高考物理 专题九电磁感应、交流电、电磁波课件 新人教版
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12
四、电磁场与电磁波 1．对麦克斯韦电磁场理论的进一步理解 (1)恒定的磁场(电场)不能产生电场(磁场)． (2)周期性变化的电场(磁场)产生同频率的周期性变 化的磁场(电场)，才能形成电磁波． (3)变化的磁场能够在周围空间产生电场，这种电场 与电荷激发的静电场不同，它的电场线是闭合的， 它的存在与空间有无导体或者有无闭合电路无关．
9
三、理想变压器原、副线圈基本量的关系 如图9－1所示：
图9－1
10
基本 关系
因果 关系 (n1、 n2 不 变)
功率关系
P1＝P2
电压关系
U1＝n1，与负载、副线圈的个数多少 U2 n2
无关
(1)只有一个副线圈：II12＝nn21 电流关系 (2)多个副线圈：
I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn 或 U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn
18
图9－3
19
【自主解答】 线框做匀加速直线运动， 则有 v＝at，v＝ 2as；由欧姆定律可得电流 I ＝BRLv＝BLRat＝BLR2as，即感应电流大小与时 间成正比，与位移的平方根成正比，故 A、C 两项正确，B、D 两项错误．
13
2．对电磁波的理解
(1)电磁波的传播不需要介质，可在真空中
传播，在真空中，不同频率的电磁波传播速度
是相同的(都等于光速)．
(2)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，
其速度是不同的，频率越高，波速越小．
(3)v＝λf，f 是电磁波的频率，即为发射电
磁波的
LC
振荡电路的频率
f＝2π
1 ，改变 LC
二、交流电“四值”的比较
6
瞬时值 最大值 平均值
e＝ 重要 Emsinω 关系 t
式 i＝
Imsinωt
Em＝nBSω
E＝ ΔΦ n Δt
物理 意义
反映不 同时刻 交流电 的大小 和方向
也叫峰值，它 是瞬时值的 最大值，它反 映的是交流 电大小的变
化范围
是指交 流电图 象中图 线与时 间轴所 围成的 面积跟 时间的
解
311 sin 314t V
对于非正弦交变电 流的有效值，以上 关系式不成立，应
根据定义来求
应 用 范 围
计算闪光电器 (如霓虹灯)的 闪光时间等
计算电容器 的耐压值
计算交流电通过导 计算通过导 体产生的热量、电 体的电荷量 q 功以及确定熔丝的
熔断电流
8
特别提醒 1.平移转轴，改变线圈形状，不会改变产生交流 电的最大值． 2．交流电的瞬时值有时写成e＝Emcosωt，不是 交流电变了，而是计时位置发生了改变．
①v 是平均速度，则 E 为平均 值②v 是瞬时速度，则 E 为瞬
时值
各字母 含义
ΔΔΦt 是
Φ Φ
的变化率，与 无必然联系
ΔΦ、
① L：有效切割长度②v：有效 切割速度③θ 是 B 与 v 的夹角
5
特别提醒 1.公式 E＝BLvsinθ 是法拉第电磁感应定律的一种特 殊形式，不具有普遍性． 2．应用 E＝BLv 处理转动切割类问题时，速度 v 是 转动棒中点的速度，此时写为 E＝12BL2ω.
L
或 C 即可改变 f，从而改变电磁波的波长 λ.
