2025版《新亮剑》高中物理：第十三章 交变电流 电磁振荡 电磁波 传感器含答案.docx

2025版《新亮剑》高中物理：第十三章交变电流电磁振荡电磁波传感器

第十三章

交变电流电磁振荡

电磁波传感器

核心素养

考点内容

高考真题

备考建议

物理观念

交流电的产生、变压器的原理、远距离输电、电磁波

2023辽宁T4(交变电流的描述)

2023湖南T9(交变电流的描述)

2023北京T7(理想变压器)

2023广东T6(理想变压器)

2023海南T11(理想变压器)

2023浙江6月选考T7(远距离输电)

2023天津T6(远距离输电)

2023山东T7(远距离输电)

2023浙江1月选考T14(传感器)

2022河北T3(交变电流的描述、理想变压器)

2022湖南T6(理想变压器)

2022湖北T9(变压器)

2022山东T4(理想变压器)

2022广东T4(交变电流的产生)

2022海南T5(交变电流的图像)

2021广东T7(理想变压器)

2021湖南T6(理想变压器)

2021河北T8(交变电流的描述、理想变压器)

2021浙江6月选考T5(有效值)

本章高考考查内容主要有:交变电流的产生及变化规律、交变电流的四值及应用、理想变压器的工作原理与规律、理想变压器的动态电路分析、远距离输电的模式以及电压和功率的损耗、LC振荡电路的分析,题型主要为选择题。物理核心素养主要考查学生的“模型构建和科学推理”要素。能力主要考查理解与推理能力。整体难度中等偏易。

复习时要重点关注:理解交变电流的产生过程,理解交变电流的图像和交变电流的四值,掌握理想变压器电路中原、副线圈与各物理量之间的制约关系,能够利用闭合电路欧姆定律及理想变压器知识分析远距离输电问题,其中变压器的动态变化问题应作为本章的重点和难点

科学思维

交流发电机、理想变压器、远距离输电、LC振荡电路

科学探究

探究变压器原、副线圈与匝数的关系,变压器的工作原理

科学态度

与责任

电能的产生和传输对人类进步的巨大贡献,传感器改变人类的生活

第1讲交变电流的产生和描述

对应学生用书P298

考点一交变电流的产生及变化规律

1.产生:线圈绕①匀强磁场方向的轴匀速转动。?

2.描述交变电流的物理量

(1)最大值

Em=②,与转轴位置③(选填“有关”或“无关”),与线圈形状④(选填“有关”或“无关”)。?

(2)周期和频率

a.周期(T):交变电流完成⑤变化所需的时间,单位是秒(s),公式T=⑥。?

b.频率(f):交变电流在单位时间内完成周期性变化的⑦,单位是赫兹(Hz)。?

c.周期和频率的关系:T=⑧或f=⑨。?

答案①垂直于②nBSω③无关④无关⑤一次周期性⑥2πω⑦次数⑧1

1.正弦式交变电流产生过程中的两个特殊位置

图示

概念

中性面位置

与中性面垂直的位置

特点

B⊥S

B∥S

Φ=BS,最大

Φ=0,最小

e=nΔΦΔt=

e=nΔΦΔt

电流为零,方向改变

电流最大,方向不变

2.正弦式交变电流的变化规律(线圈从中性面位置开始计时)

函数表达式

图像

磁通量Φ=Φmcosωt=BScosωt

电动势e=Emsinωt=nBSωsinωt

电流i=Imsinωt=EmR+rsin

电压u=Umsinωt=REmR+rsin

3.解决交变电流图像问题的四点注意

(1)只有当线圈从中性面位置开始计时,电流的瞬时值表达式才是正弦函数形式,其变化规律与线圈的形状及转动轴在线圈平面内的位置无关。

(2)注意峰值公式Em=nBSω中的S为线圈在磁场中的有效面积。

(3)在解决有关交变电流的图像问题时,应先把交变电流的图像与线圈的转动位置对应起来,再根据特殊位置求特殊解。

(4)根据法拉第电磁感应定律E=nΔΦΔt,若Φ按余弦规律变化,则e必按正弦规律变化;Φ按正弦规律变化,e必按余弦规律变化。故Φ增大时,e必减小;Φ最大时

角度1交变电流的常规产生情况

(2024届广州三模)在以下四种情境中,线圈中产生的电流与其正下方所示的i-t图线相对应的是()。

A.图1 B.图2 C.图3 D.图4

答案A

解析图1中的线圈从垂直中性面开始转动,产生的交流电是余弦交变电流,A项符合题意;图2中线圈转动时仍产生不间断的正弦交流电,B项不符合题意;图3中线圈处于辐射状的磁场中,线圈的两边所处位置的磁场大小不变,则产生大小恒定不变的电动势,C项不符合题意;图4中线圈转动时产生正弦交变电流,D项不符合题意。

角度2正弦式交变电流产生的三种非常规

情况

下面三种情况也能产生正弦式交变电流。

方式与说明

图示

磁感应强度随时间按正弦规律变化

线圈在匀强磁场中处于非平行于磁场的位置不动,匀强磁场的磁感应强度随时间按