，電壓表和電流表均為理想交流電表，則()A．該交流電周期為0．02s B．電壓表的讀數(shù)為100VC．電流表的讀數(shù)為10A D．電阻的電功率為1kW答案：C解析：該交流電的周期為T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2π,10π)s＝0．2s，A錯誤；電壓表的讀數(shù)為交流電壓的有效值，即U＝eq\f(Um,\r(2))＝eq\f(50\r(2),\r(2))V＝50V，B錯誤；電流表的讀數(shù)為I＝eq\f(U,R)＝eq\f(50,5)A＝10A，C正確；電阻的電功率為P＝IU＝10×50W＝500W，D錯誤。6．(2024·河北高考)R1、R2為兩個完全相同的定值電阻，R1兩端的電壓隨時間周期性變化的規(guī)律如圖1所示(三角形脈沖交流電壓的峰值是有效值的eq\r(3)倍)，R2兩端的電壓隨時間按正弦規(guī)律變化如圖2所示，則兩電阻在一個周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比Q1∶Q2為()A．2∶3 B．4∶3C．2∶eq\r(3) D．5∶4答案：B解析：由題可知，Q1＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U0,\r(3))))\s\up12(2),R1)×eq\f(T,2)＋eq\f(Ueq\o\al(2,0),R1)×eq\f(T,2)＝eq\f(2Ueq\o\al(2,0)T,3R1)，Q2＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U0,\r(2))))\s\up12(2),R2)T＝eq\f(Ueq\o\al(2,0)T,2R2)，且R1＝R2，聯(lián)立可得Q1∶Q2＝4∶3，故選B。7．(2025·廣東省高三上摸底測試)在勻強(qiáng)磁場中，一匝數(shù)N＝5的矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖甲所示，某時刻開始計(jì)時，磁通量隨時間變化的圖像如圖乙所示，則()A．該線框產(chǎn)生的電動勢有效值為200πVB．該線框的轉(zhuǎn)速為20r/sC．該線框在前四分之一周期內(nèi)電動勢的平均值為200VD．該線框的磁通量變化率的最大值為40πWb/s答案：D解析：由題圖乙可知，線框磁通量的最大值為Φm＝2Wb，線框轉(zhuǎn)動的周期為T＝0．1s，角速度為ω＝eq\f(2π,T)，則線框產(chǎn)生的電動勢的最大值為Em＝NBSω＝NΦmω＝200πV，該線框產(chǎn)生的電動勢有效值為E＝eq\f(Em,\r(2))＝100eq\r(2)πV，故A錯誤；該線框的轉(zhuǎn)速為n＝eq\f(1,T)＝10r/s，故B錯誤；該線框在前四分之一周期內(nèi)磁通量的變化量為ΔΦ＝Φm－0，則電動勢的平均值為eq\o(E,\s\up6(－))＝Neq\f(ΔΦ,\f(1,4)T)＝400V，故C錯誤；該線框產(chǎn)生的電動勢的瞬時值為e＝N·eq\f(ΔΦ,Δt)，該線框的磁通量變化率為eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(e,N)，則磁通量變化率的最大值為eq\f(Em,N)＝40πWb/s，故D正確。[B組綜合提升練]8．(2022·廣東高考)如圖是簡化的某種旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)原理圖。定子是僅匝數(shù)n不同的兩線圈，n1>n2，二者軸線在同一平面內(nèi)且相互垂直，兩線圈到其軸線交點(diǎn)O的距離相等，且均連接阻值為R的電阻，轉(zhuǎn)子是中心在O點(diǎn)的條形磁鐵，繞O點(diǎn)在該平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動時，兩線圈輸出正弦式交變電流。不計(jì)線圈電阻、自感及兩線圈間的相互影響，下列說法正確的是()A．兩線圈產(chǎn)生的電動勢的有效值相等B．兩線圈產(chǎn)生的交變電流頻率相等C．兩線圈產(chǎn)生的電動勢同時達(dá)到最大值D．兩電阻消耗的電功率相等答案：B解析：根據(jù)E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，兩線圈中磁通量變化率的最大值相等，但是匝數(shù)不等，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值不相等，有效值也不相等，根據(jù)P＝eq\f(U2,R)可知，兩電阻消耗的電功率也不相等，故A、D錯誤；兩線圈產(chǎn)生的交變電流周期與條形磁鐵旋轉(zhuǎn)周期相等，則兩線圈產(chǎn)生的交變電流的頻率相等，故B正確；當(dāng)線圈的軸線與磁鐵兩端的平面平行時，線圈中的磁通量為零，磁通量變化率最大，感應(yīng)電動勢最大，可知兩線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不可能同時達(dá)到最大值，故C錯誤。9．一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生正弦式交變電流，電動勢隨時間的變化規(guī)律如圖線a所示。僅調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速，電動勢隨時間的變化規(guī)律如圖線b所示，則圖線b電動勢瞬時值的表達(dá)式是()A．e＝10sin(5πt)V B．e＝10sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(10πt,3)))VC．e＝12sin(5πt)V D．e＝12sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(10πt,3)))V答案：B解析：感應(yīng)電動勢最大值Em＝NBSω，轉(zhuǎn)速調(diào)整前后，N、B、S均相同，Em與ω成正比，由圖可知，Ema＝15V，ωa＝eq\f(2π,0.4)rad/s＝5πrad/s，ωb＝eq\f(2π,0.6)rad/s＝eq\f(10π,3)rad/s，則Emb＝eq\f(ωb,ωa)Ema＝10V，所以圖線b電動勢的瞬時值表達(dá)式e＝Emb·sinωbt＝10sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(10,3)πt))V，故選B。10．(2024·湖北高考)在如圖所示電路中接入正弦交流電，燈泡L1的電阻是燈泡L2的2倍。假設(shè)兩個二極管正向電阻為0、反向電阻無窮大。閉合開關(guān)S，燈泡L1、L2的電功率之比P1∶P2為()A．2∶1 B．1∶1C．1∶2 D．1∶4答案：C解析：由題意可知，二極管導(dǎo)通時，會使與之并聯(lián)的燈泡短路，此時另一個燈泡與電源串聯(lián)，根據(jù)電路圖可知，在一個完整的周期內(nèi)，兩個燈泡有電流通過的時間均為半個周期，則兩個燈泡兩端電壓的有效值相等，則根據(jù)P＝eq\f(U2,R)，可知P1∶P2＝RL2∶RL1＝1∶2，故選C。11．一個匝數(shù)為100匝、電阻為0．