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高中物理交变电流电磁振荡和电磁波的内容、方法及例题分析

2026-02-20 09:53:32教育资讯0

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内容和方法f5j物理好资源网(原物理ok网)

本单元内容有交流电,其包含正弦交流电的图象,还有最大值、有效值,周期与频率一项及其相关内容,振荡电路也在其中,电磁振荡是一部分,电磁场也是,电磁波同样属于,电磁波的速度这种根本概念也有,另外还有交流发电机及其产生正弦交流电的原理涉及,变压器的原理也涵盖,电能的输送方法也在,LC电路产生的电磁振荡的周期和频率也包含在内。f5j物理好资源网(原物理ok网)

本单元所牵涉到的根本方法包含这些,有借助空间想象的各类方法去领会正弦交流电的产生缘由,以及电磁振荡的物理进程,运用图象法去理解并运用其来处理交流电和电磁振荡的判断、计算方面的问题,从能量转化的视角出发去理解交流电的有效值问题以及电磁振荡问题。f5j物理好资源网(原物理ok网)

例题分析f5j物理好资源网(原物理ok网)

学习本单元知识并加以应用时,刚接触的人常常会犯这样的错误,具体体现为,不能够从能量转化这个视角去领会有效值,进而导致公式运用混乱;起始状况模糊不明,对电磁振荡的物理流程做出了错误判断。并不擅长借助两个图像针对一个物理流程予以动态剖析。f5j物理好资源网(原物理ok网)

我不太明确你提供的内容中线圈面积等具体数值为何缺失,也不太清楚是否是内容不完整导致句子不太通顺,以下是尽量按要求在现有信息基础上改写:如图12-1所示,矩形的线圈,在外界力的操弄之下,于匀强的磁场当中,以ω等于200πrad/s这样的角速度,匀速欢快地转动,该线圈有着一定的面积,匝数是n等于500匝,负载电阻为R等于30Ω,磁场的磁感强度是B,交流电压表的示磁力矩有着大小之分。f5j物理好资源网(原物理ok网)

【错解分析】f5j物理好资源网(原物理ok网)

错解一:f5j物理好资源网(原物理ok网)

错解二:f5j物理好资源网(原物理ok网)

解得M= N·mf5j物理好资源网(原物理ok网)

错解一中用电流的有效值计算某一瞬间线圈的电磁力矩是错误的。f5j物理好资源网(原物理ok网)

在解法二当中,没有留意到另外一个隐含着的条件,即线圈平面与磁感线垂直的时候开始计时这种情况,进而导致犯错误。f5j物理好资源网(原物理ok网)

【正确解答】f5j物理好资源网(原物理ok网)

有这样一道题,它隐匿着三个条件没直接表明,其一呢,是那种“瞬间之时”的情况,其二,是当线圈所在平面跟磁感线呈现互相垂直状态才开始计算时刻高中物理电流的输送损失,其三,该电路属于纯粹是电阻性质的电路。f5j物理好资源网(原物理ok网)

M=ωtf5j物理好资源网(原物理ok网)

解得:M=10N·mf5j物理好资源网(原物理ok网)

【小结】f5j物理好资源网(原物理ok网)

至于线圈处于这个位置时本身所受到力具有的情况,还有该力臂情形被标记在图上,像这样去解答题目,便能够做到所说内容有实质,所依据的有根据。f5j物理好资源网(原物理ok网)

例2,图12-2呈现了一幅一交流电的电流跟着时间进行变化的图象,此交流电的有效值是?f5j物理好资源网(原物理ok网)

【错解分析】错解:f5j物理好资源网(原物理ok网)

平均值〔如图12-3〕,f5j物理好资源网(原物理ok网)

只有有效值才会存在这样的数量关系,此题给出的交流电图像 ,可不是正弦交流电的图形 ,因此该公式并不适用于此交流电。其次 ,交流电的最大值并非是两个不同峰值的算术平均值。f5j物理好资源网(原物理ok网)

【正确解答】f5j物理好资源网(原物理ok网)

高中物理电流的输送损失f5j物理好资源网(原物理ok网)

交流电有效值,是依据其热效应来定义的,它是从,电流产生焦耳热相等这一角度出发,让交流电与恒定电流达到等效,设交流电有效值为I。f5j物理好资源网(原物理ok网)

所以该交流电的有效值为f5j物理好资源网(原物理ok网)

所以应选D。f5j物理好资源网(原物理ok网)

【小结】f5j物理好资源网(原物理ok网)

上两道题所做的小结,其等效是存在条件的,要留意,每一种等效方法,有着成立的条件以及适用的范围。f5j物理好资源网(原物理ok网)

如例3当中所提到的,呈现于图12-4这个图示里高中物理电流的输送损失,矩形的线圈abcd处于磁感强度B等于2T的具有匀强性质的磁场之中,它围绕着轴OO′,凭借着角速度ω等于10πrad/s进行匀速的转动,该线圈一共有10匝,ab部分的长度是0. 3m,bc部分的长度是未知的,负载电阻R的阻值是45Ω,需求解〔l〕相关内容;〔2〕相关内容〔假设线圈是从垂直于中性面开始转动的〕。f5j物理好资源网(原物理ok网)

【错解分析】f5j物理好资源网(原物理ok网)

错解一:f5j物理好资源网(原物理ok网)

第一步,求电流的有效值,用有效值来计算热量。f5j物理好资源网(原物理ok网)

