物理選修3-2知識點總結(jié)-

1、第四章：電磁感應【知識要點】一.磁通量穿過某一面積的磁感線條數(shù)； =BSsin；單位Wb，1Wb=1Tm；標量，但有正負。二電磁感應現(xiàn)象當穿過閉合電路中的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中有感應電流的現(xiàn)象。如果電路不閉合只會產(chǎn)生感應電動勢。這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應現(xiàn)象，是1831年法拉第發(fā)現(xiàn)的。三產(chǎn)生感應電流的條件1、閉合電路的磁通量發(fā)生變化。2、閉合電路中的一局部導體在磁場中作切割磁感線運動。其本質(zhì)也是閉合回路中磁通量發(fā)生變化。四.感應電動勢1、概念：在電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢；2、產(chǎn)生條件：穿過回路的磁通量發(fā)生改變，與電路是否閉合無關(guān)。3、方向判斷：感應電動勢的方向用楞次定律或右手定

2、那么判斷。五法拉第電磁感應定律1、內(nèi)容：感應電動勢的大小跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。2、公式：En，其中n為線圈匝數(shù)。3、公式中涉及到磁通量的變化量的計算, 對的計算, 一般遇到有兩種情況:1).回路與磁場垂直的面積S不變, 磁感應強度發(fā)生變化, 由, 此時, 此式中的叫磁感應強度的變化率, 假設是恒定的, 即磁場變化是均勻的,產(chǎn)生的感應電動勢是恒定電動勢。2).磁感應強度B 不變, 回路與磁場垂直的面積發(fā)生變化, 那么, 線圈繞垂直于勻強磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交變電動勢就屬這種情況。3磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率的區(qū)別 三個量 比較工程磁通量磁通量的變化量磁通量的變化率物理

3、意義某時刻穿過某個面的磁感線的條數(shù)某段時間內(nèi)穿過某個面的磁通量變化穿過某個面的磁通量變化的快慢大小BScos21BSSBB或S注意假設有相反方向磁場，磁通量可能抵消開始時和轉(zhuǎn)過180時平面都與磁場垂直，穿過平面的磁通量是一正一負，2BS，而不是零既不表示磁通量的大小，也不表示變化的多少。實際上，它就是單匝線圈上產(chǎn)生的電動勢，即E注意:該式中普遍適用于求平均感應電動勢。只與穿過電路的磁通量的變化率有關(guān), 而與磁通的產(chǎn)生、磁通的大小及變化方式、電路是否閉合、電路的結(jié)構(gòu)與材料等因素無關(guān)六導體切割磁感線時的感應電動勢1、導體垂直切割磁感線時，感應電動勢可用EBlv 求出，式中l(wèi)為導體切割磁感線的有效長

4、度。(1)有效性：公式中的l為有效切割長度，即導體與v垂直的方向上的投影長度。甲圖：lcdsin；乙圖：沿v1方向運動時，lMN；沿v2方向運動時，l0。丙圖：沿v1方向運動時，lR；沿v2方向運動時，l0；沿v3方向運動時，lR(2)相對性：EBlv中的速度v是相對于磁場的速度，假設磁場也運動，應注意速度間的相對關(guān)系。2、導體不垂直切割磁感線時，即v與B有一夾角，感應電動勢可用EBlvsin 求出。3、公式一般用于導體各局部切割磁感線的速度相同, 對有些導體各局部切割磁感線的速度不相同的情況, 如何求感應電動勢？例：如下圖, 一長為l的導體桿AC繞A點在紙面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動的區(qū)域的有

5、垂直紙面向里的勻強磁場, 磁感應強度為B, 求AC產(chǎn)生的感應電動勢,解析： AC各局部切割磁感線的速度不相等, , 且AC上各點的線速度大小與半徑成正比, 所以AC切割的速度可用其平均切割速度 , 故。4、面積為S的紙圈，共匝，在勻強磁場B中，以角速度勻速轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直，那么當線圈平面與磁場方向平行時，線圈兩端有最大有感應電動勢。解析：設線框長為L，寬為d，以轉(zhuǎn)到圖示位置時，邊垂直磁場方向向紙外運動切割磁感線，速度為圓運動半徑為寬邊d的一半產(chǎn)生感應電動勢，端電勢高于端電勢。同理邊產(chǎn)生感應電動勢。端電勢高于d端電勢。那么輸出端MN電動勢為。如果線圈匝，那么，M端電勢高，N端電勢低。參