14
高考热点示例
热点一 电磁感应中的图象问题
电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电 动势E、感应电流I、安培力F安或外力F外随时间t变 化的图象，即B－t图、Φ－t图、E－t图、I－t图、F －t图．对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流 的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随位移s 变化的图象，即E－s图、I－s图等．
专题九 电磁感应、交流电、电磁波
1
重点知识归纳
一、电磁感应规律的理解 1．感应电流的产生条件与方向判断 (1) 产生条件 ①闭合电路的磁通量发生变化 ②闭合电路的部分导体做切割磁感线运动
2
(2)方向判断楞 右次 手定 定律 则闭 部合 分电 导路 体磁 切通 割量 磁变 感化 线 阻碍磁通量变化增反减同
15
图象问题大体上可分为两类： 1．由给定的电磁感应过程选出或画出正确图象， 此类问题要注意以下几点： (1)定性或定量地表示出所研究问题的函数关系； (2)在图象中E、I、B等物理量的方向通过正负值 来反映； (3)画图象时要注意横、纵坐标的单位长度定义或 表达． 2．由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相 应的物理量． 不管是何种类型，电磁感应中的图象问题常需利 用右手定则、左手定则、楞次定律和法拉第电磁 感应定律等规律进行分析解决．
16
例1
图9－2
17
(2010年高考上海卷)如图9－2所示，一有界区域内， 存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光 滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为 L.边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置 于桌面上．使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速 通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向， 能反映线框中感应电流变化规律的是( )
比值
有效值
E＝
1 2Em
U＝
1 2Um
I＝
1 2Im
交流电和直流 电通过相同阻 值的电阻，在 相同的时间内 产生的热量相
等
7
瞬时值
最大值
平均值
有效值
注 意 点
生活用电的电 压为 220 V，其 电压瞬时值的
是一个特殊 的瞬时值，是 瞬时值变化
表达式为 u＝ 的制约值
不能用 E ＝ E1＋2 E2来求
E＝nΔΔΦt
E＝nBLvsinθ
研究对 象
一个回路(不一定闭合)
一段直导线(或可等效成直导 线)
适用范 无论什么方式引起 Φ 的变
围
化都可以
只适于一段导体切割磁感线
磁场情 可以是匀强磁场，也可以
况
是变化磁场
只能是匀强磁场
物理意 义
①Δt 为一段时间，则 E 为 平均值②Δt→0 时，则 E 为瞬时值
(3)“阻碍”的表现阻碍物体间的相对运动来拒去留 阻碍原电流的变化自感现象
3
定则与定律
应用
安培定则 左手定则 右手定则 楞次定律
判断电流(运动电荷)产生磁场的方 向
判断磁场对电流、运动电荷作用力 的方向
判断导体切割磁感线时产生感应电 流的方向
判断回路中感应电流的方向
4
2.公式 E＝nΔΔΦt 与 E＝nBLvsinθ 的比较
频率关系
f1＝f2
(1)U1 决定了 U2
(2)I2 决定了 I1
(3)P2 决想化条件一般指的是：忽略原、 副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差 别，忽略变压器自身的能量损耗(实际上还忽略了变 压器原、副线圈电路的功率因数的差别)． 2．理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应 定律和能量守恒定律在上述理想条件下的新的表现 形式．
四、电磁场与电磁波 1．对麦克斯韦电磁场理论的进一步理解 (1)恒定的磁场(电场)不能产生电场(磁场)． (2)周期性变化的电场(磁场)产生同频率的周期性变 化的磁场(电场)，才能形成电磁波． (3)变化的磁场能够在周围空间产生电场，这种电场 与电荷激发的静电场不同，它的电场线是闭合的， 它的存在与空间有无导体或者有无闭合电路无关．
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三、理想变压器原、副线圈基本量的关系 如图9－1所示：
图9－1
10
基本 关系
因果 关系 (n1、 n2 不 变)
功率关系
P1＝P2
电压关系
U1＝n1，与负载、副线圈的个数多少 U2 n2
无关
(1)只有一个副线圈：II12＝nn21 电流关系 (2)多个副线圈：
I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn 或 U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn
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图9－3
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【自主解答】 线框做匀加速直线运动， 则有 v＝at，v＝ 2as；由欧姆定律可得电流 I ＝BRLv＝BLRat＝BLR2as，即感应电流大小与时 间成正比，与位移的平方根成正比，故 A、C 两项正确，B、D 两项错误．
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2．对电磁波的理解
(1)电磁波的传播不需要介质，可在真空中
传播，在真空中，不同频率的电磁波传播速度
是相同的(都等于光速)．
(2)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，
其速度是不同的，频率越高，波速越小．
(3)v＝λf，f 是电磁波的频率，即为发射电
磁波的
LC
振荡电路的频率
f＝2π
1 ，改变 LC
二、交流电“四值”的比较
6
瞬时值 最大值 平均值
e＝ 重要 Emsinω 关系 t
式 i＝
Imsinωt
Em＝nBSω
E＝ ΔΦ n Δt
物理 意义
反映不 同时刻 交流电 的大小 和方向
也叫峰值，它 是瞬时值的 最大值，它反 映的是交流 电大小的变
化范围
是指交 流电图 象中图 线与时 间轴所 围成的 面积跟 时间的
解
311 sin 314t V
对于非正弦交变电 流的有效值，以上 关系式不成立，应
根据定义来求
应 用 范 围
计算闪光电器 (如霓虹灯)的 闪光时间等
计算电容器 的耐压值
计算交流电通过导 计算通过导 体产生的热量、电 体的电荷量 q 功以及确定熔丝的
熔断电流
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特别提醒 1.平移转轴，改变线圈形状，不会改变产生交流 电的最大值． 2．交流电的瞬时值有时写成e＝Emcosωt，不是 交流电变了，而是计时位置发生了改变．
①v 是平均速度，则 E 为平均 值②v 是瞬时速度，则 E 为瞬
时值
各字母 含义
ΔΔΦt 是
Φ Φ
的变化率，与 无必然联系
ΔΦ、
① L：有效切割长度②v：有效 切割速度③θ 是 B 与 v 的夹角
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特别提醒 1.公式 E＝BLvsinθ 是法拉第电磁感应定律的一种特 殊形式，不具有普遍性． 2．应用 E＝BLv 处理转动切割类问题时，速度 v 是 转动棒中点的速度，此时写为 E＝12BL2ω.
