物理选修3-2知识点总结

第四章：电磁感应

【知识要点】

一.磁通量

穿过某一面积的磁感线条数；O=BS-sinO■,单位Wb,lWb=lT•in?；标量，但有正负。

二.电磁感应现象

当穿过闭合电路中的磁通量发生变化，闭合电路中有感应电流的现象。如果电路不闭合只会产生感应电

动势。(这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象，是1831年法拉第发现的)。

三.产生感应电流的条件

1、闭合电路的磁通量发生变化。

2、闭合电路中的一局部导体在磁场中作切割磁感线运动。〔其本质也是闭合回路中磁通量发生变化)。

四.感应电动势

1、概念：在电磁感应现象中产生的电动势;

2、产生条件：穿过回路的磁逋量发生改变，与电路是否闭合无关。

3、方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或方向定那么判断。

五.法拉第电磁感应定律

1、内容：感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

Ad)

2、公式：其中〃为线圈匝数。

3、公式E=〃包中涉及到磁通量的变化量△。的计算，对△，的计算，一般遇到有两种情况：

Ar

11).回路与磁场垂直的面积S不变，磁感应强度发生变化,由=此时E=〃黑S,此式

中的■叫磁感应强度的变化率，假设.是恒定的，即磁场变化是均匀的，产生的感应电动势是恒定电动

加加

势。

(2),磁感应强度6不变，回路与磁场垂直的面积发生变化，那么=8•AS,线圈绕垂直于匀强

磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属这种情况。

⑶.眩通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的区别

三个量

磁通量的变化量磁通量的变化率

磁通量

较工^^

某时刻穿过

某段时间内穿过某个面的磁通量变

物理意义某个面的磁穿过某个面的磁通量变化的快慢

化

感线的条数

△⑦=生一⑦1

大小。

⑦=BScosA0=BASNt吨产X、X

A0=5AB

假设有相反既不表示磁通量的大小，也不表示变

开始时和转过180°时平面都与磁

方向磁场，磁化的多少。实际上，它就是单匝线圈

注意场垂直，穿过平面的磁通量是一正一

通量可能抵A①

负，A①=2BS,而不是零上产生的电动势，即E-弋

消A

注意：①该式E=〃包中普遍适用于求平均感应电动势。

②E只与穿过电路的磁通量的变化率A0/A/有关，而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电

路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关

六.导体切割磁感线时的感应电动势

1、导体垂直切割磁感线时，感应电动势可用£=山求出，式中，为导体切割磁感线的有效长度。

（1）有效性：公式中的,为有效切割长度，即导体与「垂直的方向上的投影长度。

甲图：1=cdsin3；

乙图：沿巴方向运动时，1=MN；沿西方向运动时，1=0。

丙图：沿乃方向运动时，J=A/27?；沿匹方向运动时，1=0；沿历方向运动时，1=R

（2）相对性：£=8/厂中的速度y是相对于磁场的速度，假设磁场也运动，应注意速度间的相对关系。

2、导体不垂直切割磁感线时，即/与8有一夹角9,感应电动势可用。求出。

3、公式E=一般用于导体各局部切割磁感线的速度相同，对有些导体各局部切割磁感线的速度不

相同的情况，如何求感应电动势？

例：如下图，一长为/的导体杆/。绕/点在纸面内以角速度。匀速转动,转动的

区域的有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为反求AC产生的感应电动势，

解析：AC各局部切割磁感线的速度不相等，VA=O，VC=〃，且/。上各点的

线速度大小与半径成正比，

所以4C切割的速度可用其平均切割速度丫=合"=生=义，故£=L342。