6、照俯示圖:這位置由于線圈邊長是垂直切割磁感線，所以有感應電動勢最大值，如從圖示位置轉(zhuǎn)過一個角度，如果圓周運動線速度，在垂直磁場方向的分量應為，此時線圈產(chǎn)生感應電動勢的瞬時值.即作最大值方向的投影=是線圈平面與磁場方向的夾角。當線圈平面垂直磁場方向時，線速度方向與磁場方向平行，不切割磁感線，感應電動勢為零。七.總結(jié)：計算感應電動勢公式：導體繞某一固定點轉(zhuǎn)動注意：1.公式中字母的含義，公式的適用條件及使用條件。2.感應電流與感應電量,當回路中發(fā)生磁通變化時, 由于感應電場的作用使電荷發(fā)生定向移動而形成感應電流, 在內(nèi)遷移的電荷量為感應電量。, 僅由回路電阻和磁通量的變化量決定, 與磁通量變化的時間

7、無關(guān)。因此, 當用一磁棒先后兩次從同一處用不同速度插至線圈中同一位置時, 線圈里聚積的感應電量相等, 但快插與慢插時產(chǎn)生的感應電動勢、感應電流不同, 外力做功也不同。八楞次定律：1、用楞次定律判斷感應電流的方向。楞次定律的內(nèi)容：感應電流具有這樣的的方向，感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流磁通量的變化。即原磁通量變化感應電流感應電流磁場原磁通量變化。這個不太好理解、不過很好用 口訣：增縮減擴，來拒去留，增反減同2、楞次定律的理解：感應電流的效果總是要對抗或阻礙引起感應電流的原因。1阻礙原磁通的變化原始表述； 2阻礙相對運動，可理解為“來拒去留。3使線圈面積有擴大或縮小的趨勢； 4阻礙原電流的變

8、化自感現(xiàn)象。3、應用楞次定律判斷感應電流方向的具體步驟：1查明原磁場的方向及磁通量的變化情況；2根據(jù)楞次定律中的“阻礙確定感應電流產(chǎn)生的磁場方向；3由感應電流產(chǎn)生的磁場方向用安培表判斷出感應電流的方向。4、當閉合電路中的一局部導體做切割磁感線運動時，用右手定那么可判定感應電流的方向。導體運動切割產(chǎn)生感應電流是磁通量發(fā)生變化引起感應電流的特例，所以判定電流方向的右手定那么也是楞次定律的特例。 “力用左手，“其它用右手 九互感 自感 渦流1、互感：由于線圈A中電流的變化，它產(chǎn)生的磁通量發(fā)生變化，磁通量的變化在線圈B中激發(fā)了感應電動勢。這種現(xiàn)象叫互感。 2、自感:由于線圈導體本身電流的變化而產(chǎn)生的電

9、磁感應現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生感應電動勢叫自感電動勢。分析可知：自感電動勢總是阻礙線圈導體中原電流的變化。自感電動勢的大小跟電流變化率成正比。L是線圈的自感系數(shù)，是線圈自身性質(zhì)，線圈越長，匝數(shù)越多，橫截面積越大，自感系數(shù)L越大。另外, 有鐵心的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵心時要大得多。單位是亨利H。自感現(xiàn)象分通電自感和斷電自感兩種, 其中斷電自感中“小燈泡在熄滅之前是否要閃亮一下的問題, 例：如圖2所示, 原來電路閉合處于穩(wěn)定狀態(tài), L與并聯(lián), 其電流分別為, 方向都是從左到右。在斷開S的瞬間, 燈A中原來的從左向右的電流立即消失, 但是燈A與線圈L構(gòu)成一閉合回路, 由于L的自感作用, 其中

