第十三章 交变电流 电磁振荡与电磁波-【优学精研】2026年高考物理一轮总复习必备随身宝典word

第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波 第1讲　交变电流的产生和描述 一、1.周期性变化　交流　2.(1)垂直于　匀速转动　(2)垂直　最大　零　两次　3.(1)Emsinωt　(2)Emcosωt 4.(1)余弦　正弦　(2)正弦 二、1.NBSω　无关　无关　2.(1)一次周期性　(2)次数 4.　　　(1)相同时间　相同热量 【质疑辨析】 提示:(1)×。要匀速转动。 (2)×。是正弦还是余弦要看计时起点线圈所处的位置。 (3)√。 (4)×。磁通量最大时,其变化率最小,为零,感应电动势最小。 (5)×。只有正弦式交变电流的最大值和有效值之间才有确定的倍关系。 (6)√。 第2讲　变压器　远距离输电 一、1.闭合铁芯　两个线圈　2.互感 二、5.(1)R=ρ　减小　增大　(2)P=UI　提高 【质疑辨析】 提示:(1)√。 (2)√。 (3)×。比如矩形波。 (4)√。 (5)√。 (6)×。有多个副线圈时,电压与匝数成正比的关系成立,电流关系只能通过功率相等来推导。 第3讲　电磁振荡　电磁波 一、1.周期性　振荡电流 2.(1)减小　增大　电场能　(2)增大　减小　磁场能 二、1.变化　变化　(2)恒定　(3)变化　(4)同频率 2.电磁波　(1)不需要　(3)横　(4)越小　(5)折射　衍射 三、1.开放　高频振荡　2.(1)振幅　(2)频率 3.(1)相同　最强　(2)解调　调制　检波 四、1.波长大小　2.紫外线　3.衍射　杀菌　最强　4.原子核 【质疑辨析】 提示:(1)×。放电完毕,电场能最小,磁场能最大,则电流也最大。 (2)×。由T=2π知,固有周期与LC本身参数有关。 (3)√。 (4)√。 (5)×。赫兹证实了电磁波的存在。 (6)×。频率越低,波长越长,衍射现象越明显,γ射线频率很大,波长很小,不是最容易发生衍射现象的射线。 (7)√。 实验十六　探究变压器原副线圈电压与匝数的关系 正比　断开电源开关　最大量程 实验十七　利用传感器制作简单的自动控制装置 非电学　电流　电学　通断　增大　减小　增大　正比 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波 第1讲　交变电流的产生和描述 一、交变电流的产生和变化规律(选必二第三章1节) 正弦或余弦交流电 1.交变电流:大小和方向随时间做______________的电流,简称_______(AC)。  重点强调方向变化 提醒:方向不随时间变化的电流,称为直流电,简称直流(DC)。 2.正弦式交变电流:电流随时间成正弦或余弦规律变化的电流,一般都称为正弦式电流。 (1)产生方法:在匀强磁场中,线圈绕__________磁场方向的轴_____________。  提醒:①线圈不动,磁场按正弦规律变化,或者导体棒切割磁感线时的有效长度按正弦规律变化等等,也可以产生正弦式电流。 ②与线圈的形状和转轴的位置无关,转轴只要垂直磁场方向即可。 (2)中性面:线圈平面与磁场方向_______,磁通量__________,电动势和电流均为_____,每次经过此位置,电流方向改变一次。线圈转动一周,电流方向改变_______。  3.正弦式交变电流表达式 (1)从中性面位置开始计时:e=_____________;  (2)从与中性面垂直的位置开始计时:e=___。  4.正弦式交变电流的图像 (1)从中性面位置开始计时,Φ-t图像为_______曲线,e-t图像为_______曲线。  (2)由欧姆定律,电流和外电压变化也为_______规律变化。  二、描述交变电流的物理量(选必二第三章2节) 1.最大值:Em=_____________,与转轴位置_______,与线圈形状_______。  2.周期和频率 (1)周期(T):交变电流完成______________变化所需的时间。单位是秒(s),公式T=。  (2)频率(f):交变电流在单位时间内完成周期性变化的_______。单位是赫兹(Hz)。  (3)周期和频率的关系:T=或f=。 3.转速:注意单位,一般换算成周期或者角速度进行计算。 4.有效值:正(余)弦式交变电流 I=__________,U=__________,E=_______。  (1)根据电流的热效应,取_____________(一个周期),让同一个电阻产生_____________,利用Q=I2Rt或Q=t可求得电流或电压的有效值。  (2)如果电流只有部分是正弦(或余弦)式交变电流,在周期(必须是从零至最大值或从最大值至零)或者周期的部分可直接用I=、U=求解有效值。 (3)分段计算:分段计算电热再求和,得出一个周期内产生的总热量。 【巧学妙记】交变电流瞬时值书写技巧 写出最值是首要,计时起点要看好。 中性面始是正弦,若求瞬时代角度。 质疑辨析 (1)矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动时,一定会产生正弦式交变电流。(　　) (2)矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,从任意位置开始计时,电动势表达式均为:e=Emsin ωt。 (　　) (3)矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动经过中性面时,线圈中的感应电动势为零,电流方向发生改变。 (　　) (4)线圈在磁场中转动的过程中穿过线圈的磁通量最大时,产生的感应电动势也最大。(　　) (5)交变电流的有效值总是峰值除以。 (　　) (6)交流电路中电压表、电流表的示数是有效值。(　　) 第2讲　变压器　远距离输电 一、理想变压器的原理及应用(选必二第三章3节) 理想化模型 1.构造:变压器是由_____________和绕在铁芯上的_____________组成的。  2.原理:电磁感应的_______现象。  对于恒定电流,变压器无法工作。 要从电磁感应角度分析。 3.理想变压器:无漏磁、无铜损(线圈不发热)、无铁损(涡电流忽略不计) 4.基本关系 功率 P入=P出,且P出决定P入 电压 =,且U1决定U2 电流 (1)一个副线圈时,= (2)多个副线圈时,U1I1=U2I2+U3I3+…+UnIn I1n1=I2n2+I3n3+…+Innn 频率 f1=f2,变压器不改变交变电流的频率 提醒:电压关系中的U指的是直接加在线圈两端的电压,电流关系中的I指的是流过线圈的电流。 二、远距离输电(选必二第三章4节) 1.输电过程 发电站→升压→高压输电→降压→用户 2.输电电路图 3.电压损失: (1)ΔU=U2-U3; (2)ΔU=I2r-I3r。 4.功率损失:ΔP=r。 5.减小电能损失的方法: (1)减小输电导线的电阻:根据电阻定律__________,可采用_______材料的电阻率、_______导线的横截面积等方法。  (2)减小输电导线中的电流:在输电功率一定的情况下,根据_____________,要减小电流,必须_______输电电压。  质疑辨析 (1)变压器不能改变交变电流的频率。 (　　) (2)高压输电是通过减小输电电流来减少电路的热损耗。 (　　) (3)只要是交流电,变压器均可以正常工作。 (　　) (4)理想变压器的基本关系式中,电压和电流均为有效值。 (　　) (5)在用电高峰期,输电线上损失的功率越大,用户得到的电压越小。 (　　) (6)无论有几个副线圈,电压与匝数成正比、电流与匝数成反比的关系总是成立。(　　) 第3讲　电磁振荡　电磁波 一、电磁振荡(选必二第四章1节) 1.振荡电路:能够产生大小和方向都做__________迅速变化的电流(也称为_____________)的电路。由线圈L(电感)和电容C组成最简单的振荡电路,称为LC振荡电路。  2.电磁振荡的基本规律 (1)放电:电容器的电荷量、电场强度、两板间电压都_______,线圈中的电流、磁感应强度都_______,__________转化为磁场能。  (2)充电:电容器的电荷量、电场强度、两板间电压都_______,线圈中的电流、磁感应强度都_______,__________转化为电场能。  3.电磁振荡的周期和频率 T=2π,f= 【巧学妙记】充电放电看电量,电流变大磁增强。 充电过程电荷减,能量守恒不能忘。 二、电磁场与电磁波(选必二第四章2节) 1.麦克斯韦电磁场理论:_______的磁场产生电场,_______的电场产生磁场。  (1)恒定的电场不产生磁场,反之亦然。 (2)均匀变化的电场在周围空间产生_______的磁场,反之亦然。  (3)非均匀变化的电场在周围空间产生_______的磁场,反之亦然。  (4)周期性的振荡电场产生__________的振荡磁场,反之亦然。  2.电磁波:周期性变化的电磁场在空间由近及远地向周围传播形成__________。  (1)电磁波在空间传播__________介质。  (2)真空中电磁波的传播速度为3.0×108 m/s。 (3)电磁波是_____波,满足关系v=λf。  (4)不同频率的电磁波,在同一介质中传播,频率越高,波速_______。  (5)电磁波能产生反射、_______、干涉、_______和偏振等现象。  三、无线电波的发射和接收(选必二第四章3节) 1.发射条件:_______电路和_____________信号。  2.调制方式 (1)调幅:使高频电磁波的_______随信号的强弱而改变。  (2)调频:使高频电磁波的_______随信号的强弱而改变。  3.无线电波的接收 (1)调谐:当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率_______时,接收电路中产生的振荡电流_______,这就是电谐振现象(类似简谐运动中的共振),产生电谐振的过程叫调谐。  (2)解调:从接收到的经过调制的高频振荡信号中“检”出调制信号的过程,叫作_______。解调是_______的逆过程。调幅波的解调也叫作_______。  四、电磁波谱(选必二第四章4节) 1.定义:将电磁波按_____________或频率高低的顺序排列成谱。  2.按波长从长到短排列电磁波谱:无线电波、红外线、可见光、__________、X射线、γ射线等。  3.电磁波的特点与应用 电磁波 特性 应用 无线电波 易发生______ 无线电技术 红外线 热效应 红外线遥感 可见光 引起视觉 照明、摄影 紫外线 荧光效应、______ 防伪、消毒 X射线 贯穿性强 医用透视 γ射线 贯穿本领______ 工业探伤 医用化疗 4.几种常见电磁波产生机理的比较 电磁波 产生机理 无线电波 振荡电路产生 红外线、可见光和 紫外线 原子的外层电子受激发后产生 X射线 原子的内层电子受激发后产生 γ射线 __________受激发后产生  【巧学妙记】(1)频率越大,能量越大,波长越小,穿透能力越强。