2222

4、Em=trB・S,①---面积为S的纸圈，共”匝，在匀强磁场6中，以角速度0

匀速转动，其转轴与磁场方向垂直，那么当线圈平面与磁场方向平行时，线圈两端有最大有感应电动势

解析：设线框长为。宽为4以。转到图示位置时，

边垂直磁场方向向纸外运动切割磁感线，速度为丫=。・-

2

（圆运动半径为宽边d的一半）产生感应电动势

E=BL*v=BL*co*—=—BS*a）,a端电势高于b端电势。

22

（右图的俯示图）

同理cd边产生感应电动势E=-BSa>。。端电势高于d端电势。

2

那么输出端〃.”电动势为耳”=3S0。如果线圈〃匝，那么旦“=/raS。。〃端电势高，“端电势低。

参照俯示图:这位置由于线圈边长是垂直切割磁感线，所以有感应电动势最大值耳“，如从图示位置转过

一个角度8,如果圆周运动线速度v,在垂直磁场方向的分量应为vcosd,此时线圈产生感应电动势的瞬

时值E=Em.cos0.即作最大值方向的投影石=Em.cos0=n-B-Sa）-cos018是线圈平面与磁场方向的夹

角）。当线圈平面垂直磁场方向时，线速度方向与磁场方向平行，不切割磁感线，感应电动势为零。

七.总结：计算感应电动势公式：

E=-BIJG）（导体绕某一固定点转动）

2

注意：1.公式中字母的含义，公式的适用条件及使用条件。

2.感应电流与感应电量，当回路中发生磁通变化时，由于感应电场的作用使电荷发生定向移动而形成感

应电流，在加内迁移的电荷量为感应电量。

4=3上&=^^=啦,仅由回路电阻和磁通量的变化量决定，与磁通量变化的时间无关。

RRAtR

因此，当用一磁棒先后两次从同一处用不同速度插至线圈中同一位置时，线圈里聚积的感应电量相等,

但快插与慢插时产生的感应电动势、感应电流不同，外力做功也不同。

A.楞次定律：

1、用楞次定律判断感应电流的方向。

楞次定律的内容：感应电流具有这样的的方向，感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流磁通量的

变化。

即原磁通量变化上生♦感应电流—建之一感应电流磁场.-刎->原磁通量变化。

〔这个不太好理解、不过很好用口诀：增缩减扩，来拒去留，增反减同）

2、楞次定律的理解：感应电流的效果总是要对抗〔或阻碍）引起感应电流的原因。

[1）阻碍原磁通的变化（原始表述）；（2）阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”。

（3）使线圈面积有扩大或缩小的趋势；[4）阻碍原电流的变化〔自感现象）。

3、应用楞次定律判断感应电流方向的具体步骤：

11）查明原磁场的方向及磁通量的变化情况；

〔2）根据楞次定律中的“阻碍”确定感应电流产生的磁场方向；

13）由感应电流产生的磁场方向用安培表判断出感应电流的方向。

4、当闭合电路中的一局部导体做切割磁感线运动时，用右手定那么可判定感应电流的方向。

导体运动切割产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例，所以判定电流方向的右手定那么

也是楞次定律的特例。力”用左手，“其它”用右手，

九.互感自感涡流

1、互感：由于线圈A中电流的变化，它产生的磁通量发生变化，磁通量的变化在线

圈B中激发了感应电动势。这种现象叫互感。

2、自感：由于线圈（导体）本身电流的变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。

①在自感现象中产生感应电动势叫自感电动势。分析可知：自感电动势总是阻

碍线圈〔导体）中原电流的变化。

自感电动势的大小跟电流变化率成正比。理=L7

/是线圈的自感系数，是线圈自身性质，线圈越长，匝数越多，横截面积越大，自感

系数/越大。另外，有铁心的线圈的自感系数比没有铁心时要大得多。单位是亨利⑴）。

②自感现象分通电自感和断电自感两种，其中断电自感中“小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下”的问

