专题03 交变电流 电磁振动与电磁波（期末复习课件）高二物理下学期人教版

这是一份高二物理下学期期末复习课件，围绕“交变电流 电磁振动与电磁波”专题，构建“考点解读-知识梳理-真题引领-重难突破”学习支架，涵盖交变电流四值、变压器动态分析、远距离输电等核心知识点，配套真题示例与实战演练。 资料特色突出核心素养培养，通过生活科技情境（如无线充电、电网）强化物理观念，以理想变压器模型构建、电磁振荡物理量变化分析提升科学思维，结合真题案例（如高空风车发电题）引导科学探究，助力学生夯实基础、提升解题能力，为教师教学提供系统复习资源。高二学生处于知识整合阶段，需巩固核心概念应对期末综合考查，该资料能帮助梳理体系、提升应用能力。

专题03 交变电流 电磁振动与电磁波 高二物理下学期期末复习 考点大串讲 人教版·新教材 知识梳理 真题引领 重难突破 考点解读 考点透视 考点解读·目标引领 第一部分 考点透视 考点解读 考查题型 内容要点 命题趋势 交变电流的产生和描述 考查交变电流的四值问题及两面问题 结合生活科技情境（如电网、无线充电），注重对基本规律（公式、图像）的理解与应用，强调模型建构（如理想变压器）和跨模块综合（与电路、能量结合），体现物理学科的技术价值与素养导向。 变压器 考查变压器的基本规律、动态分析问题和远距离输电问题 电磁振荡 电磁波 考查电磁振荡中电流、电荷的变化的规律，以及电磁波的发射和电磁波谱 考点透视 目标引领 理解交变电流产生过程中的中性面和垂直中性面的面的特点，以及瞬时值、最大值、有效值和平均值的求法。 交变电流的产生和描述 01 理解变压器的基本规律，并能利用基本规律，几何闭合电路欧姆定律处理有关动态分析的问题和远距离输电的问题。 变压器和远距离输电 02 理解电磁振荡的基本规律，明确电荷、电流、磁场和电场的变化规律，同时明确电磁波的发射和电磁波谱。 电磁振荡和电磁波 03 复习目标 考点透视 第二部分 知识梳理·技巧点拨 考点透视 交变电流 知识梳理 考点透视 电磁振动与电磁波 知识梳理 考点透视 一、正弦式交变电流的产生和描述 技巧点拨 知识点一：正弦式交变电流的产生 (1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。 (2)两个特殊位置的特点： ①线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，磁通量变化率为零，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变。 ②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，磁通量变化率最大，e最大，i最大，电流方向不改变。 (3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次。 (4)交变电动势的最大值Em＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关。 考点透视 一、正弦式交变电流的产生和描述 技巧点拨 知识点二：交变电流的描述——“四值”   物理含义 重要关系 适用情况 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e＝Emsin ωt e＝Emcos ωt 正弦形式，从中性面开始 余弦形式，从垂直中性面开始 峰值 交变电流最大的瞬时值 Em＝nBSω Im＝ 确定用电器的耐压值、电容器的击穿电压 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流值 E＝ U＝ (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 (3)电器设备的额定电压、额定电流 (4)保险丝的熔断电流 平均值 i­-t图像中图线与时间轴所围面积与时间的比值 计算通过电路某截面的电荷量 考点透视 一、正弦式交变电流的产生和描述 技巧点拨 知识点二：交变电流的描述——“四值” （1）在交流电路中，电压表、电流表、功率表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值，在没有具体说明的情况下，所给出的交变电流的电压、电流指的都是有效值。 （2）在计算交变电流通过导体产生的热量和电功率以及确定保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值，如电功率的计算式P＝UI中，U、I均为有效值；若计算通过电路某一横截面的电量，必须用交变电流的平均值。 考点透视 二、变压器 技巧点拨 知识点一：理想变压器原理与基本关系 理想变压器 没有能量损失(铜损、铁损)，没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中) 基本关系 功率关系 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，P入＝P出 电压关系 原、副线圈的电压比等于匝数比，U1∶U2＝n1∶n2，与负载的多少无关 电流关系 只有一个副线圈时，I1∶I2＝n2∶n1；有多个副线圈时，由P入＝P出即I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn得I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn 频率关系 f1＝f2(变压器不改变交流电的频率) 处理技巧 等效电阻 考点透视 二、变压器 技巧点拨 知识点二：理想变压器的动态分析 匝数比不变的情况 负载电阻不变的情况 (1)U1不变，根据，输入电压U1决定输出电压U2，可以得出不论负载电阻R如何变化，U2不变。 (2)当负载电阻发生变化时，I2变化，根据输出电流I2决定输入电流I1，可以判断I1的变化。 (3)I2变化引起P2变化，根据P1＝P2，可以判断P1的变化。 (1)U1不变，发生变化，U2变化。 (2)R不变，U2变化，I2发生变化。 (3)根据P2＝和P1＝P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化。 考点透视 三、远距离输电 技巧点拨 知识点一：三个回路 考点透视 三、远距离输电 技巧点拨 知识点二：两个联系一个守恒 1．抓住两个联系 (1)理想的升压变压器联系着回路1和回路2，由变压器原理可得：线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的关系是: (2)理想的降压变压器联系着回路2和回路3，由变压器原理可得：线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各个量间的关系是: 2．掌握一个守恒：能量守恒关系式: P1＝P损＋P4。 考点透视 三、远距离输电 技巧点拨 知识点三：远距离输电问题中的电压和功率损失 1.电压损失：输电线路上I2＝I线＝I3，总电阻R线导致的电压损失ΔU＝U2－U3＝I线R线。 2.功率损失： ①P损＝P1－P4 注意：(1)当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率减小到原来的 。 (2)不要把输电线上的输电电压U2和输电线上损失的电压ΔU相混淆。 考点透视 四、电磁振荡 技巧点拨 知识点一：电磁振荡物理量的变化 振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像(如图所示) 考点透视 四、电磁振荡 技巧点拨 知识点一：各物理量变化情况一览表 时刻(时间) 工作过程 q E i B 能量 放电过程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm E电→E磁 充电过程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0 E磁→E电 放电过程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm E电→E磁 充电过程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0 E磁→E电 考点透视 四、电磁振荡 技巧点拨 知识点二：LC振荡电路的周期和频率 1.明确T＝2π，即T取决于L、C，与极板所带电量、两板间电压等无关。 2.明确电感线圈的自感系数L及电容器的电容C由哪些因素决定。L一般由线圈的大小、形状、匝数及有无铁芯决定，平行板电容器的电容C由公式C＝可知，与电介质的介电常数εr、极板正对面积S及板间距离d有关。 考点透视 四、无线电波的发射 技巧点拨 知识点一：有效发射电磁波，必须满足的两个条件 1.要有足够高的振荡频率．频率越高，发射电磁波的本领越大。 2.振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间.因此,采用开放电路。 考点透视 四、无线电波的发射 技巧点拨 知识点二：电磁波两种调制方式 (1)调幅：使电磁波的振幅随信号改变，频率始终保持不变，如图所示。 考点透视 四、无线电波的发射 技巧点拨 知识点二：电磁波两种调制方式 (2)调频：使电磁波的频率随信号而改变，如图. 考点透视 四、无线电波的发射 技巧点拨 知识点三：无线电波的接收 1.电谐振现象：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，电磁波会使接收电路中产生电流最强，这种现象叫做电谐振.与机械振动中的共振现象类似。 2.调谐：使接收电路产生电谐振的过程. 3.调谐电路：能够进行调谐的接收电路。 4.解调：从高频振荡电流中把音频信号还原出来的过程，是调制的逆过程，也叫检波。 考点透视 五、电磁波谱 技巧点拨 1.电磁波谱的排列 按波长由长到短依次为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 2.不同电磁波的特点及应用   特点 用途 无线电波 波动性强 通讯、广播、导航 红外线 热作用强 加热、遥测、遥感、红外线制导 可见光 感光性强 照明、照相等 紫外线 化学作用荧光效应 杀菌消毒、治疗皮肤病等 X射线 穿透力强 检查、探测、透视、治疗 γ射线 穿透力最强 探测、治疗 考点透视 第三部分 真题引领·举一反三 考点透视 一、交变电流产生的两个特殊位置 真题引领 D 【例1】（24-25高二下·广西河池·期末）高空风车（高空风力发电系统）是一种利用高空风能发电的创新技术，如图所示是一款高空风车的发电模块原理图，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，某时刻发电机线圈ab恰与磁场方向平行，则（　　） A．风车发电是利用了电流的磁效应 B．该时刻线圈磁通量的变化率为零 C．风车每转一圈，线圈中电流方向改变一次 D．风力增大，线圈ab的感应电动势增大 考点透视 一、交变电流产生的两个特殊位置 真题引领 D 【变式1】（24-25高二下·甘肃平凉·期末）如图所示，矩形在匀强磁场中匀速转动，甲图为线圈平面与磁场方向垂直的位置，图乙为其电动势随时间变化的图像，线圈电阻，定值电阻，下列说法正确的是（　　） A．