10、的電流不會立即消失, 而是在回路中逐斷減弱維持短暫的時間, 在這個時間內(nèi)燈A中有從右向左的電流通過, 此時通過燈A的電流是從開始減弱的, 如果原來, 那么在燈A熄滅之前要閃亮一下; 如果原來, 那么燈A是逐斷熄滅不再閃亮一下。原來哪一個大, 要由L的直流電阻和A的電阻的大小來決定, 如果, 如果。3、渦流及其應用1變壓器在工作時，除了在原、副線圈產(chǎn)生感應電動勢外，變化的磁通量也會在鐵芯中產(chǎn)生感應電流。一般來說，只要空間有變化的磁通量，其中的導體就會產(chǎn)生感應電流，我們把這種感應電流叫做渦流2應用：新型爐灶電磁爐。 金屬探測器：飛機場、火車站平安檢查、掃雷、探礦?！緦c練】 81將閉合多匝線圈置于

11、僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流，以下表述正確的選項是( C )A.感應電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)B.穿過線圈的磁通量越大，感應電動勢越大C.穿過線圈的磁通量變化越快，感應電動勢越大D.感應電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同2.如下圖，一個矩形線圈與通 有相同大小的電流的平行直導線處于同一平面內(nèi)，而且處在兩導線的中央，那么(A) A兩電流同向時，穿過線圈的磁通量為零 B兩電流反向時，穿過線圈的磁通量為零 C兩電流同向或反向，穿過線圈的磁通量相等 D因兩電流產(chǎn)生的磁場是不均勻的，因此不能判定穿過線圈的磁通量是否為零 3. 電阻R、電容C與一

12、線圈連成閉合回路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如下圖?，F(xiàn)使磁鐵開始自由下落，在N極接近線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是(D) A從a到b，上極板帶正電 B從a到b，下極板帶正電 C從b到a，上極板帶正電 D從b到a，下極板帶正電4.將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的 磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流，以下表述正確的選項是(C) A感應電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān) B穿過線圈的磁通量越大，感應電動勢越大 C穿過線圈的磁通量變化越快，感應電動勢越大 D感應電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同 5.如下圖，光滑固定的 金屬導軌M

13、、N水平放置，兩根導體棒 P、Q平行放置在導軌上，形成一個閉合回路，一條形磁鐵從高處下落接近回路時( AD ) AP、Q將相互靠攏 BP、Q將相互遠離 C磁鐵的加速度仍為g D磁鐵的加速度小于g6.如下圖,有一個有界勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外，一個閉合的矩形導線框abcd，沿紙面由位置1(左)勻速運動到位置2(右)，那么(D) A導線框進入磁場時，感應電流的方向為abcda B導線框離開磁場時，感應電流的方向為adcba C導線框離開磁場時，受到的安培力水平向右 D導線框進入磁場時，受到的安培力水平向左 7如圖所，電路中A、B是完全相同的燈泡，L是一帶鐵芯的線圈。開關(guān)S原來閉合,那么開

14、關(guān)S斷開的瞬間 (D) AL中的電流方向改變，燈泡B立即熄滅 BL中的電流方向不變，燈泡B要過一會兒才熄滅 CL中的電流方向改變，燈泡A比B熄滅慢 DL中的電流方向不變，燈泡A比B熄滅慢 8.如下圖的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度為B。電阻為R、半徑為L、圓心角為45的扇形閉合導線框繞垂直于紙面的O軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(O軸位于磁場邊界)。那么線框內(nèi)產(chǎn)生的感應電流的有效值為( D )A B.C. D.9.如圖，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導線框，半圓直徑與磁場邊緣重合;磁場方向垂直于半圓面紙面向里，磁感應強度大小為B0使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)

15、動半周，在線框中產(chǎn)生感應電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應強度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應強度隨時間的變化率的大小應為( C )A BC D 10.如圖，均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置，當a繞O點在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，b中產(chǎn)生順時針方向的感應電流，且具有收縮趨勢，由此可知，圓環(huán)a( B )A.順時針加速旋轉(zhuǎn) B.順時針減速旋轉(zhuǎn)C.逆時針加速旋轉(zhuǎn) D.逆時針減速旋轉(zhuǎn)11.半徑為a右端開小口的導體圓環(huán)和長為2a的導體桿，單位長度電阻均為R0.圓環(huán)水平固定放置，整個內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強盛場，磁感應強度為B0.桿在圓環(huán)上以速度v0平