题，

例：如图2所示，原来电路闭合处于稳定状态，/与乙4并联，其电流分别为。和〃，方向都是从

左到右。在断开S的瞬间，灯/中原来的从左向右的电流心立即消失，但是灯/与线圈/构成一闭合

回路，由于/的自感作用，其中的电流。不会立即消失，而是在回路中逐断减弱维持短暂的时间，在

这个时间内灯/中有从右向左的电流通过，此时通过灯/的电流是从。开始减弱的，如果原来〃>IA,

那么在灯力熄灭之前要闪亮一下；如果原来那么灯/是逐断熄灭不再闪亮一下。原来〃和的

哪一个大，要由/的直流电阻勺,和/的电阻RA的大小来决定，如果2RA，则44乙，如果

RL<RA，IL>IA。

3、涡流及其应用

11）变压器在工作时，除了在原、副线圈产生感应电动势外，变化的磁通量也会在铁芯中产生感应电

流。一般来说，只要空间有变化的磁通量，其中的导体就会产生感应电流，我们把这种感应电流叫做

涡流

12）应用：①新型炉灶一一电磁炉。②金属探测器：飞机场、火车站平安检查、扫雷、探矿。

【导与练】

1.将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电

动势和感应电流，以下表述正确的选项是（C）

A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关

B.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大

C.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大，

D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同

2.如下图，一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线处于同一平面内，小

而且处在两导线的中央，那么（A）1!1

A.两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零

B.两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零

C.两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量相等’

D.因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零

3.电阻火电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如下图。现使

磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过户的电流方向和

电容器极板的带电情况是①）ui

B.从a到6,下极板带正电

C.从b到a,上极板带正电

D.从6到a,下极板带正电

4.将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向

垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，以下表述正确x小x的选项

是(C)

x

A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关B.穿过线圈的磁通x量越

大,

感应电动势越大xX

C.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D.感应电0

流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同

5.如下图，光滑固定的金属导轨"水平放置，两根导体棒一。、平行放置

在导轨上,形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时（AD）

A.P、。将相互靠拢N

B.P、。将相互远离

C.磁铁的加速度仍为g

D.磁铁的加速度小于g

6.如下图,有一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个闭合的

矩形导线框abed,沿纸面由位置1（左）匀速运动到位置2（右），那么（D）

b,"2

A.导线框进入磁场时,感应电流的方向为a-bfc—dfa

B.导线框离开磁场时,感应电流的方向为a-dfc—6fa

C.导线框离开磁场时,受到的安培力水平向右

D.导线框进入磁场时,受到的安培力水平向左

7.如图所，电路中A、B是完全相同的灯泡，/是一带铁芯的线圈。B

开关S原来闭合,那么开关S断开的瞬间（D）

A./中的电流方向改变,灯泡B立即熄灭

B./中的电流方向不变,灯泡B要过一会儿才熄灭

C./中的电流方向改变,灯泡A比B熄灭慢

D./中的电流方向不变,灯泡A比B熄灭慢

8.如下图的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为Bo电阻为"半径

为£、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的。轴以角速度3匀速转动（。XXXXXX

B

轴位于磁场边界）。那么线框内产生的感应电流的有效值为（D）XXXXXX

A-

2RXXXXXX

y[2BL2coBI7coXXX°XXX

,4R4R

9.如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘

重合;磁场方向垂直于半圆面1纸面〕向里，磁感应强度大小为Bo.使该线框从静止

开始绕过圆心o、垂直于半圆面的轴以角速度①匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图

中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应

强度随时间的

变化率笑的大小应为（c）

4。综2。妹

A.------5-B.------5-

7171

①Bn

B.C.—^D.

7127

10.如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕0点在其所在平面内

旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a（B）

A.顺时针加速旋转B.顺时针减速旋转

C.逆时针加速旋转D.逆时针减速旋转

11.半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体杆，单位长度电阻均为R。.圆环水平

固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强盛场，磁感应强度为B。.杆在圆环上以速度V。

平行于直径CD向右做匀速直线坛动.杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环

中心0开始，杆的位置由。确定，如下图。那么(AD)