L
或 C 即可改变 f，从而改变电磁波的波长 λ.
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高考热点示例
热点一 电磁感应中的图象问题
电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电 动势E、感应电流I、安培力F安或外力F外随时间t变 化的图象，即B－t图、Φ－t图、E－t图、I－t图、F －t图．对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流 的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随位移s 变化的图象，即E－s图、I－s图等．
专题九 电磁感应、交流电、电磁波
1
重点知识归纳
一、电磁感应规律的理解 1．感应电流的产生条件与方向判断 (1) 产生条件 ①闭合电路的磁通量发生变化 ②闭合电路的部分导体做切割磁感线运动
2
(2)方向判断楞 右次 手定 定律 则闭 部合 分电 导路 体磁 切通 割量 磁变 感化 线 阻碍磁通量变化增反减同
15
图象问题大体上可分为两类： 1．由给定的电磁感应过程选出或画出正确图象， 此类问题要注意以下几点： (1)定性或定量地表示出所研究问题的函数关系； (2)在图象中E、I、B等物理量的方向通过正负值 来反映； (3)画图象时要注意横、纵坐标的单位长度定义或 表达． 2．由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相 应的物理量． 不管是何种类型，电磁感应中的图象问题常需利 用右手定则、左手定则、楞次定律和法拉第电磁 感应定律等规律进行分析解决．
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例1
图9－2
17
(2010年高考上海卷)如图9－2所示，一有界区域内， 存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光 滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为 L.边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置 于桌面上．使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速 通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向， 能反映线框中感应电流变化规律的是( )
比值
有效值
E＝
1 2Em
U＝
1 2Um
I＝
1 2Im
交流电和直流 电通过相同阻 值的电阻，在 相同的时间内 产生的热量相
等
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瞬时值
最大值
平均值
有效值
注 意 点
生活用电的电 压为 220 V，其 电压瞬时值的
是一个特殊 的瞬时值，是 瞬时值变化
表达式为 u＝ 的制约值
不能用 E ＝ E1＋2 E2来求
E＝nΔΔΦt
E＝nBLvsinθ
研究对 象
一个回路(不一定闭合)
一段直导线(或可等效成直导 线)
适用范 无论什么方式引起 Φ 的变
围
化都可以
只适于一段导体切割磁感线
磁场情 可以是匀强磁场，也可以
况
是变化磁场
只能是匀强磁场
物理意 义
①Δt 为一段时间，则 E 为 平均值②Δt→0 时，则 E 为瞬时值
(3)“阻碍”的表现阻碍物体间的相对运动来拒去留 阻碍原电流的变化自感现象
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定则与定律
应用
安培定则 左手定则 右手定则 楞次定律
判断电流(运动电荷)产生磁场的方 向
判断磁场对电流、运动电荷作用力 的方向
判断导体切割磁感线时产生感应电 流的方向
判断回路中感应电流的方向
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2.公式 E＝nΔΔΦt 与 E＝nBLvsinθ 的比较
频率关系
f1＝f2
(1)U1 决定了 U2
(2)I2 决定了 I1
(3)P2 决想化条件一般指的是：忽略原、 副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差 别，忽略变压器自身的能量损耗(实际上还忽略了变 压器原、副线圈电路的功率因数的差别)． 2．理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应 定律和能量守恒定律在上述理想条件下的新的表现 形式．