物理选修3-2知识点总结

正弦单向脉动电流 矩形脉动电流 非对称性交变电流 U＝ U＝ U＝Um 2t1Um T 122(U1?U2)2七、电感和电容对交变电流的影响 XL?2?fL1.电感对交变电流有阻碍作用，阻碍作用大小用感抗表示。

低频扼流圈，线圈的自感系数Ｌ很大，作用是“通直流，阻交流”； 高频扼流圈，线圈的自感系数Ｌ很小，作用是“通低频，阻高频”． 2.电容对交变电流有阻碍作用，阻碍作用大小用容抗表示

1耦合电容，容量较大，隔直流、通交流 XC?2?fC高频旁路电容，容量很小，隔直流、阻低频、通高频

八、变压器、电能的输送 1．变压器的构造

理想变压器由原线圈、副2．变压器的原理

电流磁效应、电磁感应3．理想变压器的基本关系

线圈和闭合铁芯组成。 (互感现象)。

U1n1U2n2

(2) 功率关系：P入＝P出。

(1)电压关系：＝。

(3)电流关系：①只有一个副线圈时：＝。 ②有多个副线圈时：UII1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn。 ΔΦUΔΦ

(4)对于单个副线圈的变压器，原、副线圈中的频率f、磁通量变化率相同，并且满足＝。

nΔtΔt注意：理想变压器各物理量的决定因素

1.输入电压U1决定输出电压U2，输出电流I2决定输入电流I1，输入功率随输出功率的变化而变化直到达到变压器的最大功率（负载电阻减小，输入功率增大；负载电阻增大，输入功率减小）。

2.因为P入?P出，即U1·I1?U2·I2，所以变压器中高压线圈电流小，绕制的导线较细，低电压的线圈电流大，绕制的导线较粗。（上述各公式中的I、U、P均指有效值，不能用瞬时值）。 九、解决变压器问题的常用方法

1： 电压思路:变压器原、副线圈的电压之比为U1/U2=n1/n2；当变压器有多个副绕组U1/n1=U2/n2=U3/n3=…… 2：功率思路:理想变压器的输入、输出功率为P入=P出，即P1=P2；当变压器有多个副绕组时P1=P2+P3+…… 3：电流思路:由I=P/U知,对只有一个副绕组的变压器有I1/I2=n2/n1；当变压器有多个副绕组n1I1=n2I2+n3I3+……4：（变压器动态问题）制约思路。 （1）电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定时，输出电压U2由输入电压U1决定，即U2=n2U1/n1，可简述为“原制约副”.

（2）电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1=n2I2/n1，可简述为“副制约原”.

（3）负载制约：①变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2=P负1+P负2+…；

②变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确定，I2=P2/U2；③总功率P总=P线+P2.

动态分析问题的思路程序可表示为：

UUn21?1I?2RnPP1?P2(I1U1?I2U2)1?I1U1负载U1?U22??P1 ?????U???????I??????????I1????22决定决定决定决定I1n2

I2n1

5 ：原理思路:变压器原线圈中磁通量发生变化，铁芯中磁通量的变化ΔΦ/Δt相等； 十、电能的输送

2

1．根据P损＝IR线，降低输电电能损失有以下两种措施

(1)减小R线：由R＝ρ可知，减小R线可用ρ较小的导体材料(如铜)或增大导线的横截面积(有时不现实)。 (2)减小输电电流：在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须提高输电电压，即高压输电。 2．远距离高压输电示意图

3．远距离高压输电的几个基本关系

(1)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3

lSU1n1I2U3n3I4U2n2I1U4n4I3P2P3U2－U3

(3)输电电流：I线＝＝＝。

U2U3R线

2

(2)电压、电流关系：＝＝，＝＝ ,U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线。

(4)输电线上损耗的功率P损＝I线ΔU＝I线R线＝()R线。 注意：送电导线上损失的电功率，不能用P损?2U出P2U2

2

R线求，因为U出不是全部降落在导线上。

【导与练】

1.一个小型电热器若接在愉出电压为10V的直流电源上.消耗电功率为P;若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为

P。如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为（ C ） 2A .5V B.52V C .10V D.102V

2.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。己知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW。设此时原线圈中电流有效值为I，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为（ B ）

A ．380V和5.3A B．380V和9.1A C．240V和5.3A D．240V和9.1A

3.一台电风扇的额定电压为交流220V。在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图所示。这段时间内电风扇的用电量为( B )