A.。=0时，杆产生的电动势为28av

B.9=n/3时，杆产生的电动势为退晟〃

2B2av

C.。=0时，杆受到的安培力大小为

（乃+2）&

3B^av

D.。=m/3时，杆受到的安培力大小为

（5»+3）&o

12.金属杆和园间距为/,肺间接有电阻尼磁场如下图，磁感应强度为反金属棒46长为21,由

图示位置以力为轴，以角速度。匀速转过90°(顺时针)。求该过程中(其他电阻不计)：

(1)7?上的最大电功率。

(2)通过7?的电量。

解析：47转动切割磁感线，且切割长度由/增至21以后四离开恻电路断开。

(1)当夕端恰至就上时，£最大。

0+川21以4百

，2八,=2B3f,Pua—,

2RR

(2)/6由初位置转至8端恰在腑上的过程中回路

产7.t*=逊

A①=B•~,7•22•sin60°4AR2R

13.如图，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L电阻不计。

在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。整个系统置于匀强磁场

中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒

MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，.且与导轨接触良好。

某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为g。求：

(1)磁感应强度的大小：

(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。

解析：每个灯上的额定电流为/=口额定电压为：U;质

mgy/PR

〔1)最后MN匀速运动故：B2IL=mg求出：B=

2PLb

,、小4PR2P

[2)U=BLv得：v=-----=——

BLmg

14.如下图，半径为A的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为反方向垂直于

纸面向内。一根长度略大于导轨直径的导体棒仞V以速率/在圆导轨上从左端滑到右端，电路中的定值电阻

为r,其余电阻不计。导体棒与圆形导轨接触良好。求:

(1)在滑动过程中通过电阻r上的电流的平均值；

(2)脉从左端到右端的整个过程中，通过r上的电荷量；

(3)当腑通过圆导轨中心时，通过r上的电流是多少？

解析：导体棒从左向右滑动的过程中，切割磁感线产生感应电动势，对电阻r供电。

(1)计算平均电流，应该用法拉第电磁感应定律，先求出平均感应电动势。整个过

2RA(P

程磁通量的变化为A(所用的时间At=一，代入公式£=工一=

P=BS=BTIvAt

JIBRvEJIBRv

平均电流为/=-=1=。

2r2r

/?Ji川

(2)电荷量的运算应该用平均电流，q=Z=——。

r

⑶当腑通过圆形导轨中心时，切割磁感线的有效长度最大，1=2R,根据导体切割磁感线产生的电动势

公式，£=皮厂得£=加7?%此时通过r的电流为/='="包。

rr

15.如下图，两根足够长的光滑金属导轨MV、PQ间距为/=0.5m,其电阻不计，两导轨及其构成的平面

均与水平面成30。角。完全相同的两金属棒。6、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接

触，两棒的质量均为0.02kg,电阻均为R=0.1d整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应

强度为B=0.2T,棒油在平行于导轨向上的力厂作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能保持静止。

取g=10m/s2,问：

(1)通过cd棒的电流/是多少，方向如何？

(2)棒ab受到的力F多大？

(3)棒cd每产生0=0.1J的热量，力厂做的功W是多少？

解析：(1)棒cd受到的安培力%=他①

棒cd在共点力作用下平衡，那么以=Mgsin30②

由①②式代入数据解得/=1A,方向由右手定那么可知由d到以

12)棒M与棒Cd受到的安培力大小相等Fab=Fcd

对棒由共点力平衡有尸=〃zgsin30+//B代入数据解得F=0.2N

13)设在时间r内棒cd产生。=0.1J热量，由焦耳定律可知。=片及

设棒匀速运动的速度大小为v,那么产生的感应电动势E=Blv

F

由闭合电路欧姆定律知I=——由运动学公式知，在时间r内，棒必沿导轨的位移户近

2R

力产做的功W=Ec综合上述各式，代入数据解得W=0.4J

16.如图甲所示，在水平面上固定有长为A=2m、宽为庐1m的金属“U”型轨导，在“U”型导轨右侧片0.5m

范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在片0时刻，质量为

/n=0.1kg的导体棒以次lm/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为〃

=0.1,导轨与导体棒单位长度的电阻均为2=0.1。/加，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的

影响(取g=10m/s2)o

11)通过计算分析4s内导体棒的运动情况；

12)计算4s内回路中电流的大小，并判断电流方向；

[3)计算4s内回路产生的焦耳热。

1

—jumg=mavt-v0+atx=vot+—at2

代入数据解得：t=ls,x=O.5m,导体棒没有进入磁场区域。导体棒在Is末已经停止运动，以后一直保

持静止，离左端位置仍为x=0.5加

(2)前2s磁通量不变，回路电动势和电流分别为E=0,/=0后2s回路产生的电动势为

E=包=id—=0.1V回路的总长度为5m,因此回路的总电阻为R=5A=0.50电流为I=邑=Q.2A

AZAZR

根据楞次定律，在回路中的电流方向是顺时针方向

[3)前2s电流为零，后2s有恒定电流，焦耳热为。=/2放=0.04/

17.如图，质量为〃的足够长金属导轨abed放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计，质量为机的导

