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1、2011江苏高考物理小一轮复习（假期之友）-交变电流及传感器【知识梳理】1交变电流的产生：闭合矩形线圈在磁场中绕垂直于场强方向的轴转动产生的电流_，称交变电流线圈转至_，电流方向发生, 线圈转动一周,电流方向改变_次。2交变电流的变化规律：当闭合线圈由中性面位置开始在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是_。3交变电流的最大值（Im和Um）是_。4交变电流的有效值是_。5交变电流的有效值与其相应的最大值间的关系为_。6通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表的读数；交流电器的额定电压、额定电流、保险丝的熔断电流等都是指_。电容器的耐压值是_。求解交流
2、电产生的热量问题时,必须用_。若计算通过电路某一截面的电量,需用电流的_。7电感对交变电流的影响：电感对交变电流均有阻碍作用。交变电流通过电感线圈时，线圈中产生自感电动势，阻碍电流的变化，形成了对电流的阻碍作用，这种阻碍作用叫_。实验表明：线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，线圈的感抗_，所以，电感线圈在交流电路中有_的特性。电感对交变电流的阻碍作用随着交变电流的频率升高而_。8电容对交变电流的影响：电容对交变电流也有阻碍作用。电容器接到交流电路中后，交替产生充电和放电，使电路中有交变电流，似乎电流“通过”了电容器，由于电荷在电路中定向移动受到电容器极板上积聚电荷的反抗，因此产生对交变电流
3、的阻碍作用，这种阻碍作用叫_。实验表明：电容越大，交变电流的频率越高，线圈的容抗_。所以，电容在交流电路中有_的特性。电容对交变电流的阻碍作用随着交变电流的频率升高而_。9原、副线围只有一组的理想变压器的变压比为_，原、副线圈的功率关系为_，原、副线圈的变流比为_。10有多个副线圈时,功率关系为_，电压关系为_，电流关系为_。11. 远距离输电:减少输电中的功率损失可以有两种方法，一种方法是_，另一种方法是_。12传感器是指_。传感器一般由_三个部分组成。【参考答案】1随时间作周期性变化；中性面时；两23交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交变电流的电流强弱或电压高低.4根据电
4、流的热效应规定的，让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流电的有效值。5。6有效值；交流的最大值；有效值；平均值7感抗；越大；“通直流、阻交流”；增大8容抗；越小；“通交流、隔直流”“通高频、阻低频”；减小9U1U2 =n 1n2 ；10P入=P出；U1I1=U2I2+U3I3+；n1I1=n2I2+n3I3+11减小电阻；提高输电的电压12把非电学量转换为电学量的的仪器，它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断；敏感元件、转换器件、转换电路【典型例题】例
5、1：在真空中速度为v=4.8107m/s的电子束连续地射入两平行极板之间，如图所示极板长度l为10102m，间距d为5.0103m，如图两极板不带电时，电子束将沿两极板之间的中线通过在两极板加一个50Hz的交变电压u=U0sinwt，如果所加电压的最大值U0超过某一值UC时，将开始出现以下现象：电子束有时能通过两极板；有时间断，不能通过求：（1）UC的大小（2）U0为何值才能使通过的时间t1跟间断的时间t2之比为t1t2=11【分析与解】 求解本题，必须首先要作如下理想化处理：.电子的线度相对于其活动的空间小得多，故可将它视为质点；.电子束之间的相互作用以及电子所受的重力远小于电子在板间受到的
6、电场力，故可忽略电子间的库仑力和重力；.虽然极板间电压为交变电压，但因电子穿过极板的时间s=2.1109s，而交变电压的周期0.02s，两者相比，因此在任一个电子穿过电场的过程中，电场的变化微乎其微，故可忽略这种变化而认为电场力恒定，电子的运动类似于平抛运动（1）设刚好不能通过平行极板时的电压为UC，则有 ，代入有关数据得UC=32V当U0超过这一值时，靠近交变电压峰值附近的一段时间，电子将被驱赶到极板上，水平方向上不能通过，在一个周期内，只有交变电压瞬时值小于UC的那些时间，电子才能通过电容器（2）参看下图，要使通过的时间t1跟间断的时间t2之比为t1t2=1：1，则有 UC=U0sin，则
