知识点二十交流电电磁振荡与电磁波人教版（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）知识点二十交流电电磁振荡与电磁波一.本周教学内容：知识点20交流电电磁振荡与电磁波二.知识要点：（一）交流电的产生：1.交流电的产生：闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于场强方向的轴匀速转动产生的电流随时间作周期性变化，称交变电流。如图1所示，线框边长，为过ad、bc中点的轴。从图示位置开始计时，经过时间t，线圈转过角度，此时ab和dc边产生感应电动势，，，线圈产生总电动势，记作，设线圈总电阻为R，线圈中感应电流，记作，e和i随t按正弦规律变化。图1若时，线圈平面在平行于磁场位置则同理可推证，，e和i随按余弦规律变化。瞬时电动势或，瞬时电流或，输出路端电压或，上述交变电流随时间按正（余）弦规律变化，称正（余）弦交变电流。2.交变电流的变化规律：（1）函数表达式：（2）图像：以e（i、u）为因变量，t或为自变量，如图2所示。图23.描述交变电流的周期性变化规律的物理量（1）周期（T）：完成一次周期性变化所需要的时间。单位：秒，符号s（2）频率（f）：交变电流在1s内完成周期性变化的次数。单位：赫兹Hz二者关系：（3）角频率（）：线圈在t时间内转过的角度。单位：弧度/秒（），4.交变电流的有效值分析：交变电流的e和i随时间作周期性变化，用最大值和瞬时值都不合适，用平均值太粗略，——根据电流的热效应，让交变电流和恒定电流分别通以同样阻值的电阻，如果在相同的时间内产生的热是相同的，则此恒定电流就叫做这个交变电流的有效值。引入交变电流有效值：（1）正弦交变电流有效值跟最大值的关系：（2）通常说的交变电流的值指的是有效值，交变电流设备上标有的额定电压、额定电流指的是有效值，交变电流表的读数也是有效值。（二）变压器1.作用：改变交变电流的电压。2.构造：闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈。3.工作原理：电磁感应。过程分析：原线圈AB端输入交变电流在闭合铁芯中产生交变磁场引起CD回路中磁通量变化CD中感应电流（同频交变电流）。能量关系：对理想变压器：AB端输入电能（电功率）=CD端输出电能（电功率）。4.电压关系：5.电流关系：由，得，所以（只对一个副线圈的情况成立）若有两个以上副线圈，将如何？由于……6.变压器的输入功率随输出功率增大而增大，在输入电压一定时，原线圈中电流随副线圈电流增大而增大。7.电能的输送（1）输送的原则：在输送功率一定的前提下，尽可能减少输送过程中损失。（2）电能损失主要有哪些方面：①输电线上热损失，②辐射电磁能（3）怎样减少输电线上热损：减小导线电阻不足取，有效途径是减小电流强度，在P一定条件下，即提高输送电压。（三）电磁振荡电磁波1.电磁振荡（1）电磁振荡的产生（2）给LC回路供给能量方式——起振方式①电容充电起振：如图3所示。图3S先合1，然后合2，分析电容和线圈中电量q和电流I及相关联量随时间的变化规律：理论证明，q和I随t按正弦规律变化，图像如图4甲所示。图（甲）图（乙）图4②电感线圈感应起振：如图5所示图5S由闭合到断开，如上分析q和I随时间变化规律，并作出图像如图4乙所示（3）分析：给LC回路提供能量后，利用电容器的充放电作用和线圈产生自感电动势的作用，使LC回路中产生振荡电流，同时电容器极板上电荷q及与q相关联的电场（E，U，），通电线圈的电流I及与I相关联的磁场（B，，）都发生周期性变化的现象，称电磁振荡。其中，产生的大小和方向周期性变化的电流称振荡电流，产生振荡电流的电路称振荡电路。最简单的振荡电路是LC振荡电路。2.振荡周期和频率：，其中L：线圈自感系数。单位：亨利，毫亨，1毫亨=亨C：电容单位：法拉，微法，皮法。1微法=法拉，1皮法=法拉（1）一周期内电容两次充放电，电容充电时电流减少，电容放电时电流增大。（2）振荡电流是正（余）弦交变电流，一周期内电流方向改变两次。（3）电量最大时，电流最小，电量最小时，电流最大。3.电磁波（1）麦克斯韦电磁场理论的要点（2）电磁场的产生（3）电磁波的传播：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。周期性的磁场在周围空间产生周期性变化的电场，在这周期性变化的电场周围空间又产生同频率的周期性变化的磁场——这样变化的磁场和变化的电场相互联系着，形成一个不可分离的统一体，就是电磁场。①不需要任何介质②在真空中任何电磁波传播速度都是，跟光速相同。③频率不同的电磁波波长不同。三者关系式（4）电磁波是横波三.重难点分析1.交流电的有效值和平均值（1）交流电的有效值和峰值间的关系只适用于正弦式交流电，其他规律