体棒PQ放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为〃，棒左侧有两

个固定于水平面的立柱。导轨be段长为L开始时PQ左侧导轨的总电阻为R,右侧导轨单位长度的电阻

为R)。以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向左，磁感应强度大小均为反在f

=0时，一水平向左的拉力/垂直作用于导轨的be边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度

为a。

m求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式；

[2)经过多少时间拉力尸到达最大值，拉力F的最大值为多少？

[3）某一过程中回路产生的焦耳热为。导轨克服摩擦力做功为W,

解析：

（1）感应电动势为导轨做初速为零的匀加速运动，vat,

E—BLat,s=aP/2,感应电流的表达式为

1=BLv/R&=BLat/（R+2Roxa产/2）=BLat/（R+Roa产），

[2）导轨受安培力FA=BIL=B2L2at/（R+Roat2）,

摩擦力为4=〃FN=〃hng+BIL]（R+RoaP）]，

根据牛顿运动定律

上式中当R/t=Roat即t=时外力尸取最大值，Fmax—Ma+/jmg+2

⑶设此过程中导轨运动距离为s,由动能定理w令=9，摩擦力为（相g+EJ,

W-^iQMa

摩擦力做功为jumgs+juWA^/Jmgs+juQ,s——AEk=Mas=(w—

"mg"mg

第五幸：金变电流

【知识要点】

一.交变电流

L定义：大小和方跑都随时间做周期性变化的电流。

2.图像：如图（a）、（b）、（c）、（d）所示都属于交变电流。其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦交流电,

如图（a）所示。

二.正弦交流电的产生和图像

1.产生:矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于匀强磁场的线圈的对称轴作匀速转动时，如图产生正弦〔或

余弦）交流电动势。当外电路闭合时形成正弦（或余弦）交流电流。

2.变化规律：

（1）中性面：与磁感线垂直的平面叫中性面。

线圈平面位于中性面位置时，如图[A）所示，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量变化率为零。因此,

感应电动势为零。

当线圈平面匀速转到垂直

于中性面的位置时（即线圈平面与

磁感线平行时〕如图（C）所示，穿

过线圈的磁通量虽然为零，但线

圈平面内磁通量变化率最大。因

此，感应电动势值最大。

Em=2-N-B-l-v=N-B-m-S（伏）[“为匝数）

三.正弦交流电的函数表达式

假设n匝面积为S的线圈以角速度3绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从中性面开始计时，其函数

形式为

①①m

磁通量①=①m'COS①，=\/X

VT'

E：|

电动势e=Em*sina)t=nBScosincotC\p\

JV-

u]

.REm.

电压u—UTTm・(osincot=R+rsincot4

z

Em

电流i—Im•sm3t—n/smgtC\.