甲图所示位置产生的感应电动势最大 B．矩形线圈的转速为100r/s C．时，线圈中磁通量的变化率最大 D．交流电流表的示数为2.5A 考点透视 二、交变电流的四值问题 真题引领 B 【例2】（24-25高二下·安徽马鞍山·期末）如图甲所示，小型发电机模型由单匝线圈制成，线圈的内阻为1Ω，电压表、电流表均为理想交流电表，定值电阻R的阻值为10Ω。当线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦图线如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数为 B．10s内回路中产生的总焦耳热为 C．0~0.01s内，通过电流表的电荷量为 D．t=0.01s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大 考点透视 二、交变电流的四值问题 真题引领 D 【变式2】（24-25高二下·河南安阳·期末）如图所示，边长为的正方形单匝线圈，以角速度绕边匀速转动，边左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，M为导电环，已知线圈的电阻为，定值电阻的阻值为，其他电阻不计，则下列说法正确的是（　　） A．图示时刻，线圈的磁通量最大，感应电动势最大 B．感应电动势的最大值为 C．从图示位置开始，线圈转过程中，流过定值电阻的电荷量为 D．一个周期的时间内，定值电阻上产生的热量为 考点透视 三、变压器基本规律应用 真题引领 D 【例3】（24-25高二下·北京大兴·期末）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接的电阻。原、副线圈的匝数比为20∶1，电压表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．交流电的频率为100Hz B．电压表的示数为22V C．原线圈电流的有效值为1A D．原线圈的输入功率为11W 考点透视 【变式3】（24-25高二下·湖北咸宁·期末）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2∶1，小灯泡的电阻为1Ω且不变，定值电阻R=4Ω，开关S断开，在a、b两端加上8V的正弦交流电压，小灯泡正常发光；开关S闭合后电动机刚好正常工作，电动机内阻和灯泡电阻相等。则下列判断正确的是（　　） A．小灯泡的额定电压为4V B．S闭合后，灯泡有可能被烧毁 C．电动机工作的额定功率为4W D．S闭合后，通过电动机的电流小于通过灯泡的电流 三、变压器基本规律应用 真题引领 D 考点透视 【例4】（24-25高二下·福建泉州·期末）如图所示，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上如图所示（图线为正弦曲线）的交变电压。则下列说法中正确的是（　　） A．电压表的示数为V B．交变电流的频率为100Hz C．在天逐渐变黑的过程中，电流表A2的示数变大 D．在天逐渐变黑的过程中，理想变压器的输入功率变小 四、变压器的动态分析 真题引领 D 考点透视 【变式4】（24-25高二下·四川眉山·期末）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1:4，正弦交流电源的电压有效值恒为U＝12V，电阻R1=2Ω，R2=2Ω。若滑动变阻器接入电路的电阻为14Ω，则（　　） A．当R3接入电阻为30Ω时，R2和R3的总功率达最大值 B．通过R1的电流为6A C．若向上移动P，电压表读数将变大 D．若向上移动P，滑动变阻器消耗的电功率将变大 四、变压器的动态分析 真题引领 A 考点透视 【例5】（24-25高二下·天津南开·期末）中国发布的“双碳战略”，计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体，输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一。有一小型水电站发电机的输出功率为50kW，发电机的输出电压为250V，通过升压变压器将电压升为10kV后向远处输电，输电线的总电阻R为10Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V，两变压器均视为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．升压变压器原、副线圈的匝数之比为1∶4 B．输电线上损失的功率为50W C．降压变压器原、副线圈中的电流之比为22∶995 D．若仅用户端并联更多的灯泡，用户端的电压仍为220V 五、远距离输电问题 真题引领 C 考点透视 【变式5】（24-25高二下·山东德州·期末）风力发电绿色环保，截止到2024年5月，我国风电装机5亿千瓦，成为发电主流之一。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图，发电机线圈面积、匝数匝、电阻不计，线圈处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，绕垂直磁场的水平轴匀速转动，转速。升压变压器原、副线圈的匝数比，输出功率为。降压变压器的副线圈连接用户，两变压器间的输电线总电阻，变压器均为理想变压器，用户端工作电压为。下列说法正确的是（　　）   A．升压变压器副线圈两端电压为 B．用户获得的功率为 C．降压变压器原、副线圈匝数比 D．