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1、第十一章 交流电,Rwr 20091220,1、交流电的产生,第十一章 交流电,画出它们的前视图，标注速度和电流的方向,画出磁通量-时间图像和电动势-时间图像,推导交流发电机的表达式,08年宁夏卷19,若以线圈平面与磁场夹角=45时（如图b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正.则下列四幅图中正确的是（ ）,例题.如图a所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO以角速度逆时针匀速转动,D,如图所示,交流发电机的矩形线圈abcd中，ab=cd=50cm，bc=ad=30cm，匝数n=1.0102，线圈电阻r=0.20，外电阻R=4.8。线圈在磁感强度B=0
2、.050T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO匀速转动，角速度=1.0102rad/s。求：,(1)从图示位置开始计时,写出感应电流随时间变化的函数表达式. (2)如果线圈的转速提高1倍,写出感应电流随时间变化函数表达式. (3) t=1/610-2s时，交流电压表和交流电流表的示数. (4)此交流发电机的功率. (5)从图示位置开始计时,在四分之一周期内通过R的电荷量.,U = IR = 1.6102V,P=I2(R+r)=5.6103W,08年四川延考区卷 16,例题一气体放电管，当其两电极间的电压超过 时，就放电而发光。在它发光的情况下逐渐降低电压，要降到 时才熄灭。放电管两电极不分正负。
3、现有一正弦交流电源，输出电压峰值为1000 V，频率为50 Hz。若用它给上述放电管供电，则在一小时内放电管实际发光的时间为： （ ） A10分钟 B25分钟 C30分钟 D35分钟,B,解：,画出T/2的图像如图示，,在T/2中，放电管发光的时间为,放电管实际发光的时间占总时间的5/12,在一小时内放电管实际发光的时间为,如图所示，制成弧形的两磁极间放置一个圆柱形铁心，产生一磁感线为放射性的磁场，该磁场方向都垂直于铁心表面，而以转轴为圆心的同一圆周上磁感应强度的大小相等.线圈匀速转动产生什么形式的交流电?,写出下面三种交流电的有效值,演示实验,演示实验,频率变化，电阻对电流的阻碍作用无变化。
4、 频率增大，电容对电流的阻碍作用减小。 频率增大，电感对电流的阻碍作用增大。,2、变压器 和 输电,第十一章 交流电,理想变压器,理想变压器 无铜损、铁损、磁漏。 规律,输入端,输出端,铁芯,原线圈n1,副线圈n2,如图所示，理想变压器原线圈接到220V的交流电源上，副线圈的匝数为30，与一标有“12V 12W”的灯泡连接，灯泡正常发光。副线圈的输出电压为110V，电流为0.4A。求： （1）副线圈的匝数； （2）原线圈的匝数以及通过原线圈的电流。,匝,550匝,由P1=P2+P3=P2+I3U3=56W得,0.254A。,某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节,原线圈两端电压为一最大值不变的
5、正弦交流电,在其它条件不变的情况下,为了使变压器输入功率增大,可使 A、增加原线圈匝数n1 B 、增加副线圈匝数n2 C 、增大负载电阻R的值 D 、减小负载电阻R的值,【BD】,例如图所示是一台理想自耦变压器，当a、b之间接正弦交流电，A、V分别为理想交流电流表和交流电压表。若将调压端的滑动头P向上移动，则（ ） A电压表V的示数变大 B变压器的输出功率变大 C电流表A的示数变小 D电流表A的示数变大,解：,滑动头P向上移动，电压表V的示数变小，输出功率减小，输入功率也减小，电流表A的示数变小。,C,互感器,电压互感器，为了测量两输电线的电压，所以它与灯泡并联 电流互感器，为了测量输电线中的
6、电流，所以它与灯泡串联,2.远距离输电,（09山东卷19）某小型水电站的电能输送示意图如下。发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2。降压变压器原副线匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为220V的用电器正常工作，则（ ） A B C升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率,答案：AD,3、电磁振荡 电磁波,第十一章 交流电,麦克斯韦电磁场理论的基本结论1,一个不可回避的结果,如果磁场变化是不均匀的，并且产生的电场仍然是不均匀的，那么 周期性变化的磁场产生了周期性变化的电场，这