5Ω的閉合線圈處于某一磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，從某時刻起穿過線圈的磁通量按如圖所示規(guī)律變化。則線圈中產(chǎn)生的交變電流的有效值為()A．5eq\r(2)A B．2eq\r(5)AC．6A D．5A答案：B解析：由題圖可知，0～1s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小E1＝neq\f(ΔΦ1,Δt1)＝100×eq\f(0.01,1)V＝1V，1～1．2s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小E2＝neq\f(ΔΦ2,Δt2)＝100×eq\f(0.01,0.2)V＝5V，由電流的熱效應(yīng)有：eq\f(Eeq\o\al(2,1),R)Δt1＋eq\f(Eeq\o\al(2,2),R)Δt2＝I2RT，T＝Δt1＋Δt2，聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得I＝2eq\r(5)A，故B正確。12．(2021·浙江1月選考)(多選)發(fā)電機(jī)的示意圖如圖甲所示，邊長為L的正方形金屬框，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以恒定角速度繞OO′軸轉(zhuǎn)動，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示。其他電阻不計(jì)，圖乙中的Um為已知量。則金屬框轉(zhuǎn)動一周()A．框內(nèi)電流方向不變B．電動勢的最大值為UmC．流過電阻的電荷量q＝eq\f(2BL2,R)D．電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q＝eq\f(πUmBL2,R)答案：BD解析：金屬框轉(zhuǎn)動一周，經(jīng)過中性面兩次，框內(nèi)電流方向改變兩次，故A錯誤；電路中除電阻R，其他電阻不計(jì)，則電動勢的最大值Em＝Um，故B正確；金屬框轉(zhuǎn)過半周，流過電阻的電荷量q′＝eq\o(I,\s\up6(－))Δt＝eq\f(\o(E,\s\up6(－)),R)Δt＝eq\f(ΔΦ,R)＝eq\f(2BL2,R)，由于流過電阻的電流方向不變，則金屬框轉(zhuǎn)過一周，流過電阻的電荷量為q＝2q′＝eq\f(4BL2,R)，故C錯誤；因?yàn)閁m＝BωL2，則ω＝eq\f(Um,BL2)，根據(jù)焦耳定律，金屬框轉(zhuǎn)動一圈，電阻產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝eq\f(U2,R)T＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Um,\r(2))))\s\up12(2),R)·eq\f(2π,ω)＝eq\f(πUmBL2,R)，故D正確。[C組拔尖培優(yōu)練]13．(2024·山東高考)如圖甲所示，在－d≤x≤d、－d≤y≤d的區(qū)域中存在垂直O(jiān)xy平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(用陰影表示磁場的區(qū)域)，邊長為2d的正方形線圈與磁場邊界重合。線圈以y軸為轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生的交變電動勢如圖乙所示。若僅磁場的區(qū)域發(fā)生了變化，線圈中產(chǎn)生的電動勢變?yōu)閳D丙所示實(shí)線部分，則變化后磁場的區(qū)域可能為()答案：C解析：根據(jù)題意可知，磁場區(qū)域變化前線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為e＝Esineq\f(2π,T)t，由題圖丙可知，磁場區(qū)域變化后，當(dāng)Esineq\f(2π,T)t＝eq\f(\r(3)E,2)時，線圈的側(cè)邊才開始切割磁感線，可解得此時線圈轉(zhuǎn)過的角度θ＝eq\f(2π,T)t＝eq\f(π,3)，同理，當(dāng)再次有Esineq\f(2π,T)t＝eq\f(\r(3)E,2)時，線圈的側(cè)邊即將離開磁場區(qū)域，此時線圈轉(zhuǎn)過的角度為θ′＝eq\f(2π,T)t′＝eq\f(2π,3)，分析可知，磁場區(qū)域平行于y軸的邊界與y軸的距離變?yōu)閐′＝dcoseq\f(π,3)＝eq\f(d,2)，則變化后磁場位于－eq\f(d,2)≤x≤eq\f(d,2)的區(qū)域中，且磁場區(qū)域在y軸方向的范圍不比原來小，C正確。第講變壓器電能的輸送(對應(yīng)人教版選擇性必修第二冊相關(guān)內(nèi)容及問題)第三章第3節(jié)[思考與討論]。提示：原線圈電流的電場能→鐵芯中的磁場能→副線圈電流的電場能。第三章第3節(jié)閱讀[科學(xué)漫步]“無線充電技術(shù)”這一部分內(nèi)容。第三章第3節(jié)[練習(xí)與應(yīng)用]T3；T4。提示：T3：1600。T4：副線圈。因?yàn)榻祲鹤儔浩鞲本€圈中電流大于原線圈中電流。第三章第4節(jié)[思考與討論]，如何降低輸電線路損失的功率P損更有效？提示：P損＝I2r。I一定，r變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，則P損變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)；r一定，I變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，則P損變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4)，所以減小輸電電流對降低輸電損耗更有效。用戶的用電功率P一定的情況下，則應(yīng)提高輸電電壓。第三章第4節(jié)[練習(xí)與應(yīng)用]T2。提示：將輸電電壓U誤認(rèn)為輸電線上損失的電壓。第三章[復(fù)習(xí)與提高]B組T3。提示：列出原、副線圈兩端的電壓關(guān)系、電流關(guān)系eq\f(220V－I1R,I2R)＝eq\f(n1,n2)，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，進(jìn)而求解。(1)66V；(2)1∶9?？键c(diǎn)一理想變壓器的工作原理和基本關(guān)系1．構(gòu)造：如圖所示。變壓器由eq\x(\s\up1(01))閉合鐵芯和eq\x(\s\up1(02))繞在鐵芯上的兩個線圈組成。(1)原線圈：與交流電源連接的線圈，也叫eq\x(\s\up1(03))初級線圈。(2)副線圈：與負(fù)載連接的線圈，也叫eq\x(\s\up1(04))次級線圈。2．工作原理：電磁感應(yīng)的eq\x(\s\up1(05))互感現(xiàn)象。3．理想變壓器的基本關(guān)系式(1)功率關(guān)系：P入＝P出。(2)電壓關(guān)系：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)。若n1>n2，為eq\x(\s\up1(06))降壓變壓器；若n1<n2，為eq\x(\s\up1(07))升壓變壓器。