11交流电变压器传感器讲解

§交流电 变压器 传感器

一、交流电的产生及描述 电感和电容对交流电的影响 1、交流电的产生： ①交流电 ②正弦交流电

③正弦交流电的产生：线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈上产生正弦交流电 ④中性面：与磁场方向垂直的平面叫中性面

送分题、一闭合矩形线圈abcd 绕垂直于磁感线的固定轴OO ′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中．通过线圈的磁通量Φ随时间t 的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是( )

A ．t 1、t 3时刻通过线圈的磁通量变化率最大

B ．t 1、t 3时刻线圈中感应电流方向改变

C ．t 2、t 4时刻线圈中磁通量最大

D ．t 2、t 4时刻线圈中感应电动势最小

简单题、如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，下列说法正确的是( )

A ．线圈每转动一周，指针左右摆动两次

B ．图示位置为中性面，线圈中无感应电流

C ．图示位置ab 边的感应电流方向为a →b

D ．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零 2、描述交流电的几个物理量：

①周期和频率：f

T 1=

②电动势的最大值：ωnBs E m =ωϕm n = （n 是线圈的匝数、B 是匀强磁场的磁感应强度、s 是线圈的面积、ω是线圈转动的角速度、m ϕ是线圈磁通量的最大值）

简单题、如图所示，一正方形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动．沿着OO ′观察，线圈沿逆时针方向转动．已知匀强磁场的磁感应强度为B ，线圈匝数为n ，边长为l ，电阻为R ，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时( )

A ．线圈中感应电流的方向为abcda

B ．线圈中的感应电流为R

nBl ω

2

C ．穿过线圈的磁通量为0

D ．穿过线圈的磁通量的变化率为0

③瞬时值：t E e m ωsin = t U u m ωsin = t I i m ωsin =（t 是从线圈经过中性面时开始计时） 简单题、一个矩形线圈abcd ，已知ab 为1L ，ad 为2L ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕OO ′轴以角速度ω(从图中位置开始)匀速转动，则线圈中感应电动势的大小为（ ）

A ．2

1

ω21L BL sin ωt B ．2

1

ω21L BL cos ωt

C ．ω21L BL sin ωt

D ．ω21L BL cos ωt

O O ′

a

b

c d

B

简单题：如图11甲所示，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ω转动．当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，则在t＝

π

2ω

时刻( )

A．线圈中的电流最大

B．穿过线圈的磁通量为零

C．线圈所受的安培力为零

D．线圈中的电流为零

简单题、如图所示，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ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝0°时(如图)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( )

④有效值：（电流的有效值是根据电流的热效应来定义的）

重要题型之：非正弦交流电有效值的计算

简单题、给额定功率为60W、额定电压为220V的白炽灯加上如图所示的电压，恰使灯泡正常发光，则所加电压U0的大小最接近于( )

A．440V

B．350V

C．310V

D．220V

低难题、一个边长为6cm的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直, 线框电阻为0.36Ω。磁感应强度B随时间t的变化关系如下图所示，则线框中感应电流的有效值为（）A．2×10-5A

B．6×10-5A

C．

2

2

×10-5A

D．

2

2

3

×10-5A

重要题型之：正弦交流电有效值的计算问题

正弦交流电的有效值为：

2

m

E

E=

2

m

U

U=

2

m

I

I=

送分题、一交流电压为u＝141sin157t（V）的交流电，加在220Ω的电阻上。则与电阻串联的交流电流表的读数应是( )

A、0.45A

B、0.50A

C、0.71A

D、1．41A

6

0 3 5 8 10

B/10－3T

0 8 20 28 40 48

U/V

s

简单题、一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0Ω，则外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图乙所示，则（ ）

A 、电压表○

v 的示数为220v B 、电路中的电流方向每秒钟改变50次 C 、灯泡实际消耗的功率为484W

D 、发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J

简单题、（13福建）如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻 r ＝1.0 Ω，外接R ＝9.0 Ω的电阻．闭合开关S ，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e ＝10 2sin10πt (V)，则( )

A ．该交变电流的频率为10Hz

B ．该电动势的有效值为10 2V

C ．外接电阻R 所消耗的电功率为10W

D ．电路中理想交流电流表A 的示数为1.0A 低难题、如图所示，单匝矩形线圈放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中，以恒定的角速度ω绕ab 边转动，磁场方向垂直于纸面向里，线圈所围面积为S ，线圈导线的总电阻为R .t ＝0时刻线圈平面与纸面重合，有cd 边正在向纸面外转动．则( )

A ．线圈中电流t 时刻瞬时值表达式为i ＝

BSω

R

cos ωt B ．线圈中电流有效值I ＝

BSω

R C ．线圈中电流有效值I ＝2BSω

2R

D ．线圈消耗的电功率P ＝(BSω)

2

R

简单题：如下图所示，匝数为100、边长为0.2m 的正方形线圈，在磁感应强度为2T 的匀强磁场中，从中

性面开始以10π rad/s 的角速度绕OO ′轴匀速转动．若线圈自身电阻为2Ω，负载电阻R ＝6Ω，π2

≈10，

则开始转动1

20

s 内在R 上产生的热量为多少焦耳？

低难题、如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度．给该台灯接220 V 的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为( )

A ．220 V

B ．110 V C. 220

2 V

D. 1102 V