高考物理時電感電容對交流電的影響電磁場與電磁波更多資料關(guān)注微博高中學(xué)習(xí)資料庫

1、第3課時電感、電容對交流電的影響電磁場與電磁波考綱解讀1.掌握電感、電容在直流和交流電路中的不同特點(diǎn).2.掌握麥克斯韋電磁場理論的兩個要點(diǎn)，理解電磁波的概念.3.掌握電磁波的產(chǎn)生及其傳播、發(fā)射和接收，掌握電磁波譜1電感和電容對交流電的影響如圖1所示，三個燈泡是相同的，而且耐壓足夠，電源內(nèi)阻忽略當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S接A時，三個燈亮度相同，那么S接B時()A三個燈亮度相同 圖1B甲燈最亮，丙燈不亮C甲燈和乙燈亮度相同，丙燈不亮 D只有丙燈不亮，乙燈最亮答案D2電磁場和電磁波麥克斯韋關(guān)于電磁場理論的主要論點(diǎn)是什么？請用麥克斯韋的電磁場理論說明電磁波是怎樣產(chǎn)生的答案麥克斯韋關(guān)于電磁場理論的兩大支柱是：(1

2、)變化的磁場產(chǎn)生電場(2)變化的電場產(chǎn)生磁場根據(jù)這兩個基本論點(diǎn)，麥克斯韋進(jìn)一步推斷：如果在空間某區(qū)域有周期性變化的電場，那么這個變化的電場就在空間產(chǎn)生周期性變化的磁場； 這個變化的磁場又會引起新的變化的電場的產(chǎn)生，如此下去，變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，從而形成由近及遠(yuǎn)傳播的電磁波由于家庭用的是正弦交流電，電場會不斷變化，故使用時將會產(chǎn)生電磁波考點(diǎn)梳理1電感：通直流，阻交流；通低頻，阻高頻2電容：通交流，隔直流；通高頻，阻低頻3麥克斯韋電磁場理論變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場4電磁場變化的電場在周圍空間產(chǎn)生磁場，變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場和磁場成為一個完整的整體，這就是

3、電磁場5電磁波電磁場(電磁能量)由近及遠(yuǎn)地傳播形成電磁波(1)電磁波是橫波，在空間傳播不需要介質(zhì)(2)真空中電磁波的速度為3108 m/s.6發(fā)射電磁波的條件(1)要有足夠高的振蕩頻率；(2)電路必須開放，使振蕩電路的電場和磁場分散到盡可能大的空間7調(diào)制有調(diào)幅和調(diào)頻兩種方式，解調(diào)是調(diào)制的逆過程.考點(diǎn)一電感與電容對交變電流的作用電感與電容的比較電感電容對電流的作用只對交變電流有阻礙作用直流電不能通過，交流電能通過但有阻礙作用影響因素自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，阻礙作用越大，即感抗越大電容越大，交變電流的頻率越高，阻礙作用越小，即容抗越小應(yīng)用低頻扼流圈：通直流、阻交流高頻扼流圈：通低頻、阻高

4、頻隔直電容：通交流、隔直流旁路電容：通高頻、阻低頻例1如圖2所示，把電阻R、電感線圈L、電容器C并聯(lián)到一交流電源上，三個電流表的示數(shù)相同若保持電源電壓大小不變，而將頻率降低，則三個電流表的示數(shù)I1、I2、I3的關(guān)系是() 圖2AI1I2I3BI1I2I3CI2I1I3DI3I1I2解析在交流電路中，當(dāng)頻率減小時，電阻對交流的阻礙作用不變，電感對交流的阻礙作用(感抗)減小，電容對交流的阻礙作用(容抗)增大電流與電壓、電阻(感抗、容抗)的關(guān)系符合歐姆定律所以R支路電流I1不變，L支路電流I2增大，C支路電流I3減小，選項(xiàng)C正確答案C突破訓(xùn)練1如圖3甲所示電路中，A1、A2、A3為相同的電流表，C為