(3)電流關(guān)系：只有一個副線圈時，eq\f(I1,I2)＝eq\x(\s\up1(08))eq\f(n2,n1)；有多個副線圈時，n1I1＝n2I2＋n3I3＋…＋nnIn。(4)頻率關(guān)系：f1＝f2。1．變壓器不但可以改變交流電壓，也可以改變穩(wěn)恒直流電壓。()2．理想變壓器的基本關(guān)系式中，電壓和電流均為有效值。()3．變壓器能改變交變電流的頻率。()答案：1．×2．√3．×1．理想變壓器的工作過程分析注：(1)根據(jù)eq\f(U,n)＝eq\f(ΔΦ,Δt)得，套在同一鐵芯上的線圈，有eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)＝…。(2)根據(jù)P入＝P出得U1I1＝U2I2＋U3I3＋…，將電壓關(guān)系代入可得n1I1＝n2I2＋n3I3＋…。2．基本關(guān)系式中物理量之間的決定關(guān)系制約關(guān)系功率副線圈的輸出功率P出決定原線圈的輸入功率P入(可簡記為“用決定供”)電壓原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定副線圈電壓U2(當(dāng)U1和匝數(shù)比不變時，不論負(fù)載電阻R變化與否，U2不會改變)電流副線圈電流I2和匝數(shù)比決定原線圈電流I1頻率原線圈電流頻率f1決定副線圈電流頻率f2例1(人教版選擇性必修第二冊·第三章第3節(jié)[練習(xí)與應(yīng)用]T2改編)有些機(jī)床為了安全，照明電燈用的電壓是36V，這個電壓是把380V的電壓降壓后得到的。如果變壓器的原線圈是1140匝，副線圈是()A．1081匝 B．1800匝C．108匝 D．8010匝[答案]C[解析]由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得副線圈的匝數(shù)n2＝eq\f(U2n1,U1)＝108，故C正確。例2(2025·河北省保定市高三上11月月考)如圖所示，理想變壓器三個線圈的匝數(shù)比n1∶n2∶n3＝10∶5∶1，其中匝數(shù)為n1的原線圈接到220V的交流電源上，匝數(shù)為n2和n3的兩個副線圈分別與電阻R2、R3組成閉合回路。已知通過電阻R3的電流I3＝2A，電阻R2＝110Ω，則通過電阻R2的電流I2和通過原線圈的電流I1分別是()A．10A，12A B．10A，20AC．1A，0．7A D．1A，3A[答案]C[解析]根據(jù)理想變壓器原、副線圈兩端電壓之比等于其匝數(shù)之比，可得eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)，已知n1∶n2∶n3＝10∶5∶1、U1＝220V，解得U2＝110V，U3＝22V，根據(jù)歐姆定律得I2＝eq\f(U2,R2)＝1A，根據(jù)理想變壓器原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，可得U1I1＝U2I2＋U3I3，解得I1＝0．7A，故選C。例3(2024·河北省高三下大數(shù)據(jù)聯(lián)考)(多選)在如圖所示的電路中，用一交流電源給理想變壓器供電，交流電源電壓的瞬時值變化規(guī)律為u＝100eq\r(2)sin100πt(V)，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，原線圈回路接有一阻值為R1＝100Ω的電阻和一理想交流電流表，理想變壓器的副線圈回路中接有一個電阻R2，閉合開關(guān)S后電流表的示數(shù)為0．2A，則下列說法正確的是()A．變壓器副線圈電流的頻率為12．5HzB．變壓器副線圈的電壓為20VC．變壓器副線圈的電流為0．05AD．原線圈的輸入功率為16W[答案]BD[解析]變壓器輸入的交變電流的周期為T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2π,100π)s＝eq\f(1,50)s，頻率為f＝eq\f(1,T)＝50Hz，變壓器原、副線圈中電流頻率相等，所以變壓器副線圈電流的頻率也為50Hz，A錯誤；電源電壓的有效值為U＝eq\f(Um,\r(2))＝eq\f(100\r(2),\r(2))V＝100V，電阻R1兩端的電壓為U′＝I1R1＝20V，則變壓器原線圈兩端的電壓為U1＝U－U′＝80V，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得，副線圈兩端的電壓為U2＝20V，B正確；根據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可得，副線圈中的電流為I2＝0．8A，C錯誤；原線圈的輸入功率為P＝U1I1＝16W，D正確。變壓器原線圈所在電路中含有負(fù)載問題的分析(1)將原線圈看成用電器，在原線圈電路中可應(yīng)用串并聯(lián)電路規(guī)律、閉合電路歐姆定律等。(2)原、副線圈的電流關(guān)系往往是解決問題的突破口?？键c(diǎn)二理想變壓器的動態(tài)分析理想變壓器的動態(tài)分析基本類型有兩種：匝數(shù)比不變的情況和負(fù)載電阻不變的情況。1．匝數(shù)比不變的情況(如圖所示)(1)U1不變，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，可以得出不論負(fù)載電阻R如何變化，U2不變。(2)當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時，I2變化，根據(jù)輸出電流I2決定輸入電流I1，可以判斷I1的變化。(3)I2變化引起P2變化，根據(jù)P1＝P2，可以判斷P1的變化。2．負(fù)載電阻不變的情況(如圖所示)(1)U1不變，eq\f(n1,n2)發(fā)生變化，U2變化。(2)R不變，U2變化，I2發(fā)生變化。(3)根據(jù)P2＝eq\f(Ueq\o\al(2,2),R)和P1＝P2，可以判斷P2變化，P1變化，因U1不變，故I1發(fā)生變化。3．分析動態(tài)問題的步驟U1eq\o(→,\s\up14(\f(U1,U2)＝\f(n1,n2)),\s\do7(決定))U2eq\o(→,\s\up14(I2＝\f(U2,R負(fù)載)),\s\do7(決定))I2eq\o(→,\s\up7(P2＝I2U2),\s\do7(決定))P2eq\o(→,\s\up7(P1＝P2),\s\do7(決定))P1eq\o(→,\s\up7(P1＝I1U1),\s\do7(決定))I1。例4(多選)如圖甲所示為一可調(diào)自耦式理想變壓器。A、B間線圈加上如圖乙所示的正弦式交流電壓，P為可調(diào)觸頭，B、P間接有一理想交流電流表和滑動變阻器R(最大阻值為100Ω)，Q為滑動變阻器的滑動觸頭?，F(xiàn)將P、Q分別調(diào)至AB線圈和滑動變阻器R的正中央，則()A．電流表示數(shù)為2．2AB．流過R的交流電的頻率為100HzC．若保持Q位置不動，將P順時針轉(zhuǎn)動少許，則電流表示數(shù)變大，變壓器輸出功率變大D．