16、行于直徑CD向右做勻速直線壇動.桿始終有兩點與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開始，桿的位置由確定,如下圖。那么 AD A. =0時，桿產(chǎn)生的電動勢為2BavB. =/3時，桿產(chǎn)生的電勢為BavC. =0時，桿受到的安培力大小為D. =/3時，桿受到的安培力大小為12.金屬桿MN和PQ間距為l，MP間接有電阻R，磁場如下圖，磁感應強度為B。金屬棒AB 長為2l，由圖示位置以A為軸，以角速度勻速轉(zhuǎn)過90(順時針)。求該過程中(其他電阻不計)： (1)R上的最大電功率。 (2)通過R的電量。解析：AB轉(zhuǎn)動切割磁感線，且切割長度由l增至2l以后AB離開MN，電路斷開。(1)當B端恰至MN上時，E最大。Em

17、B 2l2Bl2，PRm(2)AB由初位置轉(zhuǎn)至B端恰在MN上的過程中回路Bl2lsin60Bl2qt13. 如圖，兩根足夠長的金屬導軌ab、cd豎直放置，導軌間距離為L1電阻不計。在導軌上端并接兩個額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡。整個系統(tǒng)置于勻強磁場中，磁感應強度方向與導軌所在平面垂直?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放。金屬棒下落過程中保持水平，且與導軌接觸良好。某時刻后兩燈泡保持正常發(fā)光。重力加速度為g。求： (1)磁感應強度的大?。?(2)燈泡正常發(fā)光時導體棒的運動速率。解析：每個燈上的額定電流為額定電壓為：1最后MN勻速運動故：B2IL=mg求出： 2

18、U=BLv得：14.如下圖，半徑為R的圓形導軌處在垂直于圓平面的勻強磁場中，磁場的磁感應強度為B，方向垂直于紙面向內(nèi)。一根長度略大于導軌直徑的導體棒MN以速率v在圓導軌上從左端滑到右端，電路中的定值電阻為r，其余電阻不計。導體棒與圓形導軌接觸良好。求：(1)在滑動過程中通過電阻r上的電流的平均值；(2)MN從左端到右端的整個過程中，通過r上的電荷量；(3)當MN通過圓導軌中心時，通過r上的電流是多少？解析：導體棒從左向右滑動的過程中，切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢，對電阻r供電。(1)計算平均電流，應該用法拉第電磁感應定律，先求出平均感應電動勢。整個過程磁通量的變化為BSBR2，所用的時間t，代入公

19、式E，平均電流為I。(2)電荷量的運算應該用平均電流，qIt。(3)當MN通過圓形導軌中心時，切割磁感線的有效長度最大，l2R，根據(jù)導體切割磁感線產(chǎn)生的電動勢公式，EBlv得EB2Rv，此時通過r的電流為I。 15.如下圖，兩根足夠長的光滑金屬導軌MN、PQ間距為l=0.5m，其電阻不計，兩導軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導軌放置，每棒兩端都與導軌始終有良好接觸，兩棒的質(zhì)量均為0.02kg，電阻均為R=0.1，整個裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應強度為B=0.2T，棒ab在平行于導軌向上的力F作用下，沿導軌向上勻速運動，而棒cd恰好能保持

20、靜止。取g=10m/s2，問：1通過cd棒的電流I是多少，方向如何？2棒ab受到的力F多大？3棒cd每產(chǎn)生Q=0.1J的熱量，力F做的功W是多少？解析：1棒cd受到的安培力 棒cd在共點力作用下平衡，那么 由式代入數(shù)據(jù)解得 I=1A，方向由右手定那么可知由d到c。2棒ab與棒cd受到的安培力大小相等 Fab=Fcd對棒ab由共點力平衡有 代入數(shù)據(jù)解得 F=0.2N3設在時間t內(nèi)棒cd產(chǎn)生Q=0.1J熱量，由焦耳定律可知 設ab棒勻速運動的速度大小為v，那么產(chǎn)生的感應電動勢 E=Blv由閉合電路歐姆定律知 由運動學公式知，在時間t內(nèi)，棒ab沿導軌的位移 x=vt力F做的功 W=Fx綜合上述各式，