5、電容器，電阻R1、R2、R3的阻值相同，線圈L的電阻不計在某段時間內(nèi)理想變壓器原線圈內(nèi)磁場的變化如圖乙所示，則在t1t2時間內(nèi)()圖3A電流表A1的示數(shù)比A2的小B電流表A2的示數(shù)比A3的小C電流表A1和A2的示數(shù)相同D電流表的示數(shù)都不為零答案C解析理想變壓器原、副線圈的磁場變化情況相同，由圖乙知副線圈的磁場均勻變化，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律ES知副線圈中產(chǎn)生恒定電流，線圈對直流電無阻礙作用，直流電不能通過電容器，所以電流表A1、A2的示數(shù)相同，A3的示數(shù)為零，C正確考點(diǎn)二對麥克斯韋電磁場理論與電磁波的理解1對麥克斯韋電磁場理論的理解2對電磁波的理解(1)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可在真空中傳播，

6、在真空中不同頻率的電磁波傳播速度是相同的(都等于光速)(2)不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中傳播，其速度是不同的，頻率越高，速度越小(3)vf，f是電磁波的頻率，即為發(fā)射電磁波的LC振蕩電路的頻率f，改變L或C即可改變f，從而改變電磁波的波長.例2(1)某空間出現(xiàn)了如圖4所示的一組閉合的電場線，這可能是()A沿AB方向磁場在迅速減弱B沿AB方向磁場在迅速增強(qiáng)C沿BA方向磁場在迅速增強(qiáng)圖4D沿BA方向磁場在迅速減弱(2)目前雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率多在200 MHz至1 000 MHz的范圍內(nèi)請回答下列關(guān)于雷達(dá)和電磁波的有關(guān)問題雷達(dá)發(fā)射電磁波的波長范圍是多少？能否根據(jù)雷達(dá)發(fā)出的電磁波確定雷達(dá)和目標(biāo)間的

7、距離？解析(1)根據(jù)電磁感應(yīng)理論，閉合回路中磁通量變化時，使閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流可用楞次定律判斷，其中感應(yīng)電流的方向和電場線方向一致，根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，這是因?yàn)殚]合回路中電荷受到電場力的作用，而變化的磁場產(chǎn)生電場，與是否有閉合回路無關(guān)，故空間中磁場變化產(chǎn)生的電場方向，仍可用楞次定律判斷故正確答案為A、C.(2)由cf可得：1 m1.5 m，2 m0.3 m.電磁波測距的原理就是通過發(fā)射和接收的時間間隔來確定距離，所以可根據(jù)xvt確定雷達(dá)和目標(biāo)間的距離答案(1)AC(2)0.3 m1.5 m能突破訓(xùn)練2某電路中電場隨時間變化的圖象如下圖所示，能產(chǎn)生電磁波的電場是()答案D解析由麥

8、克斯韋電磁場理論知，當(dāng)空間出現(xiàn)恒定的電場時(如A圖)，由于其不激發(fā)磁場，故無電磁波產(chǎn)生；當(dāng)出現(xiàn)均勻變化的電場時(如B圖、C圖)，會激發(fā)出磁場，但磁場恒定，不會再在較遠(yuǎn)處激發(fā)起電場，故也不會產(chǎn)生電磁波；只有周期性變化的電場(如D圖)，才會激發(fā)出周期性變化的磁場，其又激發(fā)出周期性變化的電場，如此不斷激發(fā)，便會形成電磁波1(2012浙江20)為了測量儲罐中不導(dǎo)電液體的高度，將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器C置于儲罐中，電容器可通過開關(guān)S與線圈L或電源相連，如圖5所示當(dāng)開關(guān)從a撥到b時，由L與C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生周期T2的振蕩電流當(dāng)罐中的液面上升時()A電容器的電容減小B電容器的電容增大圖5

9、CLC回路的振蕩頻率減小DLC回路的振蕩頻率增大答案BC解析當(dāng)罐中液面上升時，電容器極板間的介電常數(shù)變大，則電容器的電容C增大，根據(jù)T2，可知LC回路的振蕩周期T變大，又f，所以振蕩頻率變小，故選項(xiàng)B、C正確，選項(xiàng)A、D錯誤2(2009北京15)類比是一種有效的學(xué)習(xí)方法，通過歸類和比較，有助于掌握新知識，提高學(xué)習(xí)效率，在類比過程中，既要找出共同之處，又要抓住不同之處某同學(xué)對機(jī)械波和電磁波進(jìn)行類比，總結(jié)出下列內(nèi)容，其中不正確的是()A機(jī)械波的頻率、波長和波速三者滿足的關(guān)系，對電磁波也適用B機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象C機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播D機(jī)械波既有橫波又有縱