若保持P位置不動，將Q向上移動少許，則電流表示數(shù)變大，變壓器輸出功率變大[答案]AD[解析]由題圖甲可知，A、B間線圈為原線圈，B、P間線圈為副線圈，由題圖乙可知，原線圈A、B間輸入電壓的有效值U1＝eq\f(Um,\r(2))＝220V，將P調(diào)至A、B線圈的正中央時，原、副線圈的匝數(shù)比eq\f(n1,n2)＝eq\f(2,1)，則此時U2＝eq\f(n2,n1)U1＝110V，Q調(diào)至滑動變阻器R的正中央時，R接入電路的阻值R1＝eq\f(R,2)＝50Ω，則電流表示數(shù)I2＝eq\f(U2,R1)＝2．2A，故A正確；由題圖乙可知，該交流電的周期T＝0．02s，則流過R的交流電的頻率為f＝eq\f(1,T)＝50Hz，故B錯誤；若保持Q位置不動，將P順時針轉(zhuǎn)動少許，則副線圈匝數(shù)n2減小，由U2＝eq\f(n2,n1)U1知，B、P間電壓U2減小，而R接入電路的阻值不變，則I2＝eq\f(U2,R)減小，電流表示數(shù)減小，由P＝U2I2可知，變壓器輸出功率減小，C錯誤；若保持P位置不動，則B、P間電壓U2不變，將Q向上移動少許，R接入電路的電阻變小，由I2＝eq\f(U2,R)可知，電流表示數(shù)變大，由P＝U2I2可知，變壓器輸出功率也變大，D正確。例5(2021·福建高考)某住宅小區(qū)變壓器給住戶供電的電路示意圖如圖所示，圖中R為輸電線的總電阻。若變壓器視為理想變壓器，所有電表視為理想電表，不考慮變壓器的輸入電壓隨負(fù)載變化，則當(dāng)住戶使用的用電器增加時，圖中各電表的示數(shù)變化情況是()A．A1增大，V2不變，V3增大 B．A1增大，V2減小，V3增大C．A2增大，V2增大，V3減小 D．A2增大，V2不變，V3減小[答案]D[解析]不考慮變壓器的輸入電壓隨負(fù)載變化，即變壓器原線圈的輸入電壓U1＝UV1不變，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知，變壓器副線圈的輸出電壓U2＝UV2不變；當(dāng)住戶使用的用電器增加時，用電器的總電阻R用變小，由I2＝eq\f(U2,R＋R用)可知，變壓器副線圈的電流I2＝IA2變大，而由UV3＝U2－I2R可知UV3減??；由理想變壓器的規(guī)律U1I1＝U2I2可知，變壓器原線圈的電流I1＝IA1變大。綜合上述分析可知A1增大，A2增大，V2不變，V3減小，故選D。考點(diǎn)三電能的輸送1．減少輸電損耗的理論依據(jù)：P損＝I2r。2．降低輸電損耗的兩個途徑(1)減小輸電線的電阻：根據(jù)電阻定律r＝ρeq\f(l,S)，要減小輸電線的電阻r，在輸電距離一定的情況下，可采用減小材料的eq\x(\s\up1(01))電阻率、增大導(dǎo)線的eq\x(\s\up1(02))橫截面積的方法。(2)減小輸電導(dǎo)線中的電流：在輸電功率一定的情況下，根據(jù)P＝UI，要減小輸電電流，必須提高eq\x(\s\up1(03))輸電電壓。1．高壓輸電的目的是增大輸電的電流。()2．在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸送過程中損失的功率越小。()3．正常工作的低壓變電站，當(dāng)所有用戶的用電器全部斷開時，變壓器副線圈中的電流為零，副線圈兩端電壓也為零。()答案：1．×2．×3．×遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個基本關(guān)系(以下圖為例)(1)功率關(guān)系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P損＋P3。(2)電壓、電流關(guān)系：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)，eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)＝eq\f(I4,I3)，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I線。(3)輸電電流：I線＝eq\f(P2,U2)＝eq\f(P3,U3)＝eq\f(U2－U3,R線)。(4)輸電線上損耗的電功率P損＝I線ΔU＝Ieq\o\al(2,線)R線＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P2,U2)))eq\s\up12(2)R線。當(dāng)輸送的電功率一定時，輸電電壓增大到原來的n倍，輸電線上損耗的功率就減小到原來的eq\f(1,n2)。例6(人教版選擇性必修第二冊·第三章第4節(jié)[練習(xí)與應(yīng)用]T3改編)從發(fā)電站輸出的功率為220kW，輸電線的總電阻為0．05Ω，用220V和11kV兩種電壓輸電。兩種情況下輸電線上由電阻造成的電壓損失之比為()A．50∶1 B．1∶50C．1∶5 D．5∶1[答案]A[解析]輸電線上的電流I＝eq\f(P,U)，則輸電線上由電阻造成的電壓損失ΔU＝Ir＝eq\f(Pr,U)，故eq\f(ΔU1,ΔU2)＝eq\f(U2,U1)＝eq\f(11×103,220)＝eq\f(50,1)，故選A。例7(2020·浙江7月選考)如圖所示，某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率P＝100kW，發(fā)電機(jī)的電壓U1＝250V，經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻R線＝8Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為U4＝220V。已知輸電線上損失的功率P線＝5kW，假設(shè)兩個變壓器均是理想變壓器，下列說法正確的是()A．發(fā)電機(jī)輸出的電流I1＝40AB．輸電線上的電流I線＝625AC．降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4＝190∶11D．用戶得到的電流I4＝455A[答案]C[解析]根據(jù)電功率公式P＝UI，可知發(fā)電機(jī)輸出的電流I1＝eq\f(P,U1)＝400A，A錯誤；輸電線上損失的功率P線＝5kW，由P線＝Ieq\o\al(2,線)R線，可得I線＝eq\r(\f(P線,R線))＝25A，故B錯誤；降壓變壓器得到的功率即用戶得到的功率為P4＝P－P線＝95kW，則用戶得到的電流I4＝eq\f(P4,U4)＝eq\f(95000W,220V)≈432A，D錯誤；根據(jù)理想變壓器電流與線圈匝數(shù)成反比，可得eq\f(n3,n4)＝eq\f(I4,I線)＝eq\f(190,11)，C正確。課時作業(yè)[A組基礎(chǔ)鞏固練]1．(2023·浙江6月選考)我國1100kV特高壓直流輸電工程的送電端用“整流”設(shè)備將交流變換成直流，用戶端用“逆變”設(shè)備再將直流變換成交流。下列說法正確的是()A．送電端先升壓再整流B．用戶端先降壓再變交流C．1100kV是指交流電的最大值D．輸電功率由送電端電壓決定答案：A解析：“整流”設(shè)備輸出的是直流電，變壓器無法對這種電流變壓，故送電端應(yīng)該先升壓再整流，用戶端應(yīng)該先變交流再降壓，故A正確，B錯誤；1100kV指的是交流電的有效值，故C錯誤；輸電功率是由用戶端負(fù)載的總功率來決定的，故D錯誤。2．