7、 U0 = UC 45V。【解题策略】 从本例中可以看出，合理的近似是建立理想化模型的灵魂另外，求解带电粒子在交变电场中的运动问题，一般有两类情形：一是带电粒子在电场中的运动时间远小于交变电场的周期（如本题），这时的交变电场对于每一个带电粒子而言，是恒定的二是带电粒子在电场中的运动时间与交变电场的周期有确定的关系，如两者相等或二倍关系等，这时求解的基本思路是：分时间段讨论，分析一个周期的各时间段内（如0T/4，T/4T/2，T/23T/4，3T/4T）带电粒子的运动情景【单元限时练习】一、单项选择题：本题共6小题，每小题只有一个选项符合题意。1如图所示，为电热毯的电路图，电热丝接在u=311s
8、in100tV的电源上，电热毯被加热到一定温度后，难过装置P使输入电压变为图（b）所示波形，从而进入保温状态，若电热丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是（ ）A110V B156V C220V D311V 【分析与解】 本题要求交流电压表的读数，即是求该交变电流的有效值，而题给的并不是正弦交流电，所以需要从有效值的定义出发分析。从ut图象可以看出，每个周期中前半周期的函数图象是正弦图形，其有效值为U1=220V，该电压在前半周期内产生的热效应为 Q=；后半周期电压恒定为零根据有效值的定义有 ，即得有效值 U=156V本题答案应选B【解题策略】 最大值与有效值的倍关系是一种特定条件下的关系，不
9、具有普遍意义对各种非正弦交变电流有效值的求解问题，只能用等效的思想方法处理，即严格按照定义计算。2如图（1）、（2）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【分析与解】 题中两电路实质上是两种不同形式的调压器。电路（1）属调压变压器，变压器分压原理是靠原副线圈中的磁场变化互相感应产生感应电动势的，不论哪能个是原线圈，副线圈中都会产生感应电动势，有相应的输出电压设
10、线圈ab间电压与线圈cd间电压分别为U1和U2，ab间线圈匝数为n1，cd间线圈匝数为n2，则有 ，所以在c、d两端加上110V的交流电压时，a、b两端的电压为220V。电路（2）是电阻分压器，是电路串并联规律的应用，输出端的电压与两点的电势差有关，电流不经过的任意两点间电势相等。当g、h两端加上110V的交流电压时，由于e、g两点为等势点，则 Uef = Ugh =110V，故选项B正确。【解题策略】 本题考查了两种分压器的区别。变压器分压原理是靠原副线圈中的磁场变化互相感应产生感应电动势的，而滑动变阻器分压是电路串并联规律的应用，抓住这些实质性区别是解决问题的关键。3处在匀强磁场中的矩形线
11、圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直。在t0时刻，线圈平面与纸面重合（如图），线圈的cd边离开纸面向外运动。若规定由abcda方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图线是（ ） 答案：C【纠错在线】 本题易因对初始时刻电流方向判断错误而错选D。4正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照下左图所示的方式连接，R10交流电压表的示数是10V。下右图是交变电源输出电压u随时间t变化的图象，则（ ） A通过R的电流iR随时间t变化的规律是 iR=cos100t(A)B通过R的电流iR随时间t变化的规律是 iR=cos50t(A) CR两端的电压uR随时
12、间t变化的规律是 uR=5cos100t(V) DR两端的电压uR随时间t变化的规律是 uR=5cos50t(V) 答案：A5如图所示，在e、f间接上交流电源，保持电压最大值不变，使其频率增大，发现各灯的亮度变化情况是：灯1变暗，灯2变亮，灯3不变。则黑箱a、b、c中所接元件可能是（ ）Aa为电阻，b为电容器，c为电感线圈 Ba为电阻，b为电感线圈，c为电容器Ca为电容器，b为电感线圈，c为电阻 Da为电感线圈，b为电容器，c为电阻 答案：D【纠错在线】 本题易颠倒电容器和电感线圈的特性而错选C。6一矩形线圈，绕与匀强磁场垂直的中心轴OO按图示逆时针方向旋转。引出线的两端与互相绝缘的半圆铜环连
13、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，在线圈转动过程中，通过R的电流（ ）A大小和方向都不断变化 B大小不断变化，方向从ARBC大小和方向都不变 D大小不断变化，方向从BRA 答案：D 【说明】 根据右手定则，与电刷A相接的线框边的电流方向始终为BRA，同理，与电刷B相接的线框边的电流方向也始终为BRA。【纠错在线】 本题易通常的交变电流发电机混淆而错选A。二、多项选择题：本题共4小题，每小题有多个选项符合题意。7远距离输送交流电都采用高压输电，我国正在研究用比330kV高得多的电压进行输电。采用高压输电的优点是（ ）A可节省输电线的铜材料 B可根据需要调节交流电的频率C可减少输电线上的能量损失 D可加快输电的速度 答案：AC 【纠错在线】 本题易漏选A。8如图