10、波，而電磁波只有縱波答案D模擬題組3關(guān)于電磁場理論下列說法中不正確的是()A變化的電場周圍產(chǎn)生的磁場一定是變化的B變化的電場周圍產(chǎn)生的磁場不一定是變化的C均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生的電場也是均勻變化的D振蕩電場周圍產(chǎn)生的磁場也是振蕩的答案AC解析根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，如果電場(或磁場)的變化是均勻的，則產(chǎn)生的磁場(或電場)是穩(wěn)定的；如果電場(或磁場)的變化是不均勻的，那么產(chǎn)生的磁場(或電場)就會是變化的，因而B、D是正確的，題目要求選出不正確的，故A、C符合題意4對于機(jī)械波和電磁波的比較，下列說法中正確的是()A它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象B它們在本質(zhì)上是相同的，只是頻率不同而已C它們

11、可能是橫波，也可能是縱波D機(jī)械波的傳播速度只取決于介質(zhì)，跟頻率無關(guān)；電磁波的傳播速度與介質(zhì)無關(guān)，只跟頻率有關(guān)答案A解析機(jī)械波與電磁波都具有波的一切特性，故A正確；機(jī)械波是機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播，可以是橫波，也可以是縱波，電磁波是電磁場在空間的傳播，是橫波，二者的本質(zhì)不同，B、C錯誤；機(jī)械波的傳播速度由介質(zhì)唯一決定，電磁波的傳播不需要介質(zhì)，但在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)有關(guān)，也與頻率有關(guān)，故D錯誤5如圖6所示是一電子感應(yīng)加速器的示意圖，實(shí)線表示通電螺線管的橫截面，螺線管中通以圖示方向的電流，線圈內(nèi)產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場，電子在該磁場中做勻速圓周運(yùn)動，如虛線所示(1)指出電子運(yùn)轉(zhuǎn)方向；圖6(2)當(dāng)螺線管中電流i

12、增大時，電子的動能如何變化？答案見解析解析(1)由安培定則知，螺線管中電流產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向里，而電子運(yùn)轉(zhuǎn)的向心力由洛倫茲力提供，由左手定則可判斷，電子的運(yùn)轉(zhuǎn)方向是順時針的，即電子的運(yùn)轉(zhuǎn)方向與螺線管中電流的方向相同(2)當(dāng)電流i增大時，產(chǎn)生的感應(yīng)電場方向是逆時針方向，與電子運(yùn)轉(zhuǎn)方向相反，對電子做正功，電子的動能增大6如圖7所示，甲、乙是規(guī)格相同的燈泡，接線柱a、b接電壓為U的直流電源時，無論電源的正極與哪一個接線柱相連，甲燈均能正常發(fā)光，乙燈完全不亮當(dāng)a、b接電壓的有效值為U的交流電源時，甲燈發(fā)出微弱的光，乙燈能正常發(fā)光，則下列判斷正確的是() 圖7A與甲燈串聯(lián)的元件x是電容器，與乙燈

13、串聯(lián)的元件y是電感線圈B與甲燈串聯(lián)的元件x是電感線圈，與乙燈串聯(lián)的元件y是電容器C與甲燈串聯(lián)的元件x是二極管，與乙燈串聯(lián)的元件y是電容器D與甲燈串聯(lián)的元件x是電感線圈，與乙燈串聯(lián)的元件y是二極管答案B7“二分頻”音箱內(nèi)有兩個不同口徑的揚(yáng)聲器，它們的固有頻率分別處于高音、低音頻段，分別稱為高音揚(yáng)聲器和低音揚(yáng)聲器，音箱要將擴(kuò)音機(jī)送來的含有不同頻率的混和音頻電流按高、低頻段分離出來，送往相應(yīng)的揚(yáng)聲器，以便使電流所攜帶的音頻信息按原比例還原成高、低頻的機(jī)械振動，圖8為音箱的電路圖，高、低頻混和電流由a、b輸入，L1和L2是線圈，C1和C2是電容器，則()圖8A甲揚(yáng)聲器是高音揚(yáng)聲器BC2的作用是阻礙高頻

