高中物理《交变电流》教案6

111交变电流讲义班级 学号 姓名 交 变 电 流 和 传 感 器知识结构重点难点一、交变电流：强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交变电流二、正弦式交流电的产生和规律产生：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动获得2中性面：与磁场垂直的平面叫中性面中性面的特点：磁通量最大，感应电动势为零，线圈转动一周，二次经过中性面，线圈每经过一次中性面，电流方向改变一次3规律：正弦交流电的电动势、电压和电流随时间的变化规律： 4若时，线圈平面与磁场平行，则正弦交流电的电动势、电压和电流随时间的变化规律为：三、表征交流电的物理量1瞬时值：交变电流某一时刻的值，瞬时值是时间的函数，不同时刻，瞬时值不同2最大值：即最大的瞬时值3有效值：即跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值对于正弦交流电，有效值和峰值的关系：EEm，IIm注意：在没有特殊说明的前提下，所说的交流电动势、电压、电流都是指有效值交流电表所测量的是有效值4平均值：感应电动势的平均值，感应电流的平均值，式中R是回路的总电阻 5周期（T）和频率(f)： T1/f、2f，(的国际单位为rad/s)四、电感和电容对交变电流的作用电感对交变电流的阻碍作用感抗XL：扼流圈：低频扼流圈，线圈的自感系数很大，作用是“通直流，阻交流”；高频扼流圈，线圈的自感系数很小，作用是“通低频，阻高频”2电容对交变电流的作用容抗XC：五、交变电流的四值运用交变电流的四值是指：有效值、平均值、最大值（峰值）和瞬时值各值分别用于如下情况在研究电容器是否被击穿时，要用峰值（最大值），电容其器标明的电压是工作时承受的最大值2在研究交变电流的功率和产生的热量时，只能用有效值3在求解某一时刻时，只能用瞬时值4在求交变电流流过导体的过程中通过导体截面积的电荷量时，要用平均值六、变压器1变压器的主要规律：在磁损不计的情况下，电压关系：U1/U2n1/n2. 当时，有，叫做降压器，若，则，叫做升压器在能损不计的情况下，功率关系：输出功率等于输入功率电流关系是：只有一组副线圈：I1/I2n2/n1，有几组副线圈：I1U1I2U2I3U3七、远距离输电1远距离输电过程如图所示，输电网络中的基本关系： 电压损失： 功率损失：输电效率：100%=100%八、 传感器2传感器的原理：非电学量敏感元件转换器件转换电路电学量九、制作传感器的所需要的敏感元件:1光敏电阻2热敏电阻和金属热电阻3电容式位移传感器4霍尔元件外部磁场使运动的载流子受到洛伦兹力，在导体板的一侧聚集，在导体板的另一侧会出现多余的另一种电荷，从而形成横向电场；横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板左右两例会形成稳定的电压，被称为霍尔电势差或霍尔电压十、传感器的应用1111传感器应用的一般模式传感器执行机构计算机系统显示器2传感器应用：力传感器的应用电子秤声传感器的应用话筒温度传感器的应用电熨斗、电饭锅、测温仪光传感器的应用鼠标器、火灾报警器十一、传感器的应用实例：1光控开关 2温度报警器例题精选1两个相同的L1和L2，接到如图所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，当、处接电压最大值Um、频率为的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同。更换一个新的正弦交流电源后，灯L1的亮度高于灯L2的亮度，新电源的电压最大值和频率可能是 （ ） A最大值仍为Um，而频率大于B最大值仍为Um，而频率小于C最大值大于Um，而频率仍为D最大值小于Um，而频率仍为 2.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1：n2=4:1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等。a、b端加一定交变电流电压后，两电阻消耗的电功率之比PA：PB = 和电阻两端的电压之比UA：UB = 。Bn1n2AabU3某山区小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过高压输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经降低电压后再输送至村寨中各用户。设变压器都是理想的，那么随着村寨中接入电路的电器消耗的总功率的增加，则（ ）A通过升压变压器初级线圈中的电流变大B升压变压器次级线圈两端的电压变小C高压输电线路上的电压损失变大D降压变压器次级线圈两端的电压变小AUR4如图所示为一理想变压器，原副线圈的匝数比n原线圈接正弦交流电压U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机电动机线圈电阻为 R，当输入端接通电源后，电流表的示数为I，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升下列判断正确的是 ( )A.电动机两端电压为 IR B.电动机消耗的电功率为I2RmgvC.原线圈中的电流为 nI D.变压器的输人功率为UI/n用单位长度电阻为/m的导线绕制一个n=100匝、边长a=0.20m的正方形线圈，线圈两端与阻值R=16的电阻连接构成闭合回路，如图甲所示。线圈处在均匀磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度的大小随时间变化的关系如图乙所示。求：（1）在0s时间内，通过电阻R的电荷量；（2）1min内电流通过电阻R所产生的热量；（3）线圈中所产生的感应电流的有效值。图甲 图乙