(2024·北京高考)如圖甲所示，理想變壓器原線圈接在正弦式交流電源上，輸入電壓u隨時間t變化的圖像如圖乙所示，副線圈接規(guī)格為“6V，3W”的燈泡。若燈泡正常發(fā)光，下列說法正確的是()A．原線圈兩端電壓的有效值為24eq\r(2)VB．副線圈中電流的有效值為0．5AC．原、副線圈匝數(shù)之比為1∶4D．原線圈的輸入功率為12W答案：B解析：由題圖乙知，理想變壓器原線圈兩端電壓的最大值為U1m＝24eq\r(2)V，對正弦式交流電，其電壓有效值為U1＝eq\f(U1m,\r(2))＝24V，故A錯誤；燈泡正常發(fā)光，可知副線圈兩端電壓的有效值為U2＝6V，副線圈的輸出功率為PL＝3W，由PL＝U2I2得，副線圈中電流的有效值為I2＝eq\f(PL,U2)＝eq\f(3W,6V)＝0．5A，故B正確；由理想變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系可得，原、副線圈匝數(shù)之比為eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(24V,6V)＝eq\f(4,1)，故C錯誤；理想變壓器原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，則原線圈的輸入功率P1＝PL＝3W，故D錯誤。3．自耦變壓器被客運(yùn)專線以及重載貨運(yùn)鐵路等大容量負(fù)荷的供電廣泛采用。如圖為一種自耦變壓器的原理圖，現(xiàn)將它作為升壓變壓器使用，且要使得用電器得到更高的電壓，則應(yīng)將()A．交流電源接在a、b兩個接線柱上，滑動觸頭P順時針旋轉(zhuǎn)B．交流電源接在a、b兩個接線柱上，滑動觸頭P逆時針旋轉(zhuǎn)C．交流電源接在c、d兩個接線柱上，滑動觸頭P順時針旋轉(zhuǎn)D．交流電源接在c、d兩個接線柱上，滑動觸頭P逆時針旋轉(zhuǎn)答案：C解析：作為升壓變壓器，原線圈匝數(shù)比副線圈匝數(shù)少，所以交流電源接在c、d兩個接線柱上。為了使用電器得到更高的電壓，應(yīng)增大副線圈匝數(shù)或減小原線圈匝數(shù)，所以滑動觸頭P應(yīng)順時針旋轉(zhuǎn)以減小原線圈匝數(shù)。故選C。4．(2025·江蘇省徐州市高三上期末)交流電壓表有一定的量度范圍，它的絕緣能力也有限，不能直接連到電壓過高的電路。用變壓器把高電壓變成低電壓再接到交流電壓表上，這個問題就解決了，這樣的變壓器叫作電壓互感器。還有另一種叫作電流互感器，可以用小量程的交流電流表測量大電流。下列圖像中接線正確的是()答案：D解析：電壓互感器并聯(lián)在電網(wǎng)上，且需要一個把高電壓變成低電壓的降壓變壓器，根據(jù)理想變壓器原、副線圈電壓之比等于匝數(shù)之比，可知原線圈(電網(wǎng)所連部分)的匝數(shù)要大于副線圈的匝數(shù)，故A、B錯誤；電流互感器串聯(lián)在電網(wǎng)上，且需要把一個大電流變成小電流，根據(jù)理想變壓器原、副線圈的電流之比等于匝數(shù)的反比，可知原線圈的匝數(shù)要小于副線圈的匝數(shù)，故C錯誤，D正確。5．如圖所示為某變壓器的工作示意圖，定值電阻R1和R2分別連在理想變壓器原、副線圈上，且R1＝3R2，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為n1∶n2＝5∶1，變壓器原線圈接在交流電源上，則R1和R2的功率之比為()A．25∶3 B．3∶25C．5∶3 D．3∶5答案：A解析：設(shè)R2兩端的電壓為U2，根據(jù)理想變壓器原、副線圈兩端電壓之比等于其匝數(shù)之比，可知eq\f(U,U2)＝eq\f(n1,n2)＝5，功率公式為P＝eq\f(U2,R)，可得R1和R2的功率之比為P1∶P2＝eq\f(U2,R1)∶eq\f(Ueq\o\al(2,2),R2)＝eq\f(25,3)，故選A。6．(2024·海南高考)(多選)電動汽車充電站變壓器輸入電壓為10kV，輸出電壓為220V，每個充電樁輸入電流16A，設(shè)原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，輸入正弦交流的頻率為50Hz，則下列說法正確的是()A．交流電的周期為0．02sB．原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶500C．輸出的最大電壓為220VD．若10臺充電樁同時使用，輸入功率為35．2kW答案：AD解析：由題知，交流電的頻率為f＝50Hz，則交流電的周期為T＝eq\f(1,f)＝0．02s，故A正確；根據(jù)理想變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系可得，原、副線圈匝數(shù)比為eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(10×1000V,220V)＝eq\f(500,11)，故B錯誤；輸出電壓的有效值為U2＝220V，根據(jù)正弦交流電峰值與有效值的關(guān)系可知，輸出的最大電壓為U2m＝eq\r(2)U2＝220eq\r(2)V，故C錯誤；若10臺充電樁同時使用，變壓器輸出功率為P出＝10U2I樁＝10×220×16W＝35200W＝35．2kW，理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，故輸入功率為P入＝P出＝35．2kW，故D正確。7．(2025·山東省威海市高三上期末)(多選)如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，發(fā)電廠輸出電壓U1＝104V，輸出功率P1＝109W，兩個理想變壓器的匝數(shù)比分別為n1∶n2＝1∶100、n3∶n4＝100∶1，輸電線總電阻r＝50Ω。則()A．U4＝U1B．I4＝I1C．通過電阻r的電流I2＝2×104AD．用戶端的電功率為9．5×108W答案：BD解析：根據(jù)P＝UI可得通過升壓變壓器原線圈的電流I1＝eq\f(P1,U1)＝105A，根據(jù)理想變壓器原、副線圈中的電流與匝數(shù)成反比，有eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，解得輸電線中的電流即通過電阻r的電流I2＝103A，故C錯誤；根據(jù)理想變壓器原、副線圈兩端電壓之比等于其匝數(shù)之比，有eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，解得U2＝106V，電阻r兩端的電壓Ur＝I2r＝5×104V，則降壓變壓器原線圈兩端電壓U3＝U2－Ur＝9．5×105V，根據(jù)理想變壓器原、副線圈兩端電壓之比等于其匝數(shù)之比，有eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)，解得U4＝9．5×103V，故A錯誤；由題圖可知I2＝I3，根據(jù)理想變壓器原、副線圈中電流與線圈匝數(shù)成反比，有eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3)，解得I4＝105A，故I1＝I4，B正確；用戶端的電功率P′＝U4I4＝9．5×108W，故D正確。8．(2024·全國甲卷)(多選)如圖，理想變壓器的副線圈接入電路的匝數(shù)可通過滑動觸頭T調(diào)節(jié)，副線圈回路接有滑動變阻器R、定值電阻R0和R1、開關(guān)S。