21、代入數(shù)據(jù)解得 W=0.4J16.如圖甲所示，在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U型軌導，在“U型導軌右側(cè)l=0.5m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示。在t=0時刻，質(zhì)量為m=0.1kg的導體棒以v0=1m/s的初速度從導軌的左端開始向右運動，導體棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為=0.1，導軌與導體棒單位長度的電阻均為，不計導體棒與導軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響取。1通過計算分析4s內(nèi)導體棒的運動情況；2計算4s內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向；3計算4s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱。解析：1導體棒先在無磁場區(qū)域做勻減速運動，有 代入數(shù)據(jù)解得：，導體棒

22、沒有進入磁場區(qū)域。導體棒在末已經(jīng)停止運動，以后一直保持靜止，離左端位置仍為2前磁通量不變，回路電動勢和電流分別為，后回路產(chǎn)生的電動勢為回路的總長度為，因此回路的總電阻為電流為根據(jù)楞次定律，在回路中的電流方向是順時針方向3前電流為零，后有恒定電流，焦耳熱為17如圖，質(zhì)量為M的足夠長金屬導軌abcd放在光滑的絕緣水平面上。一電阻不計，質(zhì)量為m的導體棒PQ放置在導軌上，始終與導軌接觸良好，PQbc構(gòu)成矩形。棒與導軌間動摩擦因數(shù)為m，棒左側(cè)有兩個固定于水平面的立柱。導軌bc段長為L，開始時PQ左側(cè)導軌的總電阻為R，右側(cè)導軌單位長度的電阻為R0。以ef為界，其左側(cè)勻強磁場方向豎直向上，右側(cè)勻強磁場水平向

23、左，磁感應強度大小均為B。在t0時，一水平向左的拉力F垂直作用于導軌的bc邊上，使導軌由靜止開始做勻加速直線運動，加速度為a。1求回路中感應電動勢及感應電流隨時間變化的表達式；2經(jīng)過多少時間拉力F到達最大值，拉力F的最大值為多少？3某一過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q，導軌克服摩擦力做功為W，求導軌動能的增加量。解析：1感應電動勢為EBLv，導軌做初速為零的勻加速運動，vat，EBLat，sat2/2，感應電流的表達式為IBLv/R總BLat/R2R0at2/2BLat/RR0at2，2導軌受安培力FABILB2L2at/RR0at2，摩擦力為FfmFNmmgBILmmgB2L2at/RR0at2，

24、根據(jù)牛頓運動定律FFAFfMa，F(xiàn)MaFAFfMammg1mB2L2at/RR0at2，上式中當R/tR0at即t時外力F取最大值，F(xiàn) maxMammg1mB2L2，3設此過程中導軌運動距離為s，由動能定理W合DEk，摩擦力為FfmmgFA，摩擦力做功為WmmgsmWAmmgsmQ，s，DEkMasWmQ，第五章：交變電流【知識要點】一交變電流1.定義：大小和方向都隨時間做周期性變化的電流。2.圖像：如圖(a)、(b)、(c)、(d)所示都屬于交變電流。其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦交流電，如圖(a)所示。二正弦交流電的產(chǎn)生和圖像 1.產(chǎn)生:矩形線圈在勻強磁場中，繞垂直于勻強磁場的線圈的對

25、稱軸作勻速轉(zhuǎn)動時，如圖產(chǎn)生正弦或余弦交流電動勢。當外電路閉合時形成正弦或余弦交流電流。2.變化規(guī)律：1中性面：與磁感線垂直的平面叫中性面。 線圈平面位于中性面位置時，如圖A所示，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量變化率為零。因此，感應電動勢為零 。當線圈平面勻速轉(zhuǎn)到垂直于中性面的位置時即線圈平面與磁感線平行時如圖C所示,穿過線圈的磁通量雖然為零，但線圈平面內(nèi)磁通量變化率最大。因此，感應電動勢值最大。 伏N為匝數(shù)三.正弦交流電的函數(shù)表達式假設n匝面積為S的線圈以角速度繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，從中性面開始計時，其函數(shù)形式為enBSsint，用EmnBS表示電動勢最大值，那么有eEmsint。其電

