高中物理-2交变电流-传感器知识点及练习

1、交变电流传感器一.交变电流的产生和变化规律.交变电流：大小和方向都随时间做 变化的电流.正弦交流电(1)产生：闭合矩形线圈在匀强磁场中绕 方向的轴匀速转动 时线圈中产生的感应电流(2)中性面：定义：与磁场方向 的平面特点：线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量 ,磁通量的变化 率为,感应电动势为 ,线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次。(3)变化规律(线圈在中性面位置开始计时)电动势(e) ： e = ;电压(u) ： u = ;电流(i) ： i = 。二.描述交变电流的物理量.交变电流的周期和频率的关系：T = .交流电的四值峰值：交变电流的峰值就是它能达到的 ,正弦交流电的峰值 Em=

2、 , 对应电容器的击穿电压。瞬时值：交变电流某一时刻的值，对应计算线圈某时刻的受力情况，通电时间等。有效值：让交流与恒定电流分别通过大小 的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的 相等，则这个恒定电流I、恒定电压U就称作这个交流电的有效值，对应关于交流电的功和能的问题平均值：E ，对应计算通过电路木It截面的电荷量q = 三.变压器 远距离输电.构造和原理(1)主要构造：由 、和 组成(2)工作原理：电磁感应的 现象.理想变压器的基本关系(1)功率关系：P人=(2)电压关系： U1 ,若n n2 ,为 变压器；若 n1 也，为 变压器U2， 一人I1(3)电流关系：只有一个副线圈时， ；I 2

3、有多个副线圈时，U1I1 U2I2 U3I3 Un n n四.远距离输电一一电路损失(1)功率损失：设输电电流为 I,输电线的电阻为 R,则功率损失为 P 。(2)电压损失： U ,减小功率损失和电压损失，都要求提高 ,减小输电电流五.传感器.概念：传感器通常是把被测的 信息，按一定规律转换成与之对应的 信 息的器件或装置.结构：一般由 和 组成，敏感元件能直接感受非电信息，并将这些信息转换成易于 的物理量，形成电信号；处理电路能把微小的信号进行 ,并除 去干扰信号，使敏感元件输出的电信号转变成便于显示、记录、处理和控制的 。.敏感元件就其感知外界信息的原理科分为三类： 类，化学类，生物类；热

4、敏电阻 用 材料制成，具有电阻随 灵敏变化的特性，可以实现对温度的测量； 干簧管是一种能感知 的敏感元件，它由密封在玻璃管内的两个 构 成，两个簧片相互交叠但其间保持一个缝隙，簧片在磁场作用下会磁化为异名磁极相对的磁铁，当磁力大于簧片的弹力时，两者紧密地接触。练习题.线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时产生的交变电动势为e 14.1sin20 tV ,则下列说法正确的是（）A. t 0时，线圈平面位于中性面B. t 0时，穿过线圈的磁通量最大t 0时，导线切割磁感线的有效速度最大t 0.4s时，电动势有最大值14.1V2.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的电动势随时间变化的规律如图所示

5、，下列判断正确的是（）A.在t1、t3时刻线图通过中性面B.在t2、t4时刻线圈中的磁通量最大C.在3、t3时刻线圈中磁通量变化最快D.在t2、14时刻线圈与中性面垂直3.下列各个量，其中所指不是有效值的是（）A.交流电压表的示数.C.电容器的击穿电压.B.保险丝的熔断电流.D.家庭用的220V交变电压.4.由交变电动势的瞬时表达式e 1012 sin 4 t V 可知（A.此交流的频率是 4 Hz .B.此交流的周期是 0.5s.C.此交流电动势的有效值 10V. D. t 0.5s时，该交流电动势达最大值.5. 一电热器接在10V直流电压上，消耗的电功率为P,当把它接在一正弦交变电压上时,

6、P消耗的电功率为 匚，则该交变电压的最大值是（）4C. 5.2 VA. 10&V6.图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电 流的是（）B .C.D.如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO以恒定的角速度3转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，在t 时刻（2A.线圈中的电流最大.穿过线圈的磁通量为零C.线圈所受的安培力为零D.穿过线圈磁通量的变化率最大.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，产生才交流电动势的最大值为Em,设t=0时线圈平面与磁场平行，当线圈的匝数增加一倍，

7、转速 增大一倍，其他条件不变时，交流电的电动势为（）2 n sim E 2 e2 in sm E 4 e2 in smE e2 S 8mE2如图所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线 边界重合，线圈绕 OO轴顺时针匀速转动，t=0时刻线圈平面与磁场方向垂直, 向沿abcda为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图像是（）X1., 10OO与磁场规定电流方A.B.C.D.关于理想变压器原、副线圈上的交变电流，它们一定具有相同的：（）A.频率B.功率C.磁通量的变化率D.交变电流的最大值.如图所示，先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电，第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变

8、化，如图甲所示，第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示，若图甲、乙中的A.第一次灯泡两端的电压有效值是B.第二次灯泡两端的电压有效值是2UoC.第一次和第二次灯泡的电功率之比是2:9 D.第一次和第二次灯泡的电功率之比是1:512.如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B,电阻为R、半径为L、圆心角为45。的扇形闭合导线框 绕垂直于纸面的O轴以角速度3匀速转动（O轴位于磁场边界），则线框内产生的感应电流的有效值为（）MKHM*HK3CMMXX7CX3EXX：MMwV 0 KMMBL22RH2R2BL24RBL24R13.如图所示,在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为线圈电阻为2

9、，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,T,转轴O1O2垂直于磁场方向, 线圈车t过60时的感应电流为1A,那么（A.线圈消耗的电功率为 4WB.线圈中感应电流的有效值为2AC.任意时刻线圈中的感应电动势D.任意时刻穿过线圈的磁通量为/2 14 cos t TT 2 . sin tT14. 一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中，下列的哪个物理量不一定相等A.交变电流的频率C.电功率B.电流的有效值D,磁通量的变化率.如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1:2;副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V,额定功率为22W;原线圈电路中接有电压表和电流表，先闭合开关，灯泡正常发光,若用 U和I

10、分别表示此时电压表和电流表的读数，则C.)U=110VI=0.2AU=110VI=0.05AU 110.2 V I=0.2AD.U 1102V I0.2 . 2A.如图所示，理想变压器u 11000 . 2sin100t （V）的交变电压，副线圈通过电阻r=6 Q的导线对“ 220V工作，由此可知（880W”的电器Rl供电，该电器正常 ）的原线圈接入AA.原、副线圈的匝数比为 50:1B.交变电压的频率为 100HzC.副线圈中电流的有效值为4AD.变压器的输入功率为 880W17.如图所示，平行极电容器与灯泡串联，接到交流电源上，灯泡正常发光，下列哪些措施可使灯泡变暗（A.在电容器两极板间插

11、入电介质B.将电容器两极板间的距离增大C.错开电容器两极板的正对面积D.在电容器两极板间插入金属板（不碰及极板）18. 一个小水电站，输出的电功率为20kW,输电线的总电阻为0.5 ,如果先用400V电压输电，后又改用 2000V电压输电，则输电电压提高后，输电线上电功率的损失变化情况A,减少50WB,减少 1200WC.减少 7.68 106 WD.增大 7.68 106 W知识点答案.周期性. (1)垂直于磁场(2)垂直最大 零 零 (3) Emsin tU m sin t I m sin t1 2 .最大值fNBS co相同 热量 ntEI t t n t n R t R R三.1. (1)原线圈 副线圈闭合铁芯(2)互感n12. (1) P出 (2) 降压