S處于閉合狀態(tài)，在原線圈電壓U0不變的情況下，為提高R1的熱功率，可以()A．保持T不動，滑動變阻器R的滑片向f端滑動B．將T向b端移動，滑動變阻器R的滑片位置不變C．將T向a端移動，滑動變阻器R的滑片向f端滑動D．將T向b端移動，滑動變阻器R的滑片向e端滑動答案：AC解析：保持T不動，則副線圈的匝數(shù)不變，根據(jù)理想變壓器原、副線圈兩端電壓之比等于原、副線圈匝數(shù)之比，可知副線圈兩端電壓不變，當(dāng)滑動變阻器R的滑片向f端滑動時，R接入電路中的阻值變小，R與R1串聯(lián)后的總電阻減小，由歐姆定律可知，通過R1的電流I增大，則R1的熱功率P＝I2R1增大，故A正確；同理可知，將T向b端移動，則副線圈的匝數(shù)變小，副線圈兩端電壓變小，當(dāng)滑動變阻器R的滑片位置不變時，R接入電路中的阻值不變，R與R1串聯(lián)后的總電阻不變，由歐姆定律可知，通過R1的電流I減小，則R1的熱功率P＝I2R1減小，故B錯誤；將T向a端移動，則副線圈的匝數(shù)增加，副線圈兩端電壓變大，當(dāng)滑動變阻器R的滑片向f端滑動時，R接入電路中的阻值變小，R與R1串聯(lián)后的總電阻減小，由歐姆定律可知，通過R1的電流I增大，則R1的熱功率P＝I2R1增大，故C正確；將T向b端移動，則副線圈的匝數(shù)減少，副線圈兩端電壓變小，當(dāng)滑動變阻器R的滑片向e端滑動時，R接入電路中的阻值增大，R與R1串聯(lián)后的總電阻增大，由歐姆定律可知，通過R1的電流I減小，則R1的熱功率P＝I2R1減小，故D錯誤。[B組綜合提升練]9．(2024·福建省莆田市高三下二模)汽油發(fā)動機(jī)的火花塞工作時需要一萬伏左右的高壓才能產(chǎn)生火花。一同學(xué)用12V直流電源、變壓器、開關(guān)及導(dǎo)線若干設(shè)計(jì)點(diǎn)火電路，以下原理圖可行的是()答案：A解析：要使該點(diǎn)火電路能輸出電壓，與電源連接部分線圈中必須要有磁通量的變化，又因?yàn)殡娫礊橹绷麟娫?，則開關(guān)應(yīng)接在原線圈側(cè)，故C、D錯誤；變壓器原、副線圈中磁通量變化率相同，副線圈的匝數(shù)越多，其輸出的電壓越大，越可能產(chǎn)生電火花，故A正確，B錯誤。10．(2023·北京高考)自制一個原、副線圈匝數(shù)分別為600匝和190匝的變壓器，原線圈接12V的正弦交流電源，副線圈接額定電壓為3．8V的小燈泡。實(shí)際測得小燈泡兩端電壓為2．5V。下列措施有可能使小燈泡正常發(fā)光的是()A．僅增加原線圈匝數(shù)B．僅增加副線圈匝數(shù)C．將原、副線圈匝數(shù)都增為原來的兩倍D．將兩個3．8V小燈泡并聯(lián)起來接入副線圈答案：B解析：若該變壓器為理想變壓器，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得副線圈電壓應(yīng)為U2＝eq\f(n2,n1)U1＝eq\f(190,600)×12V＝3．8V，而實(shí)際副線圈電壓為U2′＝2．5V<U2，可知該變壓器不是理想變壓器。由變壓器原理可知，僅增加原線圈匝數(shù)，原、副線圈匝數(shù)比增大，則原、副線圈電壓比增大，副線圈電壓減小，不可能使小燈泡正常發(fā)光；僅增加副線圈匝數(shù)，原、副線圈匝數(shù)比減小，則原、副線圈電壓比減小，副線圈電壓增大，可能使小燈泡正常發(fā)光，A錯誤，B正確。將原、副線圈匝數(shù)都增為原來的兩倍，或?qū)蓚€3．8V小燈泡并聯(lián)起來接入副線圈，則原、副線圈匝數(shù)比不變，而該變壓器不是理想變壓器，則副線圈電壓仍一定小于3．8V，不可能使小燈泡正常發(fā)光，C、D錯誤。11．(2024·浙江省溫州市高三下三模)新安江水庫蓄水后，水位落差可達(dá)55m，如圖所示。已知落差處流量為5×105kg/s的水流沖擊水輪機(jī)發(fā)電，水流減少的機(jī)械能80%轉(zhuǎn)化為電能。發(fā)電機(jī)輸出電壓為11kV，水電站到用戶之間采用220kV高壓進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，輸電線上損耗的功率不超過輸送功率5%，用戶所需電壓為220V，重力加速度g取10m/s2，變壓器視為理想變壓器。下列說法正確的是()A．升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶20B．發(fā)電機(jī)的輸出功率為2．75×105kWC．輸電線上電阻不能超過110ΩD．降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1000∶1答案：A解析：根據(jù)理想變壓器工作原理，可知升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(1,20)，故A正確；由題意，可得發(fā)電機(jī)的輸出功率為P＝eq\f(QΔtgh,Δt)×80%＝2．2×105kW，故B錯誤；輸電線上的電流為I＝eq\f(P,U2)＝1000A，輸電線上損耗的功率不超過P損＝P×5%＝1．1×104kW，又P損＝I2R，解得輸電線上的電阻不超過R＝11Ω，故C錯誤；因輸電線上的電壓損失，降壓變壓器輸入電壓小于220kV，輸出電壓為220V，根據(jù)理想變壓器原、副線圈的電壓之比等于匝數(shù)比可知，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比小于1000∶1，故D錯誤。12．(2023·山東高考)某節(jié)能儲能輸電網(wǎng)絡(luò)如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1＝250V，輸出功率500kW。降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4＝50∶1，輸電線總電阻R＝62．5Ω，其余線路電阻不計(jì)，用戶端電壓U4＝220V，功率88kW，所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是()A．發(fā)電機(jī)的輸出電流為368AB．輸電線上損失的功率為4．8kWC．輸送給儲能站的功率為408kWD．升壓變壓器的匝數(shù)比n1∶n2＝1∶44答案：C解析：由題知，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1＝250V，輸出功率P1＝500kW，則輸出電流I1＝eq\f(P1,U1)＝2×103A，A錯誤；用戶端電壓U4＝220V，功率P4＝88kW，則電流I4＝eq\f(P4,U4)＝400A，又eq\f(I4,I3)＝eq\f(n3,n4)，解得I3＝8A，則輸電線上損失的功率為P損＝Ieq\o\al(2,3)R＝4kW，B錯誤；由能量守恒有P1＝P損＋P4＋P儲，解得輸送給儲能站的功率P儲＝408kW，C正確；由P2＝P損＋P4＝I3U2，解得U2＝11500V，再根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，解得eq\f(n1,n2)＝eq\f(1,46)，D錯誤。[C組拔尖培優(yōu)練]13．