26、流大小為isintImsint。四.正弦式電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計時) 規(guī)律物理量函數(shù)圖像磁通量mcostBScost電動勢eEmsintnBSsint電壓uUmsint sint電流iImsintsint五.兩個特殊位置的特點1.線圈平面與中性面重合時，SB，最大，0，e0，i0，電流方向?qū)l(fā)生改變。2.線圈平面與中性面垂直時，SB，0，最大，e最大，i最大，電流方向不改變。六.表征交流電的物理量：1.周期、頻率和角速度 (1)周期(T)：交變電流完成一次周期性變化(線圈轉(zhuǎn)一周)所需的時間，單位是秒(s)，公式T。(2)頻率(f)：交變電流在1 s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，單位是

27、赫茲(Hz)。(3)角速度： 單位：弧度/秒(4)周期和頻率的關(guān)系：T 或f。2.交變電流“四值的理解與應用物理量物理含義重要關(guān)系應用情況及說明瞬時值交變電流某一時刻的值eEmsint，uUmsint，iImsint計算線圈某時刻的受力情況最大值最大的瞬時值EmnBS，Emnm，Im當考慮某些電學元件(電容器、晶體管等)的擊穿電壓時，指的是交變電壓的最大值有效值根據(jù)電流的熱效應(電流通過電阻產(chǎn)生的熱)進行定義對正弦、余弦交變電流E，U，I(1)通常所說的交變電流的電壓、電流強度、交流電表的讀數(shù)、保險絲的熔斷電流值、電器設備銘牌上所標的電壓、電流值都是指交變電流的有效值(2)求解交變電流的電熱問

28、題時，必須用有效值來進行計算平均值交變電流圖像中圖線與t軸所圍成的面積與時間的比值BL，n，計算有關(guān)電量時只能用平均值3.幾種典型的交變電流的有效值 電流名稱電流圖像有效值正弦式交變電流UUm正弦半波電流UUm正弦單向脈動電流U 矩形脈動電流U Um非對稱性交變電流U七、電感和電容對交變電流的影響1.電感對交變電流有阻礙作用，阻礙作用大小用感抗表示。低頻扼流圈，線圈的自感系數(shù)很大，作用是“通直流，阻交流；高頻扼流圈，線圈的自感系數(shù)很小，作用是“通低頻，阻高頻2.電容對交變電流有阻礙作用，阻礙作用大小用容抗表示耦合電容，容量較大，隔直流、通交流高頻旁路電容，容量很小，隔直流、阻低頻、通高頻八、變

29、壓器、電能的輸送1變壓器的構(gòu)造理想變壓器由原線圈、副線圈和閉合鐵芯組成。2變壓器的原理電流磁效應、電磁感應(互感現(xiàn)象)。3理想變壓器的根本關(guān)系(1)電壓關(guān)系：。(2) 功率關(guān)系：P入P出。3)電流關(guān)系：只有一個副線圈時：。 有多個副線圈時：UII1U2I2U3I3UnIn。(4)對于單個副線圈的變壓器，原、副線圈中的頻率f、磁通量變化率相同，并且滿足。注意：理想變壓器各物理量的決定因素1.輸入電壓U1決定輸出電壓U2，輸出電流I2決定輸入電流I1，輸入功率隨輸出功率的變化而變化直到到達變壓器的最大功率負載電阻減小，輸入功率增大；負載電阻增大，輸入功率減小。2.因為，即，所以變壓器中高壓線圈電流