7、个周期性变化的电场又产生了周期性变化的磁场，于是，变化的磁场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，就形成了电磁波。,电磁波是横波 电磁波与机械波的区别 电磁波只有横波，而机械波既有横波也有纵波。 两种波都可以传递能量（地震、阳光），但机械波传递的是振动形式，需要介质才能传播，而电磁波传递的是物质，不需要介质就能传播。 机械波的速度由介质决定，电磁波的速度由介质和频率共同决定。,电磁振荡,放电,充电,放电,充电,电容器中储存了电荷，就储存了电场能。线圈中流过电流就储存了磁场能。 当把电容器和线圈组成一个闭合回路时，在不计电阻和电磁波辐射的理想情况下，电场能和磁场能就可以不断地相互转化了。
8、根据能量守恒，当能量全部以电容器中的电场能形式存在时（即电荷量最大），此时线圈中磁场能消失了（即电流为零）；相反，当电容器中的电场能消失时（即电荷量为零），此时线圈中磁场能最大（即电流为最大）,由 B 的方向确定 i 方向 因为 i 的指向电容器正极板 给电容器充电 磁场能电场能 i Q,由 B 的方向确定 i 方向 因为 i 的指向电容器负极板 电容器放电 磁场能电场能 i Q ,4、传感器,第十一章 交流电,非电学量传感器电学量,（1）光敏电阻：用半导体材料制成，电阻值随光照增强而减小，能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。它就象人的眼睛，可以看到光线的强弱。,常见的传感器元件：,
9、（2）热敏电阻：用半导体材料制成， 电阻随温度升高而减小，温度特性 曲线如图.,其它如：磁敏电阻、声敏电阻、压敏电阻、湿敏电阻等。,3.电容式位移传感器：能够把物体的位移这个力学量转换为电容这个电学量。,2.金属热电阻：金属热电阻的电阻率随温度的升高而增大，用金属丝可以制作温度传感器。 金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差；与金属热电阻相比，热敏电阻的灵敏度较好。,4、磁电传感器霍尔元件的应用,霍尔元件：如图所示，在一个很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极C、D、E、F，就制成为一个霍尔元件。,霍尔电压：,其中k为比例系数，称为霍尔系数，其大小与薄片的材料有关。一个霍尔元件的厚度
10、d、比例系数k为定值，再保持I恒定，则电压UH的变化就与B成正比，因此，霍尔元件又称磁敏元件.,霍尔元件能够把磁感强度(磁学量)转换为电压(电学量),例1下列说法正确的是 ( ) A话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号 B楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮，说明它的控制电路中只有声传感器 C电子秤所使用的测力装置能将受到的压力大小的信息转化为电信号 D光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量,C D,例4将如图所示装置安装在沿直轨道运动的火车车厢中，使杆沿轨道方向固定, 就可以对火车运动的加速度进行检测。闭合开关S，当系统静止时，穿在光滑绝缘杆上的小球停在O点，固定
11、在小球上的变阻器滑片停在变阻器BC的正中央，此时, 电压表指针指在表盘刻度中央。当火车在水平方向有加速度时, 小球在光滑绝缘杆上移动，滑片P 随之在变阻器上移动，电压表指针发生偏转。已知，当火车向左加速运动时，电压表的指针向右偏。则 ( ) A电压表指针向左偏,说明火车可能在向右做加速运动 B电压表指针向右偏,说明火车可能在向右做加速运动 C电压表指针向左偏,说明火车可 能在向右做减速运动 D电压表指针向左偏,说明火车可 能在向左做加速运动,A,09年山东卷23（2） 例5.为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开头可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化
12、的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx）。某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表： 根据表中数据，请在给定的坐标系（见答题卡）中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点。,如图，阻值随照度增加而非线性减小。,09年山东卷23（2） 如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路。给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0（lx）时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。（不考虑控制开关对所设计电路的影响）,光照度（简称照度）：是表示受光表面被照亮程度的一个量，表示照度的单位是勒克斯（Lux）代号（Lx),