自感、交流电.ppt

1、自感 一、自感现象、自感电动势 由于本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。在自感现象产生的电动势叫自感电动势。 二、自感系数 自感电动势跟其他感应电动势一样，是跟穿过线圈的磁通量的变化率 成正比，磁通量跟磁感应强度B成正比，磁感应强度B又跟产生这个磁场的电流I成正比，所以跟I成正比，跟I成正比，由此可知自感电动势E=/t跟I/t成正比，即 式中的比例系数叫线圈的自感系数，简称自感或电感，它是由线圈本身的特性决定的。,线圈越长，单位长度上的匝数越多，截面积越大，它的自感系数就越大，另外。由铁芯的线圈的自感系数，比没有铁芯时要大得多，对于一个现成的线圈来说，自感系数是一定的。 自感系

2、数的单位是亨利，简称亨，国际符号是H，如果通过线圈的电流在1秒内改变1安时产生的自感电动势是1伏，这个线圈的自感系数是1亨利，所以 1亨=1伏秒/安 1毫亨=10-3亨 微亨=10-3毫亨 自感现象的应用 日光灯,例1如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略。下列说法中正确的是 A合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮； B合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮 C断开开关S切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会才熄灭 D断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭,A、D,例2如图所示，电路（a）、（b）中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小。接

3、通K，使电路达到稳定，灯泡S发光。 A在电路（a）中，断开K，S将渐渐变暗 B在电路（a）中，断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗 C在电路（b）中，断开K，S将渐渐变暗 D在电路（b）中，断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗,K,S,L,R,E,(a),(b),A、D,例3在下列各图中，六个灯泡相同，线圈电阻很小，闭合电键后缓慢变亮的是哪盏灯，断开电键后闪亮一下的是哪盏灯，并说明此时灯中电流的方向。,例4如图所示，电键K原来是接通的，这时安培计中指示某一读数，在把K断开瞬间，安培计中出现： A、电流强度立即为零。 B、与原来方向相同逐渐减弱的电流。 C、与原来方向相同突然增大的电流。 D、与

4、原来方向相反突然增大的电流,C,例5如图所示电路中，A、B为两个相同的灯泡，L为自感系数很大的线圈，电阻不计，试分析在合上S或断开S时，灯A和灯 B的亮度将如何变化,例6图1356所示为一演示实验电路图，图中L是一带铁心的线圈，A是一个灯泡，电键S处于闭合状态，电路是接通的现将电键S打开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从_端到_端这个实验是用来演示_现象的,例7图1357所示是演示自感现象的实验电路图， L是电感线圈， A1、A2是规格相同的灯泡，R的阻值与L的电阻值相同当开关由断开到合上时，观察到自感现象是_，最后达到同样亮,例6、a，b，断电自感 例7A2立即正常发光，A1逐渐

5、亮起来,例8如图1358所示，两灯A1、A2完全相同，电感线圈与负载电阻及电灯电阻均为R当电键S闭合的瞬间，较亮的灯是_；电键S断开的瞬间，看到的现象是_,A1；A2立即熄灭，A1逐渐变暗，然后熄灭,交变电流 一、交变电流的产生 1、中性面：跟磁感线垂直的平面，叫中性面 2、线圈平面通过中性面时，由于ab边和cd不切割磁感线，因此没有感应电动势和感应电流。 3、线圈平面每通过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向就改变一次，因此，线圈转动一周，感应电动势和感应电流的方向改变两次。 4、发电机 定子、转子,交变电流的变化规律,(a),(b),(c),(d),(e),例1交流发电机的线圈在匀强磁场

6、中转动一周的时间内 A感应电流的方向改变两次 B线圈内穿过磁通量最大的时刻，电流达到最大 C线圈内穿过磁通量是零的时刻，电流达到最大 D线圈内电流有两次达到最大,A、C、D,例2某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为 A400V，0.02s B200V，0.02s C400V，0.08s D200V，0.08s,B,例3交流发电机产生的感应电动势为e=Emsint，若发电机的转速和线圈的匝数都增加到原来的两倍，这时产生的感应电动势为 Ae=4Emsint Be=4Emsin2t Ce=2Emsint De=2E