30、小，繞制的導線較細，低電壓的線圈電流大，繞制的導線較粗。上述各公式中的I、U、P均指有效值，不能用瞬時值。九、解決變壓器問題的常用方法1： 電壓思路:變壓器原、副線圈的電壓之比為U1/U2=n1/n2；當變壓器有多個副繞組U1/n1=U2/n2=U3/n3=2：功率思路:理想變壓器的輸入、輸出功率為P入=P出，即P1=P2；當變壓器有多個副繞組時P1=P2+P3+3：電流思路:由I=P/U知,對只有一個副繞組的變壓器有I1/I2=n2/n1；當變壓器有多個副繞組n1I1=n2I2+n3I3+4：變壓器動態(tài)問題制約思路。1電壓制約：當變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1/n2一定時，輸出電壓U2由輸入電

31、壓U1決定，即U2=n2U1/n1，可簡述為“原制約副.2電流制約：當變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1/n2一定，且輸入電壓U1確定時，原線圈中的電流I1由副線圈中的輸出電流I2決定，即I1=n2I2/n1，可簡述為“副制約原.3負載制約：變壓器副線圈中的功率P2由用戶負載決定，P2=P負1+P負2+；變壓器副線圈中的電流I2由用戶負載及電壓U2確定，I2=P2/U2；總功率P總=P線+P2.動態(tài)分析問題的思路程序可表示為：U1P15 ：原理思路:變壓器原線圈中磁通量發(fā)生變化，鐵芯中磁通量的變化/t相等； 十、電能的輸送1根據(jù)P損I2R線，降低輸電電能損失有以下兩種措施(1)減小R線：由R可知，減

32、小R線可用較小的導體材料(如銅)或增大導線的橫截面積(有時不現(xiàn)實)。(2)減小輸電電流：在輸電功率一定的情況下，根據(jù)PUI，要減小電流，必須提高輸電電壓，即高壓輸電。2遠距離高壓輸電示意圖3遠距離高壓輸電的幾個根本關(guān)系(1)功率關(guān)系：P1P2，P3P4，P2P損P3(2)電壓、電流關(guān)系：， ,U2UU3，I2I3I線。(3)輸電電流：I線。(4)輸電線上損耗的功率P損I線UI線2R線()2R線。注意：送電導線上損失的電功率，不能用求，因為不是全部降落在導線上。【導與練】1.一個小型電熱器假設接在愉出電壓為10V的直流電源上.消耗電功率為P;假設把它接在某個正弦交流電源上，其消耗的電功率為。如果

33、電熱器電阻不變，那么此交流電源輸出電壓的最大值為C A .5V B.5V C .10V D.10V2.自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈，原、副線圈都只取該線圈的某局部。一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如下圖，其副線圈匝數(shù)可調(diào)。己知變壓器線圈總匝數(shù)為1900匝；原線圈為1100匝，接在有效值為220V的交流電源上。當變壓器輸出電壓調(diào)至最大時，負載R上的功率為2.0 kW。設此時原線圈中電流有效值為I，負載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，那么U2和I1分別約為 B A 380V和5.3A B380V和9.1AC240V和5.3A D240V和9.1A 3.一臺電風扇的額定電壓為交流220V。在

34、其正常工作過程中，用交流電流表測得某一段時間內(nèi)的工作電流I隨時間t的變化如下圖。這段時間內(nèi)電風扇的用電量為( B )10-2度 10-2度 10-2度 10-2度4.如圖，理想變壓器原線圈輸入電壓u，副線圈電路中為定值電阻，R是滑動變阻器。和是理想交流電壓表，示數(shù)分別用和表示；和是理想交流電流表，示數(shù)分別用和表示。以下說法正確的選項是 C A和表示電流的瞬間值 B和表示電壓的最大值C滑片P向下滑動過程中，不變、變大D滑片P向下滑動過程中，變小、變小5.某小型發(fā)電機產(chǎn)生的交變電動勢為e=50sin100tV，對此電動勢，以下表述正確的有( C D )A.最大值是V B.頻率是100HzC有效值是

