交变电流电磁场

交变电流(1)中性面线圈平面与磁感线垂直的位置，或瞬时感应电动势为零的位置。

中性面的特点：a ．线圈处于中性面位置时，穿过线圈的磁通量Φ最大，但

Φt

∆∆＝0；

产生：矩形线圈在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动。

变化规律e ＝NBS ωsin ωt=E m sin ωt ；i ＝I m sin ωt ；(中性面．．．位置开始计时)，最大值E m ＝NBS ω 四值：①瞬时值②最大值③有效值电流的热效应规定的；对于正弦式交流U

＝0.707U m ④平均值

不对称方波：2

I I I 222

1+=

不对称的正弦波 2

I I I 2

m22m1+= 求某段时间内通过导线横截面的电荷量Q ＝I Δt=εΔt/R ＝ΔΦ/R

我国用的交变电流，周期是0.02s ，频率是50Hz ，电流方向每秒改变100次。 瞬时表达式：e ＝e=2202sin100πt=311sin 100πt=311sin 314t

线圈作用是“通直流，阻交流；通低频，阻高频”． 电容的作用是“通交流、隔直流；通高频、阻低频”．

变压器两个基本公式：① 2121n n U U = ②P 入=P 出，输入功率由输出功率决定．．．．．．．．．．．

， 远距离输电：一定要画出远距离输电的示意图来，

包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。并按照规范在图中标出相应的物理量符号。一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为、n 1、n 1/ n 2、n 2/，相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示。 功率之间的关系是：P 1=P 1/，P 2=P 2/，P 1/=P r =P 2。

电压之间的关系是：212222111

1,,U U U n n

U U n n U U r +=''=''='。

电流之间的关系是：

212222111

1,,I I I n n I I n n I I r ==''

=''='.求输电线上的电流往往是这类问题的突破口。

输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。

分析和计算时都必须用r I U r I P r r r

r ==,2，而不能用r

U P r 2

1'=。

特别重要的是要会分析输电线上的功率损失S U S L U P P r 212

111'∝⋅⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛'=ρ， 解决变压器问题的常用方法(解题思路）

①电压思路.变压器原、副线圈的电压之比为U 1/U 2=n 1/n 2;当变压器有多个副绕组时U 1/n 1=U 2/n 2=U 3/n 3=…… ②功率思路.理想变压器的输入、输出功率为P 入=P 出，即P 1=P 2；当变压器有多个副绕组时P 1=P 2+P 3+…… ③电流思路.由I =P /U 知,对只有一个副绕组的变压器有I 1/I 2=n 2/n 1;当变压器有多个副绕组时n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3+…… ④（变压器动态问题）制约思路.

(1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n 1/n 2)一定时，输出电压U 2由输入电压决定，即U 2=n 2U 1/n 1，可简述为“原制约副”.

（2）电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n 1/n 2）一定，且输入电压U 1确定时，原线圈中的电流I 1由副线圈中的输出电流I 2决定，即I 1=n 2I 2/n 1，可简述为“副制约原”.

（3）负载制约：①变压器副线圈中的功率P 2由用户负载决定，P 2=P 负1+P 负2+…；

②变压器副线圈中的电流I 2由用户负载及电压U 2确定，I 2=P 2/U 2； ③总功率P 总=P 线+P 2.

动态分析问题的思路程序可表示为：

U 122222121I R U I U n n U U 决定

负载决定−−−−−→−=−−−−→−=决定

决定−−−−→−=−−−−−−−−→−==1

112211211)(U I P I U I U I P P P 1

⑤原理思路.变压器原线圈中磁通量发生变化，铁芯中ΔΦ/Δt 相等；当遇到“

”型变压器时有

ΔΦ1/Δt =ΔΦ2/Δt +ΔΦ3/Δt ,适用于交流电或电压(电流)变化的直流电，但不适用于恒定电流

光学：美国迈克耳逊用旋转棱镜法较准确的测出了光速，

反射定律(物像关于镜面对称)；由偏折程度直接判断各色光的n

折射定律介

空介

λλγ

=

===sinC

90sin sin sin n o

v C i

光学中的一个现象一串结论

全反射的条件：光密到光疏；入射角等于或大于临界角

全反射现象：让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到直边上,可以看到一部分光线从玻璃直边上折射到空气

中,一部分光线反射回玻璃砖内.逐渐增大光的入射角,将会看到折射光线远离法线,且越来越弱.反射光越来越强,当入射角增大到某一角度C 临时,折射角达到900,即是折射光线完全消失,只剩下反射回玻璃中的光线.这种现象叫全反射现象.折射角变为900时的入射角叫临界角

应用:2、两相互正交的平面镜构成反射器,任何方向射入某一镜面的光线经两次反射后一定与原入射方向平行反向。

3、光线由真空射入折射率为n 的介质时，如果入射角θ满足tg θ=n ，则反射光线和折射光线一定垂直。

4、由水面上看水下光源时，视深n d d /'=

；若由水面下看水上物体时，视高nd d ='。

5、光线以入射角i 斜射入一块两面平行的折射率为n 、厚度为h 的玻璃砖后，出射光线仍与入射光线平行，但存在侧移量△)sin cos 1(dsin x

2

2

i

n i i -+

= 两反射光间距i

i 2

2

'sin -n dsin2x =

∆

双缝干涉: 条件f 相同，相位差恒定(即是两光的振动步调完全一致) 当其反相时又如何?

亮条纹位置: ΔS ＝n λ； 暗条纹位置: λ2

1)(2n S +=∆（n ＝0,1,2,3,、、、）；

条纹间距

：1)

-L(n da L x d 1-n a d L X =∆=⇒=

=∆λλ

(ΔS :路程差(光程差)；d 两条狭缝间的距离；L ：挡板与屏间的距离) 测出n 条亮条纹间的距离a

薄膜干涉:由膜的前后两表面反射的两列光叠加，实例：肥皂膜、空气膜、油膜、牛顿环、光器件增透膜

(厚度是绿光在薄膜中波长的1/4,即增透膜厚度d ＝λ/4)

衍射:现象,条件 单缝 圆孔 柏松亮斑(来历) 任何物体都能使光发生衍射致使轮廓模糊

三种圆环区别：单孔衍射(泊松亮斑) 中间明而亮,周围对称排列亮度减弱,条纹宽变窄的条纹

空气膜干涉环 间隔间距等亮度的干涉条纹 牛顿环 内疏外密的干涉条纹

干涉、衍射、多普勒效应(太阳光谱红移⇒宇宙在膨胀)、偏

振都是波的特有现象,证明光具有波动性；衍射表明了光的直线传播只有一种近似规律；说明任何

物理规律都受一定的条件限制的.

光的电磁说⑴麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的传播速度相同，提出光在本质上是一种电磁波——这就是光的电磁说，赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性。

⑵电磁波谱。波长从大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射无线电波 红外线

可见光 紫外线

X 射线 ν射线

波长：大

小 波动性：明显不明显 频率：小

大 粒子性：不明显

明显

⑷实验证明：物体辐射出的电磁波中辐射最强的波长λ

m 和物体温度

T 之间满足关系λ

m T = b

（b 为常数）。

可见高温物体辐射出的电磁波频率较高。在宇宙学中，可根据接收恒星发出的光的频率，分析其表面温度。

光五种学说：原始微粒说(牛顿),波动学说(惠更斯),电磁学说(麦克斯韦),

光子说(爱因斯坦),波粒两相性学说(德布罗意波)概率波