(多選)如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝3∶1，原線圈回路中串聯(lián)一個阻值為9R的定值電阻，a、b端與一正弦交流電源連接，副線圈接有兩個阻值均為R的定值電阻，電流表A和電壓表V均為理想電表，電源電壓保持不變，開關(guān)S閉合后，下列說法正確的是()A．電流表A的示數(shù)增大 B．電流表A的示數(shù)減小C．電壓表V的示數(shù)增大 D．電壓表V的示數(shù)減小答案：AD解析：設(shè)a、b兩端電壓為U，變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U1、U2，原、副線圈中的電流分別為I1、I2，由題圖可知，電流表A的示數(shù)為I2，電壓表V的示數(shù)為U2，將變壓器及副線圈兩端的電路整體等效成一個電阻，設(shè)為R等效，則R等效＝eq\f(U1,I1)＝eq\f(\f(n1U2,n2),\f(n2I2,n1))＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))eq\s\up12(2)R負(fù)載，其中n1∶n2＝3∶1。開關(guān)S閉合前，R等效＝9R，則U1＝eq\f(U,2)，I1＝eq\f(U,9R＋R等效)＝eq\f(1,18)·eq\f(U,R)，由理想變壓器變壓規(guī)律知，電壓表V的示數(shù)U2＝eq\f(n2,n1)U1＝eq\f(U,6)，電流表A的示數(shù)I2＝eq\f(n1,n2)I1＝eq\f(1,6)·eq\f(U,R)；開關(guān)S閉合后，R負(fù)載′＝eq\f(R,2)，則R等效′＝eq\f(9,2)R，則U1′＝eq\f(U,3)，I1′＝eq\f(U,9R＋R等效′)＝eq\f(2,27)·eq\f(U,R)，同理可知，電壓表V的示數(shù)U2′＝eq\f(n2,n1)U1′＝eq\f(U,9)，電流表A的示數(shù)I2′＝eq\f(n1,n2)I1′＝eq\f(2,9)·eq\f(U,R)；綜上可知U2′<U2，I2′>I2，即電壓表V的示數(shù)減小，電流表A的示數(shù)增大，故A、D正確，B、C錯誤。第講電磁振蕩與電磁波傳感器(對應(yīng)人教版必修第三冊、選擇性必修第二冊相關(guān)內(nèi)容及問題)選擇性必修第二冊第四章第1節(jié)[練習(xí)與應(yīng)用]T1；T2。提示：T1：T2：eq\f(T,4)～eq\f(T,2)和eq\f(3T,4)～T電場能在增大，電場能最大時電流為零，電壓最大；0～eq\f(T,4)和eq\f(T,2)～eq\f(3T,4)磁場能在增大，磁場能最大時電流最大，電壓為零。選擇性必修第二冊第四章第1節(jié)[練習(xí)與應(yīng)用]T3。提示：由f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))解得C＝eq\f(1,4π2f2L)，所以eq\f(C1,C2)＝eq\f(feq\o\al(2,2),feq\o\al(2,1))＝eq\f(16052,5352)＝eq\f(9,1)。選擇性必修第二冊第四章，閱讀“2電磁場與電磁波”這一節(jié)內(nèi)容，理解麥克斯韋電磁場、電磁波理論，以及電磁波的性質(zhì)。選擇性必修第二冊第四章第3節(jié)，閱讀“無線電波的發(fā)射”“無線電波的接收”這兩部分內(nèi)容，理解調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧、解調(diào)的含義及其在無線電波的發(fā)射和接收過程中的順序。必修第三冊第十三章第4節(jié)，閱讀圖13．4-4，熟悉電磁波譜及其應(yīng)用。選擇性必修第二冊第四章，閱讀“4電磁波譜”這一節(jié)內(nèi)容，熟悉各種電磁波及其應(yīng)用。選擇性必修第二冊第五章閱讀“1認(rèn)識傳感器”這一節(jié)內(nèi)容。選擇性必修第二冊第五章第2節(jié)，閱讀“金屬熱電阻和熱敏電阻”這一部分內(nèi)容，說一說金屬熱電阻阻值隨溫度變化的特點(diǎn)與熱敏電阻的不同。提示：與熱敏電阻相比，金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，測溫范圍大，但靈敏度較差。選擇性必修第二冊第五章第2節(jié)閱讀[拓展學(xué)習(xí)]“霍爾元件”這一部分內(nèi)容。選擇性必修第二冊第五章閱讀“3利用傳感器制作簡單的自動控制裝置”這一節(jié)內(nèi)容。選擇性必修第二冊第五章第3節(jié)[練習(xí)與應(yīng)用]T1。提示：P端電勢低于Q端，指針向零點(diǎn)左側(cè)偏轉(zhuǎn)。選擇性必修第二冊第五章[復(fù)習(xí)與提高]A組T3。提示：電路原理圖如圖所示：選擇性必修第二冊第五章[復(fù)習(xí)與提高]B組T4；T5。提示：T4：U＝eq\f(mgRE,kl（R＋R0＋r）)。T5：(1)用左手定則分析電子所受洛倫茲力時，注意電子帶負(fù)電，運(yùn)動方向與電流方向相反，下側(cè)面A′電勢高。(2)由eq\f(UH,h)·e＝Bev，I＝nevhd聯(lián)立可得：UH＝eq\f(BI,ned)。(3)有影響，應(yīng)使磁感線平行A、A′面，且與電流I的方向垂直；設(shè)k為放大顯示的倍數(shù)，由U＝kUH，UH＝eq\f(BI,ned)，得U＝eq\f(kBI,ned)，則k、I、n、e、d一定時，U與B成正比，即磁傳感器的示數(shù)與被測磁感應(yīng)強(qiáng)度有線性關(guān)系?？键c(diǎn)一電磁振蕩1．振蕩電流：eq\x(\s\up1(01))大小和eq\x(\s\up1(02))方向都做周期性迅速變化的電流。2．振蕩電路：產(chǎn)生eq\x(\s\up1(03))振蕩電流的電路。由電感線圈L和電容C組成的電路，就是最簡單的振蕩電路，稱為eq\x(\s\up1(04))LC振蕩電路。3．電磁振蕩：在LC振蕩電路中，電容器不斷地充電和放電，電路中的電流i、電容器極板上的電荷量q、電容器里的電場強(qiáng)度E、線圈里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，都在eq\x(\s\up1(05))周期性地變化著。這種現(xiàn)象就是電磁振蕩。4．電磁振蕩中的能量變化：電容器放電過程，eq\x(\s\up1(06))電場能逐漸轉(zhuǎn)化為eq\x(\s\up1(07))磁場能；電容器充電過程，eq\x(\s\up1(08))磁場能逐漸轉(zhuǎn)化為eq\x(\s\up1(09))電場能。在電磁振蕩的過程中，電場能和磁場能會發(fā)生eq\x(\s\up1(10))周期性的轉(zhuǎn)化。5．電磁振蕩的周期和頻率周期：T＝eq\x(\s\up1(11))2πeq\r(LC)；頻率：f＝eq\x(\s\up1(12))eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))。(其中L指線圈的自感系數(shù)即電感，C指電容器的電容)1．在LC振蕩電路中，電容器放電完畢的時刻，回路中磁場能最小。()2．同時改變電容器的電容和線圈的電感，振蕩電路的周期一定會改變。()答案：1．×2．×1．