14、電流通過乙揚(yáng)聲器CL1的作用是阻礙低頻電流通過甲揚(yáng)聲器DL2的作用是減弱乙揚(yáng)聲器的低頻電流答案D(限時：30分鐘)題組1電感和電容對交流電的影響1對于扼流圈的以下說法中正確的是()A扼流圈是利用電感阻礙交變電流的作用制成的B低頻扼流圈用來“通低頻，阻高頻”C高頻扼流圈用來“通直流，阻交流”D高頻扼流圈對低頻交變電流的阻礙作用較小，對高頻交變電流的阻礙作用較大答案AD2如圖1所示，A、B、C是三個相同的燈泡閉合開關(guān)S后，三個燈的亮度相同問：(1)電源一定是交流電源嗎？(2)若保持交流電源輸出電壓的有效值不變，升高交流電源的頻率，那么三個燈的亮度如何變化？答案見解析圖1解析(1)電容是“隔直”元件

15、，B燈發(fā)光說明電源一定是交流電源(2)C燈和電阻R串聯(lián)后接在電源上，因電阻中的電流I，即電流有效值大小I由電壓有效值大小U和電阻值R決定，與交變電流的頻率無關(guān)若保持電壓有效值不變，升高交流電源的頻率，C燈亮度不變升高交流電源的頻率，電容器的容抗減小，流過與電容器串聯(lián)的B燈的電流將增大，B燈變亮升高交流電源的頻率，電感的感抗增大，流過與電感串聯(lián)的A燈的電流將減小，A燈變暗題組2電磁場和電磁波的特點(diǎn)3下列關(guān)于電磁波的說法正確的是()A電磁波必須依賴介質(zhì)傳播B電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象C電磁波不會發(fā)生偏振現(xiàn)象D電磁波無法攜帶信息傳播答案B解析根據(jù)電磁波的產(chǎn)生機(jī)理及傳播特性可知，電磁波的傳播不需要介質(zhì)，選

16、項(xiàng)A錯誤；干涉、衍射是電磁波和所有波都具有的共同特性，選項(xiàng)B正確；由于電磁波是橫波，故能發(fā)生偏振現(xiàn)象，選項(xiàng)C錯誤；電磁波能夠攜帶圖象、聲音等信息進(jìn)行傳播，選項(xiàng)D錯誤4電磁波與聲波比較()A電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播需要介質(zhì)B由空氣進(jìn)入水中時，電磁波速度變小，聲波速度變大C由空氣進(jìn)入水中時，電磁波波長變小，聲波波長變大D電磁波和聲波在介質(zhì)中的傳播速度，都是由介質(zhì)決定，與頻率無關(guān)答案ABC解析可以根據(jù)電磁波的特點(diǎn)和聲波的特點(diǎn)進(jìn)行分析，選項(xiàng)A、B均與事實(shí)相符，所以A、B項(xiàng)正確；根據(jù)，電磁波速度變小，頻率不變，波長變??；聲波速度變大，頻率不變，波長變大，所以選項(xiàng)C正確；電磁波在介質(zhì)中的速度與介

17、質(zhì)有關(guān)，也與頻率有關(guān)，所以選項(xiàng)D錯誤5用麥克斯韋的電磁場理論判斷，圖中表示電場(或磁場)產(chǎn)生磁場(或電場)的正確圖象是()答案C解析周期性變化的磁場，產(chǎn)生周期性變化的電場，它們變化的頻率相同但步調(diào)不一樣，是互余關(guān)系，選C.6下列關(guān)于電磁波的說法正確的是()A均勻變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生電場B電磁波在真空和介質(zhì)中傳播速度相同C只要有電場和磁場，就能產(chǎn)生電磁波D電磁波在同種介質(zhì)中只能沿直線傳播答案A解析根據(jù)電磁波的特性和麥克斯韋電磁理論，均勻變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生恒定的電場，但不能形成電磁波7關(guān)于電磁波，下列說法正確的是()A雷達(dá)是用X光來測定物體位置的設(shè)備B使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫做解