电动势的最大值为f5j物理好资源网(原物理ok网)

εm=2nBLv=nBSε=10×2×××10π=〔V〕f5j物理好资源网(原物理ok网)

电流的有效值f5j物理好资源网(原物理ok网)

=I2Rt=〔J〕f5j物理好资源网(原物理ok网)

第二步,根据有效值求通过f5j物理好资源网(原物理ok网)

q=It=1.6×=〔C〕f5j物理好资源网(原物理ok网)

错解二:f5j物理好资源网(原物理ok网)

第一步求平均电流,用平均电流计算热量。f5j物理好资源网(原物理ok网)

第二步,由平均电流求电量f5j物理好资源网(原物理ok网)

交流电的有效值,是专门从电流产生焦耳热相等这个角度着手的,进而让交流电与恒定电流达到等效;交流电的平均值呢,是从电流通过导线横截面的电量相等的角度出发的,以此使交流电和恒定电流等效起来,这两个概念的出发点是不一样的。f5j物理好资源网(原物理ok网)

【正确解答】f5j物理好资源网(原物理ok网)

电动势存在最大值,其取值为εm ,εm等于2nBLv ,2nBLv又等于nBSω ,nBSω还等于10乘以某个连乘的数值再乘以 10π ,最后结果是113.1〔V〕。f5j物理好资源网(原物理ok网)

=I2Rt=〔J〕f5j物理好资源网(原物理ok网)

用例4图12-5里,降压变压器的变压系数为3,也就是初级线圈匝数跟次级线圈的匝数之比是3 ,初级线圈的输入电压是660V ,这台变压器给100盏220V ,60W的电灯供电。f5j物理好资源网(原物理ok网)

求:f5j物理好资源网(原物理ok网)

高中物理电流的输送损失f5j物理好资源网(原物理ok网)

〔l〕空载时次级线圈的端电压和输出功率;f5j物理好资源网(原物理ok网)

〔2〕接通时次级线圈的端电压;f5j物理好资源网(原物理ok网)

〔3〕每盏灯的实际功率f5j物理好资源网(原物理ok网)

【错解分析】错解:f5j物理好资源网(原物理ok网)

〔2〕接通时,次级线圈的端电压仍为220V。f5j物理好资源网(原物理ok网)

原因:f5j物理好资源网(原物理ok网)

当变压器处于空载状态时,此时电路之中的电流呈现为零的状态,不存在能量的相互转化等情况钓鱼网,所以不能运用P=。f5j物理好资源网(原物理ok网)

通电之后,次级线圈存有电阻,此电阻会消耗电能,因次级线圈内部存在电压降,故而次级线圈的端电压不再是220V,应以次级线圈作为研究对象,借助闭合电路欧姆定律去求取次级线圈的端电压。f5j物理好资源网(原物理ok网)

因为,次级线圈的端电压,没有达到灯泡的额定电压,所以,灯泡的实际功率,会小于每盏灯的额定功率。f5j物理好资源网(原物理ok网)

【正确解答】f5j物理好资源网(原物理ok网)

把变压器当作理想变压器来对待,设定在空载情形下,次级线圈的端部电压是U2。f5j物理好资源网(原物理ok网)

鉴于处于空载状态,次级线圈所连的负载电阻R2趋向于无穷大,进而致使次级线圈当中的电流变为零,也就是I2等于0,由于功率P等于I2与U2的乘积,所以此时P等于0。f5j物理好资源网(原物理ok网)

次级线圈的端电压U′2=I2R外=〔V〕f5j物理好资源网(原物理ok网)

【小结】f5j物理好资源网(原物理ok网)

理解能力的高低展现于对文字物理意义的拿捏之中。题文中提出 〞。由此可知文中论述的变压器存在内耗,并非理想变压器。这可是课本里未曾讲过的全新状况呢。依循直流电路的知识,能够从两条路径求取路端电压,U 等于 ε 减去 Ir 即电源电动势减掉内电压,或者运用局部欧姆定律 U 等于 IR。f5j物理好资源网(原物理ok网)

例5,收音机的变压器,其初级线圈有1210匝,接在了U1 = 220V的交流电源上,该变压器存在两个次级线圈,次级线圈Ⅱ的匝数为35匝,还有次级线圈Ⅲ,其匝数是1925匝。若不计变压器自身的能量损耗,当变压器处于工作状态时,对于线圈Ⅱ,初级线圈的电流I1 = ,求线圈Ⅲ中的电流以及输出电压,电流的计算结果需保留3位有效数字。f5j物理好资源网(原物理ok网)

【错解分析】错解:f5j物理好资源网(原物理ok网)

能量守恒定律,从输入功率等于输出功率入手求解。f5j物理好资源网(原物理ok网)

【正确解答】f5j物理好资源网(原物理ok网)

不计变压器自身的能量损耗,由能量转化和守恒定律f5j物理好资源网(原物理ok网)

P1=P2+P3f5j物理好资源网(原物理ok网)

I1U1=I2U2+I3U3f5j物理好资源网(原物理ok网)

【小结】f5j物理好资源网(原物理ok网)

守恒定律呈现为P1等于P2,I1与U1的乘积等于I2与U2的乘积,才会具备这样的形式。绝不能够只是机械地死记硬背,而不去考虑条件就胡乱套用公式。f5j物理好资源网(原物理ok网)

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