振蕩電流、極板所帶電荷量隨時間的變化圖像電磁振蕩中各物理量的變化過程電荷量電場強(qiáng)度電場能電流磁感應(yīng)強(qiáng)度磁場能放電過程變小變小變小變大變大變大放電完畢000最大最大最大充電過程變大變大變大變小變小變小充電完畢最大最大最大000從上表可總結(jié)出如下兩類關(guān)系：(1)同步同變關(guān)系在LC振蕩電路發(fā)生電磁振蕩的過程中，電容器相關(guān)的物理量：電荷量q、電場強(qiáng)度E、電場能EE是同步變化的，即：q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑)。線圈相關(guān)的物理量：振蕩電流i、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁場能EB也是同步變化的，即：i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)。(2)同步異變關(guān)系在LC振蕩過程中，電容器相關(guān)的三個物理量q、E、EE與線圈相關(guān)的三個物理量i、B、EB是同步異向變化的，即q、E、EE同時減小時，i、B、EB同時增大，且它們的變化是同步的。2．LC振蕩電路充、放電過程的判斷方法根據(jù)電流流向判斷當(dāng)電流流向帶正電的極板時，電容器的電荷量增加，磁場能向電場能轉(zhuǎn)化，處于充電過程；反之，當(dāng)電流流出帶正電的極板時，電容器的電荷量減少，電場能向磁場能轉(zhuǎn)化，處于放電過程根據(jù)物理量的變化趨勢判斷當(dāng)電容器的電荷量q(電壓U、場強(qiáng)E)增大或電流i(磁場B)減小時，處于充電過程；反之，處于放電過程根據(jù)能量判斷電場能增加時充電，磁場能增加時放電例1如圖所示，表示LC振蕩電路某時刻的情況，以下說法正確的是()A．電容器正在充電B．電感線圈中的磁場能正在減小C．電感線圈中的電流正在減小D．此時自感電動勢正在阻礙電流的增大[答案]D[解析]根據(jù)磁感線的方向，由右手螺旋定則可以判斷，電路中電流方向是逆時針，再根據(jù)電容器極板上帶電的性質(zhì)可以判斷電容器在放電，A錯誤；電容器在放電，所以電流在增大，磁場能在增大，自感電動勢正在阻礙電流的增大，B、C錯誤，D正確。例2在如圖甲所示的LC振蕩電路中，通過P點(diǎn)的電流i隨時間t變化的圖線如圖乙所示，規(guī)定通過P點(diǎn)的電流方向向右為正方向。下列說法正確的是()A．0至0．5ms內(nèi)，電容器C正在充電B．0．5ms至1ms內(nèi)，電容器上極板帶正電C．1ms至1．5ms內(nèi)，Q點(diǎn)的電勢比P點(diǎn)的電勢高D．若電容器的電容C加倍，則電流的周期將變?yōu)?ms[答案]C[解析]由題圖乙可知，0至0．5ms內(nèi)，通過P點(diǎn)的電流向右且逐漸增大，則電容器正在放電，故A錯誤；0．5ms至1ms內(nèi)，通過P點(diǎn)的電流向右且逐漸減小，則電容器正在反向充電，電容器下極板帶正電，故B錯誤；1ms至1．5ms內(nèi)，通過P點(diǎn)的電流向左且逐漸增大，則電容器正在反向放電，電容器下極板帶正電，上極板帶負(fù)電，可知Q點(diǎn)的電勢比P點(diǎn)的電勢高，故C正確；由題圖乙可知，電流的周期T＝2ms，若電容器的電容C加倍，根據(jù)T＝2πeq\r(LC)，則電流的周期將變?yōu)門′＝eq\r(2)T＝2eq\r(2)ms，故D錯誤?？键c(diǎn)二電磁波的產(chǎn)生、傳播及電磁波譜1．麥克斯韋電磁場理論：eq\x(\s\up1(01))變化的磁場產(chǎn)生電場，eq\x(\s\up1(02))變化的電場產(chǎn)生磁場。2．電磁場：變化的電場和磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個eq\x(\s\up1(03))不可分割的統(tǒng)一的電磁場。3．電磁波(1)產(chǎn)生：變化的電場和磁場由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播，形成了電磁波。(2)電磁波是橫波，在空間傳播eq\x(\s\up1(04))不需要介質(zhì)。(3)電磁波的波速：真空中電磁波的波速與光速相同，c＝eq\x(\s\up1(05))3．0×108m/s。(4)v＝λf對電磁波eq\x(\s\up1(06))同樣適用。(5)電磁波能產(chǎn)生反射、折射、eq\x(\s\up1(07))干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象。(6)eq\x(\s\up1(08))赫茲在人類歷史上首先捕捉到了電磁波，并證實(shí)了麥克斯韋的電磁場理論。4．無線電波的發(fā)射(1)發(fā)射電磁波的條件①要有足夠高的eq\x(\s\up1(09))振蕩頻率；②必須是eq\x(\s\up1(10))開放電路，使振蕩電路的電場和磁場分散到盡可能大的空間。(2)信號的調(diào)制：為了利用電磁波傳遞信號，就要對電磁波調(diào)制。有eq\x(\s\up1(11))調(diào)幅和eq\x(\s\up1(12))調(diào)頻兩種調(diào)制方法。①eq\x(\s\up1(13))調(diào)幅(AM)：使高頻電磁波的振幅隨信號的強(qiáng)弱而變。②eq\x(\s\up1(14))調(diào)頻(FM)：使高頻電磁波的頻率隨信號的強(qiáng)弱而變。5．無線電波的接收(1)當(dāng)接收電路的固有頻率跟收到的電磁波的頻率eq\x(\s\up1(15))相同時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流eq\x(\s\up1(16))最強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫作電諧振。(2)使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫作eq\x(\s\up1(17))調(diào)諧。(3)從經(jīng)過調(diào)制的高頻振蕩電流中還原出原來的信號的過程叫作eq\x(\s\up1(18))解調(diào)，它是eq\x(\s\up1(19))調(diào)制的逆過程。調(diào)幅波的解調(diào)也叫eq\x(\s\up1(20))檢波。6．電磁波譜的定義按電磁波的波長大小或頻率高低的順序把它們排列成譜，叫作電磁波譜。將電磁波按波長從長到短排列順序是eq\x(\s\up1(21))無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線。7．電磁波譜的特性、應(yīng)用電磁波譜頻率/Hz真空中波長/m特性應(yīng)用遞變規(guī)律無線電波<3×1011>10－3波動性強(qiáng)，易發(fā)生衍射無線電技術(shù)紅外線3×1011～101510－7～10－3溫度eq\x(\s\up1(22))越高，紅外輻射越強(qiáng)紅外線遙感可見光101510－7引起視覺照明、攝影紫外線1015～101710－9～10－7化學(xué)效應(yīng)、eq\x(\s\up1(23))熒光效應(yīng)、能殺菌醫(yī)用消毒、防偽X射線1016～102010－12～10－8穿透能力強(qiáng)檢查、醫(yī)用透視γ射線