7、msin2t,B,例4一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴OO按顺时针方式旋转。引出线的两端与互相绝缘的半圆铜环连接，两个半圆环分别与固定电刷A、B滑动接触，电刷间接有电阻R，如图所示，线圈转动过程中，通过R的电流 A大小和方向都不断变化 B大小和方向都不变 C大小不断变化，方向从ARB D大小不断变化，方向从BRA,B,A,C,例5如图所示，abcd是一金属线框，处于磁感应强度为B的匀强磁场中。线框ab=cd=l，ad=cb=L，线框在绕垂直于磁力线的轴OO以角速度做匀速转动。从图中所示的位置开始计时，求在线框中产生的感应电动势。,例6一单相发电机的电枢为n匝线圈，内阻为r，边长各为l1和l2

8、，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，转轴与磁场垂直，旋转的角速度为，如果线圈两端连接一个电阻为R的用电器，求： （1）线圈转到什么位置时，磁场作用在线圈上的电磁力矩最大？这个值是多少？ （2）要使线圈匀速转动，外力做功的平均功率是多大？ （3）用伏特表测出的R两端的电压为多少伏？,（1）线圈平面平行于磁场方向时，,例7一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向固定轴转动。线圈匝数n=100。穿过每匝线圈的磁通量随时间按正弦规律变化，如图所示。发电机内阻r=5.0，外电路电阻R=95。已知感应电动势的最大值Em=nm，其中m为穿过每匝线圈磁通量的最大值。求串联在外电路中的交

9、流电流表（内阻不计）的读数。,1.4A,例8如图所示，一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为转轴作匀速转动，磁场方向与转轴垂直。线圈中感应电动势与时间t的关系如图所示。感应电动势最大值和周期可由图中读出。则磁感应强度B=_。在t=T/12时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角等于_。,30o或150o,例9如图所示的电路中，已知交流电源电压u=200sin100t（V），电阻R=100。则电流表和电压表的读数分别为 A1.41A，200V B1.41A，141V C2A，200V D2A，141V,B,例10如图所示的是某一交流电的电流随时间变化的图象，从图中可以计算出这一脉动电流的有效值为

10、_。,4,-3,5A,例11一个电热器接在10V的直流电源上产生一定大小的热功率，把它接在某一交流电源上时的热功率为加直流电的两倍，这个交流电的电压有效值为 A7.0V B10V C14V D20V,C,例12对理想变压器可作出的判断是 A高压线圈匝数多、电流大、导线粗 B低压线圈匝数少、电流小、导线细 C高压线圈匝数多、电流大、导线细 D低压线圈匝数少、电流大、导线粗,D,例13、如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数分别为n1和n2，图中的四盏灯炮均标有“10V、10W”的字样，且均正常发光，求：原、副线圈的匝数之比及电源的电压U1为多大？,3:1、40V,例14.图为一台理想变压器，初、

11、次级线圈的匝数分别为n1=400匝，n2=800匝。连接导线的电阻忽略不计，那么可以确定： A.这是一台升压变压器 B.次级线圈两端的电压是初级线圈两端电压的一半 C.通过次级线圈的电流是通过初级线圈电流的一半 D.变压器输出的电功率是输入的电功率的一半,A、C,例15.图为一台理想变压器，当原线圈接到220V交流电源上时，副线圈两端的电压为36V，由此可以确定 A.此变压器的输入功率稍大于输出功率 B.此变压器原线圈的匝数小于副线圈的匝数 C.此变压器原线圈的电流小于副线圈的电流 D.负载一旦断路，原线圈就可能被烧毁,C,例16理想变压器工作时 A输入电流的增大，会引起输出电流的增大 B输入

12、电压的升高，会引起输出电压的升高 C输出电流减小时，输入电流一定减小 D输出功率增大时，输入功率一定增大,B、C、D,例17有一台理想变压器，原线圈匝数为n1，两个副线圈匝数分别为n2和n3，原副线圈的电压分别为U1、U2和U3，电流分别为I1、I2和I3，下面结论正确的是 AU1U2=n1n2，U2U3=n2n3 BI1I2=n1n2，I1I3=n3n1 Cn1I1=n2I2+n3I3 DI1U1=I2U2+ I3U3,A、C、D,例18如图所示的变压器在工作时，要想增大原线圈的输入电流，可以采用的方法是 A增加初级的匝数 B增加次级的匝数 C滑动变阻器的滑片向a端滑动 D滑动变阻器的滑片向

13、b端滑动,B、D,例19如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，电键K断开，当K接通时，以下说法中正确的是 A副线圈两端M、N的输出电压减小 B副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大 C通过灯泡L1的电流减小 D原线圈中的电流增大,B、C、D,例20正常工作的理想变压器的原、副线圈中，数值上一定相等的物理量是 A电流的频率 B端电压的峰值 C电流的有效值 D电功率,A、D,例21、理想变压器的原、副线圈的匝数之比为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的阻值相等，在输入端加一交变电压U1后，两电阻消耗的电功率之