35、V D.周期是0.02s6.如下圖，在鐵芯P上繞著兩個線圈a和b，那么( D ) A線圈a輸入正弦交變電流，線圈b可輸出恒定電流 B線圈a輸入恒定電流，穿過線圈b的磁通量一定為零 C線圈b輸出的交變電流不對線圈a的磁場造成影響 D線圈a的磁場變化時，線圈b中一定有電場7.通過一理想變壓器，經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P，原線圈的電壓U保持不變，輸電線路的總電阻為R。當副線圈與原線圈的匝數(shù)之比為k時，線路損耗的電功率為P1，假設將副線圈與原線圈的匝數(shù)之比提高到nk，線路損耗的電功率為P2，那么P1和P2/P1分別為( D )APR/kU,1/n B(P/kU)2R, 1/nC. PR/kU, 1/

36、n2 D (P/kU)2R,1/n2 8.如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為20：1，兩個標有“12V，6W的小燈泡并聯(lián)在副線圈的兩端，當兩燈泡都正常工作時，原線圈電路中電壓表和電流表可視為理想的的示數(shù)分別是 D A.120V，0.10A B.240V，0.025A C.120V，0.05A D.240V，0.05A 9在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖1所示，產(chǎn)生的交變電動勢的圖象如圖2所示，那么( B ) At =0.005s時線框的磁通量變化率為零Bt =0.01s時線框平面與中性面重合C線框產(chǎn)生的交變電動勢有效值為311VD線框產(chǎn)生的交變電動勢的頻率為100

37、Hz10某小型實驗水電站輸出功率是20 kW，輸電線總電阻為6 (1)假設采用380 V輸電，求輸電線路損耗的功率。(2)假設改用5 000 V高壓輸電，用戶端利用n1n2221的變壓器降壓，求用戶得到的電壓。解析：(1)輸電線上的電流為I A52.63 A輸電線路損耗的功率為P損I2R52.6326 W16620 W16.62 kW。(2)改用高壓輸電后，輸電線上的電流為I A4 A用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓U1UIR(5 00046)V4 976 V根據(jù)，用戶得到的電壓為U2U14976 V226.18 V。第六章：傳感器【知識要點】一、傳感器的及其工作原理有一些元件它能夠感受諸如力、

38、溫度、光、聲、化學成分等非電學量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。我們把這種元件叫做傳感器。它的優(yōu)點是：把非電學量轉(zhuǎn)換為電學量以后，就可以很方便地進行測量、傳輸、處理和控制了。例如：光敏電阻在光照射下電阻變化的原因：有些物質(zhì)，例如硫化鎘，是一種半導體材料，無光照時，載流子極少，導電性能不好；隨著光照的增強，載流子增多，導電性變好。光照越強，光敏電阻阻值越小。金屬導體的電阻隨溫度的升高而增大。熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，且阻值隨溫度變化非常明顯。金屬熱電阻與熱敏電阻都能夠把溫度這個熱學量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學量，金屬熱電阻的化學穩(wěn)定性好，測溫范圍大，但靈敏

39、度較差。二、傳感器的應用1光敏電阻2熱敏電阻和金屬熱電阻3電容式位移傳感器 4力傳感器將力信號轉(zhuǎn)化為電流信號的元件。5霍爾元件 霍爾元件是將電磁感應這個磁學量轉(zhuǎn)化為電壓這個電學量的元件。外部磁場使運動的載流子受到洛倫茲力，在導體板的一側(cè)聚集，在導體板的另一側(cè)會出現(xiàn)多余的另一種電荷，從而形成橫向電場；橫向電場對電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力，當靜電力與洛倫茲力到達平衡時，導體板左右兩例會形成穩(wěn)定的電壓，被稱為霍爾電勢差或霍爾電壓傳感器執(zhí)行機構(gòu)計算機系統(tǒng)顯示器1傳感器應用的一般模式2傳感器應用：力傳感器的應用電子秤聲傳感器的應用話筒溫度傳感器的應用電熨斗、電飯鍋、測溫儀光傳感器的應用鼠標器、火災報警器傳感器的應用實例：1光控開關(guān)2溫度報警器【導與練】1.街道旁的路燈、江海里的航標燈都要求夜晚亮、白天熄，利用半導體的電學特性制成了自動點亮、熄滅的裝置，實現(xiàn)了自動控制，這是利用半導體的 B A.壓敏性 B.光敏性 C.熱敏性 D.三特性都利用了2.假設超導體線圈連接在電路中，那么