18、調(diào)C用紅外線照射時，大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會發(fā)出可見光D周期性變化的電場可以產(chǎn)生周期性變化的磁場答案D解析雷達(dá)是利用微波來定位的，A項(xiàng)錯誤；使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫調(diào)制，B項(xiàng)錯誤；鈔票利用的是紫外線的熒光作用，C錯誤；根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，周期性變化的電場會產(chǎn)生周期性變化的磁場，D項(xiàng)正確8關(guān)于電磁場和電磁波，下列說法中不正確的是()A變化的電場周圍產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場周圍產(chǎn)生變化的電場，兩者相互聯(lián)系，統(tǒng)稱為電磁場B電磁場從發(fā)生區(qū)域由近及遠(yuǎn)的傳播就形成了電磁波C電磁波是一種物質(zhì)，可在真空中傳播所以說真空中沒有實(shí)物粒子，但有“場”這種特殊物質(zhì)D電磁波在真空中的傳播速度是31

19、08 m/s答案A解析根據(jù)麥克斯韋電磁理論，均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，A錯誤9如圖2所示，一個帶正電的離子在垂直于勻強(qiáng)磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時，有關(guān)離子某些情況的變化描述，正確的內(nèi)容是()A動能不變B動能增大圖2C動能減小D動能的變化不確定答案B解析根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時，在空間會產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，由法拉第電磁感應(yīng)定律判斷出所產(chǎn)生的電場方向沿逆時針方向，與離子的運(yùn)動方向一致，由于離子帶正電，所以激發(fā)電場的電場力對離子做正功，離子的動能增大101864年，英國科學(xué)家麥克斯韋在總結(jié)前人研究電磁現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁波理論，他斷定電磁波

20、的存在，推導(dǎo)出電磁波與光具有同樣的傳播速度.1887年德國物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在下列有關(guān)電磁波傳播過程的敘述中正確的是()A電磁波在真空中的傳播速度等于真空中的光速B電磁波和機(jī)械波一樣依賴于介質(zhì)傳播C電磁波中每一處電場強(qiáng)度方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度方向總是相互垂直，并且與波的傳播方向也垂直D只要空間中某個區(qū)域有變化的電場或變化的磁場，就一定能產(chǎn)生電磁波答案AC解析電磁波是電磁場由近及遠(yuǎn)在空間傳播形成的，電磁波可以不依賴介質(zhì)而獨(dú)立傳播，在真空中的傳播速度等于真空中的光速，A正確、B錯誤；電磁波是橫波，傳播過程中電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度總是相互垂直的，且與波的傳播方向垂直，C正確；均勻變化的電場或

21、磁場不能產(chǎn)生電磁波，D錯誤題組3電磁波的發(fā)射和接收11目前雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率多在200 MHz至1 000 MHz的范圍內(nèi)，下列關(guān)于雷達(dá)和電磁波說法正確的是()A真空中上述雷達(dá)發(fā)射的電磁波的波長范圍在0.3 m至1.5 m之間B電磁波是由恒定不變的電場或磁場產(chǎn)生的C測出從發(fā)射電磁波到接收反射波的時間間隔可以確定雷達(dá)和目標(biāo)的距離D波長越短的電磁波，反射性能越強(qiáng)答案ACD解析據(jù)，電磁波頻率在200 MHz至1 000 MHz的范圍內(nèi)，則電磁波的波長范圍在0.3 m至1.5 m之間，故A正確雷達(dá)是利用電磁波的反射原理，電磁波的產(chǎn)生是依據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場，故B錯誤，C正確12過強(qiáng)的電磁輻射對人體有很大危害，影響人的心血管系統(tǒng)，使人心悸、失眠、白細(xì)胞減少、免疫功能下降等按照有關(guān)規(guī)定，工作場所的電磁輻射強(qiáng)度(單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量)不得超過0.5 W/m2.一個人距離無線電通訊裝置50 m，為保證此人的安全，無線電通訊裝置的電磁輻射功率至多是()A4.51 kW B3.14 kW C15.7 kW D0.7