14、比P1:P2= ，两电阻两端的电压之比U1:U2 。,1:16、1:4,例22用一理想变压器向一负载R供电，如图5-27所示当增大负载电阻R时，原线圈中的电流I1和副线圈中电流I2之间的关系是 AI2增大、I1也增大 BI2增大、I1却减小 CI2减小、I1也减小 DI2减小、I1却增大,C,例23如图两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110V。若分别在c、d两端与g、h两端加上110V的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为 A220V，220V B220V，110V C110V，110V D220V，0,B,例24下面是4种

15、亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白炽灯泡相同，且都是“220V，40W”。当灯泡所消耗的功率都调至20瓦时，哪种台灯消耗的功率最小？,C,例25一台理想变压器，原线圈接到220V的线路中，副线圈的端电压为6V。在副线圈中加入12匝线圈，输出电压变成了9V，原线圈的匝数为多少？若在次级接一个9W的灯泡能够正常发光，原线圈中的电流为多大,880匝、0.041A,例26一理想变压器原、副线圈匝数比为2:1，则原、副线圈的 A磁通之比为2:1 B电流之比为2:1 C功率之比为2:1 D每匝磁通之比为1:1,D,例27为了使理想变压器副线圈接上负载后输出的电功率变为原来的1/4，可采用的办法 A使

16、输入电压U1减为原来的1/4 B使副线圈匝数n2增为原来的2倍 C使副线圈匝数n2减为原来的1/2 D使负载电阻阻值R减为原来的1/4,C,例28图5-29的理想变压器，原线圈匝数n1=600匝，输入电压U1=110V，副线圈L2的匝数n2=15匝，输出电流I2=0.60A，L3的输出电压U3=5V，输出电流I3=0.25A则原线圈中电流I1=_，变压器的输出功率P=_，L3的匝数n3=_,0.026A，2.9W，27.3,例29一降压变压器输入电压最大值为220V，另有负载R，当它接在U0=20V直流电源上时消耗功率为P；若把它接在该变压器的副线圈上，消耗功率为1/2P，则此变压器原、副线圈

17、的匝数比为_,11:1,例30一理想变压器原、副线圈匝数比为201，原线圈两端电压U1=220V，副线圈通过电阻r=1的导线对一个阻值为R=19的用电器供电，则原线圈的输入功率为_,6.05w,例31为了测定一个理想变压器原、副线圈的匝数，现把其原线圈接入220V交流电路中，另用导线在原线圈外绕一圈后接上一个电压表，测得其示数为0.25V，如取走导线换上副线圈，并在副线圈两端接入一个“36V、4W”的灯泡恰能正常发光，则该变压器原线圈匝数n1=_；副线圈匝数n2=_,880、144,例32在远距离输电过程中，在输送相同电功率的条件下，在输电线上损失的电功率 A跟输电电压成反比 B跟输电电压的平

18、方成反比 C跟输电线上的电压降成正比 D跟输电线上的电压降的平方成正比,B、D,例33某电厂原采用电压U1输电，后改用U2=20U1的电压输电，不考虑其它的变化，则 A输电电流变为原来的1/20 B输电线上电压损失变为原来的1/20 C输电线上电能的损失降为原来的1/40 D输电效率比原来提高了39倍,A、B,例34有一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电。已知发电机的输出电功率为500kW，端电压为500V，升压变压器原、副线圈的匝数比是15，两变压器之间输电导线的总电阻是1.5，降压变压器的输出电压是220V。求： （1）升压变压器的输出电压； （2）输电效率； （3）降压变压器原、副线圈的匝数比。,（1）2500V（2）88% （3）10:1,例35分别用220V和110kV的两种电压输送相同的电功率到远处的工厂。输电的距离和导线的材料都相同。要使两种电压情况下导线损失的电功率相同，两次输电导线的横截面积之比为_。,250000:1,例36单相发电机的端电压为220V，输出电功率为44kW，输电线的电阻为0.2，发电站采用110的变压器将电压升高，经过输电线后再用101的降压变压器降压，求用户得到的电压和功率。,219.6V，43.92kw,例37为了增大LC振荡电路的固有频率，下列办法中可采取的是 A增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放入铁芯 B