频率越小,能量越小,波长越大,波动现象越明显。 (2)不同频率的电磁波在同一种介质中传播时,频率越高,折射率越大,速度越小。 质疑辨析 (1)在LC振荡电路中,电容器放电结束时,回路中电流最小。 (　　) (2)电磁振荡的固有周期与电流的变化快慢有关。 (　　) (3)振荡电路的频率越高,发射电磁波的本领越大。 (　　) (4)当接收电路的固有频率和电磁波频率相同时,出现电谐振现象。 (　　) (5)麦克斯韦预言并首先证实了电磁波的存在。(　　) (6)在电磁波谱中,最容易发生衍射现象的是γ射线。 (　　) (7)所有物体均可发射红外线,红外线的应用主要有红外遥感和红外体温计。 (　　) 实验十六　探究变压器原副线圈电压与匝数的关系 实验 原理 1.实验实物图以及电路图 2.实验思想方法:控制变量法 (1)原线圈匝数n1一定,研究副线圈电压U2和副线圈匝数n2的关系 (2)副线圈匝数n2一定,研究副线圈电压U2和原线圈匝数n1的关系 实验 方案 实验装置 实验步骤 数据处理 方案 学生电源一个(低压交流电源,必须小于12 V)、可拆变压器1个、多用电表1个(或者交流电压表)、导线若干、开关(或者带开关的插座) 1.估测被测电压的大致范围,选择多用电表交流电压挡适当量程,若不知道被测电压的大致范围,则应选择交流电压挡的最大量程进行测量。 2.组装可拆变压器:把两个线圈穿在铁芯上,闭合铁芯,旋紧上方的螺丝,输入端接入学生电源、输出端接交流电压表或者多用电表交流电压挡。 3.保持原线圈的匝数n1和电压U1不变,改变副线圈的匝数n2,研究n2对副线圈电压U2的影响。 4.重复步骤1,保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变,多次改变原线圈接入的匝数,研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响 将数据记录在表格中,由数据分析变压器原、副线圈两端电压U1、U2之比与原、副线圈的匝数n1、n2之比的关系 实验结论 在实验误差允许范围内,理想变压器原、副线圈的电压与原、副线圈的匝数成______ 注意事项 (1)组装变压器时,铁芯要对齐,上方螺丝要旋紧。 (2)在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先___________________,再进行操作。  (3)为保证人身安全,输入变压器原线圈的交流电压不能超过12 V,通电时不能用手接触任何裸露的导线、接线柱以及开关。 (4)为了多用电表的安全,使用交流电压挡测电压时,先用_____________挡试测(或者利用原副线圈的电压和匝数成正比的规律估算),大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量  实验十七　利用传感器制作简单的自动控制装置 实验 原理 1.传感器的工作原理:能够感受__________物理量(如力、温度、光、声、化学成分等),并能把它们按照一定的规律转换为电压、_______等_______物理量,或转换为电路的_______。  2.传感器的工作程序: 非电学量敏感元件转换元件转换电路电学量 传感器 举例 工作原理 元件特点 应用举例 热敏电阻 将温度这个热学量转换为电阻这个电学量 一般情况下,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,随温度的降低而______  各种温度测量以及控制元件,如温度计 金属热 电阻 将温度这个热学量转换为电阻这个电学量 一般情况下,金属热电阻的阻值随温度的升高而增大,随温度的降低而______ 各种温度测量以及控制元件,如温度计 光敏电阻 将光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量 一般情况下,光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小,随光照强度的减弱而_______ 光控开关、光电门 霍尔元件 将磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量 对于某个霍尔元件,它的厚度d、霍尔系数k为定值,如果保持电流I恒定,则霍尔电压UH就与磁感应强度B成______ 电机中测定转子的转速 压敏电阻 将压力这个力学量转换为电阻这个电学量 压敏电阻的阻值随压力的变化而变化 电子秤 化学传 感器 利用化学反应原理,把无机或有机化学物质的成分、浓度转换为电信号 不同物质规律不同 离子传感器、气体传感器等 注意事项 (1)在工作温度范围内,电阻值随温度上升而增加的是正温度系数(PTC)热敏电阻器;电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏电阻器。 (2)在利用电阻表测量电阻时,每次换挡后都要重新欧姆调零。 (3)在做热敏实验时,加开水后要等一会儿再测其阻值,以使电阻温度与水的温度相同,并同时读出水温。 (4)在做光敏实验中,若电学参量变化不明显,可将光敏电阻部分电路放入带盖的纸盒中,并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少。 (5)电路实验中,要遵循电路设计和分析的一般程序,如要判断电流表的内外接、滑动变阻器的分压限流接法,电表改装等 学科网（北京）股份有限公司 $