-2

A.3.9×10度

-2

B.5.5×10度

-2

C.7.8×10度

-2

D.11.0×10度

4..如图，理想变压器原线圈输入电压U?Umsin?tu，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器。V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示。下列说法正确的是（ C ）

A．I1和I2表示电流的瞬间值

B．U1和U2表示电压的最大值

C．滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大 D．滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小

5.某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100πt（V），对此电动势，下列表述正确的有( C D )

A.最大值是502V B.频率是100Hz C．有效值是252V D.周期是0.02s

6.如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈a和b，则( D ) A．线圈a输入正弦交变电流，线圈b可输出恒定电流 B．线圈a输入恒定电流，穿过线圈b的磁通量一定为零

C．线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响 D．线圈a的磁场变化时，线圈b中一定有电场

7.通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R。当副线圈与原线圈的匝数之比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数之比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1和P2/P1分别为( D )

A．PR/kU,1/n B(P/kU)2R, 1/n C. PR/kU, 1/n2 D (P/kU)2R,1/n2

8.如图，理想变压器原、副线圈匝数比为20：1，两个标有“12V，6W”的小灯泡并联在副线圈的两端，当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表（可视为理想的） 的示数分别是（ D ）

A.120V，0.10A B.240V，0.025A

C.120V，0.05A D.240V，0.05A

9．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则( B )

A．t =0.005s时线框的磁通量变化率为零 B．t =0.01s时线框平面与中性面重合 C．线框产生的交变电动势有效值为311V D．线框产生的交变电动势的频率为100Hz 10．某小型实验水电站输出功率是20 kW，输电线总电阻为6 Ω

(1)若采用380 V输电，求输电线路损耗的功率。

(2)若改用5 000 V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压。 解析：(1)输电线上的电流为

P20×10

I＝＝ A≈52.63 A U380

输电线路损耗的功率为P损＝IR＝52.63×6 W≈16620 W＝16.62 kW。

2

2

3

(2)改用高压输电后，输电线上的电流为

P20×10I′＝＝ A＝4 A

U′5 000

用户端在变压器降压前获得的电压U1＝U′－I′R＝(5 000－4×6)V＝4 976 V 根据＝，用户得到的电压为

3

U1n1U2n2

n21

U2＝U1＝×4976 V≈226.18 V。

n122

第六章：传感器

【知识要点】

一、传感器的及其工作原理

有一些元件它能够感受诸如力、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。我们把这种元件叫做传感器。它的优点是：把非电学量转

换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。

例如：光敏电阻在光照射下电阻变化的原因：有些物质，例如硫化镉，是一种半导体材料，无光照时，

载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。光照越强，光敏电阻阻值越小。 金属导体的电阻随温度的升高而增大。

热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，且阻值随温度变化非常明显。

金属热电阻与热敏电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差。 二、传感器的应用 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．力传感器————将力信号转化为电流信号的元件。 5．霍尔元件

霍尔元件是将电磁感应这个磁学量转化为电压这个电学量的元件。

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UH，UH?kIB． d传感器

执行机构

显示器

1．传感器应用的一般模式 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 传感器的应用实例：1．光控开关2．温度报警器 【导与练】

计算机系统

1.街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的（ B ）

A.压敏性 B.光敏性 C.热敏性 D.三特性都利用了 2.若超导体线圈连接在电路中，则（ C ）

A.超导体线圈中有较小的电流通过 B.有强大的电流通过线圈，不能产生强大的磁场 C.电流通过超导体线圈，能产生强大的磁场 D.电流在超导体线圈中，会有部分能量消失 3.下列电子元件中，由半导体材料制成的是（ C ）

A.电容器 B.镇流器 C.光控开关 D.滑动变阻器

4.如图所示是一火警器的一部分电路示意图，其中R2为半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器.当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（ B ）

A.I变大，U变大 B.I变小，U变小 C.I变小，U变大 D.I变大，U变小 5.关于半导体，下列说法正确的有（ ABCD ）

A.半导体导电性能介于导体和绝缘体之间 B.半导体导电性能随温度升高而增强

C.半导体可以制成光敏元件 D.半导体可以制成大规模集成电路 6.如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当光照强度增大时（ ABCD）

A.电压表的示数增大 B.R2中的电流减小