保持输出功率不变，增大升压变压器副线圈的匝数，用户端得到的功率会减小 五、远距离输电问题 真题引领 B 考点透视 六、电磁振荡 真题引领 C 【例6】（24-25高二下·吉林长春·期末）在理想振荡电路中的某时刻，电容器极板间的电场强度的方向、线圈电流产生的磁场方向如图所示，灵敏电流计电阻不计．下列说法正确的是（    ） A．流过电流计的电流方向向右 B．电容器的电荷量正在减小 C．线圈中的磁感应强度正在减小 D．电容器两板间的电场强度正在减小 考点透视 六、电磁振荡 真题引领 C 【变式6】（24-25高二下·安徽滁州·期末）LC振荡器通过电感（L）与电容（C）的默契配合，在无线电通信、医疗设备、工业控制等领域发挥着重要作用。如图为某一时刻LC振荡电路中电流方向与电容器极板带电情况的示意图，下列说法正确的是（　　） A．该时刻电容器处于放电状态 B．该时刻线圈中的磁场能正在增加 C．若减小电容器的板间距离，电磁振荡的频率将减小 D．若在线圈中插入铁芯，电磁振荡的周期将减小 考点透视 七、电磁波谱 真题引领 B 【例7】（24-25高二下·新疆阿勒泰·期末）新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较（　　） A．红外线的频率比紫外线的大 B．真空中红外线的波长比紫外线的长 C．真空中红外线的传播速度比紫外线的大 D．红外线能发生偏振现象，而紫外线不能 考点透视 七、电磁波谱 真题引领 B 【变式7】（24-25高二下·广西河池·期末）电磁波在日常生活中有广泛的应用，极大地改变了人类的生活，下列说法正确的是（　　） A．赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦证实了电磁波的存在 B．与机械波不同，电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播 C．不同频率的电磁波在真空中传播的速度不同 D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线 考点透视 第四部分 实战演练·重难突破 考点透视 实战演练 B 1．（24-25高二下·陕西榆林·期末）如图所示，理想变压器与电阻、交流电压表、交流电流表按图甲所示方式连接，已知变压器的原副线圈的匝数比为，电阻，图乙是两端电压随时间变化的图像，。则下列说法中正确的是（　　） A．通过的电流随时间变化的规律是 B．变压器的输入功率为 C．电压表的读数为 D．电流表A的读数为 考点透视 2．（24-25高二下·广东湛江·期末）如图所示，磁极间的磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场，为垂直于磁场方向的转轴。绕轴匀速转动的矩形线圈abcd的面积为S，匝数为N，电阻为r，转动的角速度为，从图示位置开始计时。矩形线圈通过滑环接一电阻箱R，图中电压表V为理想交流电表。下列说法中正确的是（    ） A．矩形线圈从图示位置转过时，电压表的示数为0 B．矩形线圈经过图示位置时，线圈中的电流方向为a→d→c→b→a C．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 D．电阻R消耗的最大功率为 实战演练 D 考点透视 实战演练 D 3．（24-25高二下·山东枣庄·期末）如图所示，储罐中装有不导电液体，平行板电容C置于储罐中并与其外壳绝缘。当开关S从a拨到b时，电感L与电容C构成的回路中将产生振荡电流。已知电容器极板正对面积一定、极板间距离一定。下列说法正确的是（　　） A．开关S从a拨到b，磁场能最大时，电路中的电流为零 B．开关S从a拨到b至电场能再次最大，电路中的电流逐渐增大 C．若储罐内的液面高度降低，则电容器的电容增大 D．若储罐内的液面高度降低，则LC回路中振荡电流的频率增大 考点透视 4．（24-25高二下·陕西商洛·期末）（多选）在如图甲所示的交流电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为，电阻，为滑动变阻器。电源电压随时间按正弦规律变化，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．滑片P向下移动时，电流表示数减小 B．滑片P向上移动时，通过电阻的电流增大 C．当时，电流表的示数为 D．当时，电源的输出功率为 实战演练 AD 考点透视 5．（24-25高二下·山东日照·期末）（多选）含有理想变压器的电路如图所示，原副线圈匝数比为1∶2，在a、b端输入电压恒为U0的正弦式交变电流，定值电阻R1=R2=R0，副线圈与内阻为R0的电动机M相连。当电动机正常工作时，变压器的输出功率恰好达到最大，下列说法中正确的是（　　 ） A．电动机的额定电压为U0 B．电动机的额定电流为 C．电动机正常工作时，消耗的电功率为 D．电动机正常工作时，输出的机械功率为 实战演练 BCD 考点透视 6．（24-25高二下·青海海南·期末）（多选）如图所示，在理想变压器、端输入电压为的正弦交流电，原、副线圈的匝数比。定值电阻、的阻值分别为、，滑动变阻器的最大阻值为，初始时滑动变阻器的滑片位于左端，向右缓慢移动滑片至最右端的过程中，理想电压表V的示数变化的绝对值为，对应的理想电流表A的示数变化的绝对值为，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数变小 B．变压器的输入功率变大 C． D． 实战演练 BC 考点透视 Thank you 感谢聆听 每天解决一个小问题，每周攻克 一个薄弱点，量变终会引发质变。 教师寄语 考点透视 $