[训练]电能的输送、电磁振荡、电磁振荡的频率和周期、电磁场、电磁波(复习)

[训练]电能的输送、电磁振荡、电磁振荡的频率和周期、电磁场、电磁波(复习) 电能的输送、电磁振荡、电磁振荡的频率和周期、电磁场、电磁波 1、电能输送: l22?输电线损失功率P=IR=I:可知要减小电能损失，减小电流，提高输送,线s 电压; ?电能输送原理图: 发电厂n负载nn12n43 降压升压 例1 一个小型发电站，发电机的输出电压250V，向用户输送50KW的电功率，若输电线电阻80Ω，输电线损耗功率不超过输送功率4%，用户需要电压220V，则升压和降压的原、副线圈匝数比各为多少, PnuI350，10，40%输112,,分析和解答:如图所示: 而I,,,5A2nuIR80221线 3nP50，10511I,,,A？,,200 所以 1u250n2004012 I 2I1R线n24nnnn21u,u,40，250,10V3421n14uuuu2143u,u,IR,10,5，80,9600V322线 nu960048033升压降压,,,nu2201144 2、电磁振荡 ?电磁振荡产生过程: i=0i i i i=0i i i mm ---放电反向反向正向-+++++++----充电放电充电+ T T3Tt=0t= t= t= 424t=T( ) 小结:一个周期内，正向放电，反向充电，反向放电，正向充电。 ?振荡规律: i 3TT，正向放电，电场能转化为磁场能。0~, i, q,44 T Tt T24TT，反向充电，磁场能转化为电场能。 ~, i, q,42 q T3T，反向放电，电场能转化为磁场能。~, i, q,24 T T T3Tt 2443T~T, i, q,，正向充电，磁场能转化为电场能。4 例2 在LC振荡电路中某一时刻电容器两极板间的电场线和穿过线圈的磁感线方向，如图7—1所示，这时: A、电容器正在放电 B、电路中的电流强度在减小 C、磁场能正转化为电场能 D、线圈产生的自感电动势正在增大 分析和解答:由电容器两极板间的电场线方向，可知上极图7-1 板带正电荷，由线圈的磁感线方向，利用安培定则可知LC 回路中电流方向，因此可知电容器正充电，故B、C、D正确。 3、电磁振荡的周期和频率。 ,T,2LC 1f,2,LC 例3 用平行板电容器和自感线圈组成的振荡电路，若要减小电路的振荡频率可采取下列方法中的哪些: A、增加线圈的匝数 B、在线圈中放入铁芯 C、减小电容器两板间的距离 D、减小加在电容器两板上的电压 E、增加电容器两板间的正对面积 F、在电容器中间插入电介质 1f, 分析和解答:由可知与电压无关，D否定，电感线圈的匝数增多2,LC 和铁芯的放入，均能使电感L变大，从而使f变小，另根据平行板电容器的电容哪些因素有关，可知C、E、F三种方法均能使电容器的电容C增大，使f变小，所以采用A、B、C、E、F五种方法能使电路的振荡频率变小。 4、电磁场理论: ?变化的磁场能够在周围的空间产生电场; ?变化的电场能够在周围空间产生磁场。 学习中需注意:?这里的变化均指非均匀变化;?变化磁场产生的电场与闭合电路无关。 例4 如图7—2所示的是一个水平放置的玻璃环形小槽，槽的宽度和深度处处相同，现将一直径略小于槽宽的带正电的小球放入槽中，让小球获一初速V在槽内O开始运动，与此同时，有一变化的磁场竖直向下穿过小槽外经所包围的面积，磁感应强度的大小随时间成正比增大，设小球运动过程中带电量不变，那么下列说法正确的是: A、 小球受到的向心力大小不变 B、 小球受到的向心力大小增加 C、 磁场力对小球做功 D、 小球受到的磁场力不断增加 V 分析和解答:由麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场 在周围空间产生稳定的电场，且电场线与磁场线关系符合楞 B次定律，即这里电场线方向正好和圆形玻璃槽重合，电场力对图7-2 2Vm槽中带正电的小球做正功，使小球不断加速，由F=可知小球所需的向心力向R 不断增加，故B正确，由于速度不断增加，磁感强度又不断增加，由，可f,BqV知小球受到的磁场力不断增加，故D正确。 5、电磁波 ?电磁波的产生:由麦克斯韦的电磁场理论。可知，电场和磁场交替产生由近及远地向外传播形成电磁波; ?电磁波的特点: 电磁波是横波，真空中传播速度为光速且:传播过程中伴随电磁能的传V,,f 播且不需媒质，因此电磁波是一种物质。 例5 振荡电路中线圈的自感系数L=2毫亨，要产生波长是40米的电磁波，问:?电容器的电容是多少,?振荡电路中产生一次全振荡的时间是多少,?若要产生波长是80米的电磁波，保持振荡电路中的线圈的自感系数不变，则电容器的电容应为原来的多少倍, 83，101C6 分析和解答:?由 设赫, 又,,,7.5，10f,fC,,f,402,LC 11-13 故=2.25×10法=0.225皮法C,,222212,34,fL4，3.14，7.5，10，2，10 11,7 ?一次全振荡的时间即周期:秒T,,,1.33，106f7.5，10 , ? L不变时，C,,f, ,,CT,C,2,LC,,CT ''',,C48022() 于是有,, ,, 故应使电容器的电容变为原来的4倍。,401C,1 【能力训练】 一、选择题: 1、远距离高压输电，当输送电功率相同时，输电线路上电阻所损失的功率( ) A、与输电线路电压的平方成正比 B、与输电线路的电流平方成正比 C、与输电线上损失的电压平方成正比 D、与输电线路的电压成正比 2、用一理想变压器给负载R供电，保持输入电压不变，下列各项措施中能使输入功率减小的是:( ) A、减小负载R的阻值 B、增加原线圈的匝数 C、减小副线圈的匝数 D、增加负载R的阻值 3、关于变压器，下面正确说法是:( ) A、高压线圈匝数多，电流小，导线细 B、高压线圈匝数多，电流小，导线粗 C、副线圈空载时，原线圈电流为零 D、割线圈电流增大，原线圈电流反而 减小 4、在LC振荡电路中，用以下的哪种办法可以使振荡频率增大一倍( ) A、自感L和电容C都增大一倍 B、自感L和电容C都减小一半 C、自感L增大一倍，电容C减小一半 D、自感L减小一半，电容C增大 一倍 5、LC振荡电路中电容器两端的电压u随时间t的变化关系如图7—3所示，由 u图可知( ) A、在时刻t，电路中的电流最大 1t 2t 41t t 3 B、在时刻t，电路中的磁场能最大 t 2O C、从时刻t至t，电路中的电场能不断增加 23 D、从时刻t至t，电容器的带电量不断增加 34图7-3 6、如图所示的LC振荡电路，在t=0时，电容器下板带正电，振荡电流随时间的变化规律如图所示，则在t-t时间内，A、B两点电势u、u的高低和穿过线圈34AB ,,的磁通量变化率:( ) ,tAi,, A、u>u，增大 AB,tCLO1t t t ,,3t 24t B、u>u，减小 AB,tB ,,图7-4u