R+rV-

五.两个特殊位置的特点

A①

1.线圈平面与中性面重合时，SLB,◎最大，F=0,e=0,/=0,电流方向将发生改变。

A①

2.线圈平面与中性面垂直时，S//B,0=0,这7最大，e最大，/最大，电流方向不改变。

六.表征交流电的物理量：

1.周期、频率和角速度

9JI

⑴周期⑺：交变电流完成二^嬲性变化（线圈转一周）所需的时间，单位是秒（S）,公式？=不

⑵频率（力：交变电流在1s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹（Hz）。

⑶角速度0：3=不=2时单位：弧度/秒

（4）周期和频率的关系：,或/"=5

2.交变电流“四值”的理解与应用

物理量物理含义重要关系应用情况及说明

交变电流某一时e=_fi!sin3t,〃=&sinst,

瞬时值计算线圈某时刻的受力情况

刻的值7=7msin3t

瓦=nBSco,&=n①.3,Im当考虑某些电学元件（电容器、晶

最大值最大的瞬时值区体管等）的击穿电压时，指的是交

R-\~r变电压的最大值

根据电流的热效（1）通常所说的交变电流的电压、

有效值对正弦、余弦交变电流E=

应（电流通过电阻电流强度、交流电表的读数、保

产生的热）进行定EmUmIm险丝的熔断电流值、电器设备铭

义PFF牌上所标的电压、电流值都是指

交变电流的有效值

（2）求解交变电流的电热问题时，

必须用有效值来进行计算

———A0—

交变电流图像中E—BLv,E—nI

图线与t轴所围

平均值计算有关电量时只能用平均值

成的面积与时间~E

的比值R+r

3.几种典型的交变电流的有效值

电流名称电流图像有效值

Umu

1

正弦式交变电流u=-j=u

0m

~Um

1

正弦半波电流J%=5%

0T/2Tt

u

t/ml-

Um

正弦单向脉动电流/F

T/2Tt

u

um

[tl

矩形脉动电流U=A

0tTt

u

brl———

非对称性交变电流

c)T/2Ti

-u2

七、电感和电容对交变电流的影响

1.电感对交变电流有阻碍作用，阻碍作用大小用感抗表示。XL=2叽

低频扼流圈，线圈的自感系数工很大，作用是“通直流，阻交流”;

高频扼流圈，线圈的自感系数上很小，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

耦合电容，容量较大，隔直流、通交流

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、副线圈和闭合铁芯组成。

2.变压器的原理

电流磁效应、电磁感应（互感现象）»

3.理想变压器的根本关系

铁芯

,.,,_.、，―U\77]

（1）电压关系：77=一。

U2772

（2）功率关系：P入=废。

⑶电流关系：①只有一个副线圈时：4=-o②有多个副线圈时：3H——FKZ.O

12Z?1

A0U\①

（4）对于单个副线圈的变压器，原、副线圈中的频率?、磁通量变化率R相同，并且满足一=二丁。

AtnAt

注意：理想变压器各物理量的决定因素

1.输入电压4决定输出电压图输出电流为决定输入电流/1,输入功率随输出功率的变化而变化直到

到达变压器的最大功率（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.因为尸入=尸出，即•1]=。2•A，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/、伙户均指有效值，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勿居"/功；当变压器有多个副绕组勿疗勿游"所……

2：功率思路:理想变压器的输入、输出功率为户入=9由，即£=总；当变压器有多个副绕组时……

3：电流思路：由小?〃知，对只有一个副绕组的变压器有工/心二功/功；当变压器有多个副绕组

ihlmmL+nih+...4：〔变压器动态问题）制约思路。

11）电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比gG一定时，输出电压&由输入电压〃决定，即

由mUjm,可简述为“原制约副”.

12）电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比（Wa）一定，且输入电压〃确定时，原线圈中的电流

Z由副线圈中的输出电流为决定，即工=久心/功,可简述为“副制约原”.

13）负载制约：①变压器副线圈中的功率R由用户负载决定，月=尸负i+尸负计…；

②变压器副线圈中的电流12由用户负载及电压丛确定，4=2/附③总功率户总=户线+%

动态分析问题的思路程序可表示为：

%』I=_^.

U、%“2m°」负载"WiU。-％一

决定2决定2决定1决定

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△。/△力相等；

十、电能的输送

1.根据F报=/«线，降低输电电能损失有以下两种措施

（1）减小〃线：由印=。（可知，减小左线可用O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，根据片火，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根本关系

（1）功率关系：旦三

zx_!_、*、，­Ui77iI2U3mh,,

（2）电压、电流关系：-77=-=~j~9~T7=—=~j~,lk='U~\~Ua,Iz=IB=I线°

⑶输电电流：/线=§P2=得Pi=义Ih7—gUz。

LhthAh

⑷输电线上损耗的功率尸损=/线A〃=/线跳线=（令"线。

U2

ul

注意：送电导线上损失的电功率，不能用生=」求，因为u出不是全部降落在导线上。

R线

【导与练】

1.一个小型电热器假设接在愉出电压为10V的直流电源上.消耗电功率为尸；假设把它接在某个正弦交流

p

电源上，其消耗的电功率为一。如果电热器电阻不变，那么此交流电源输出电压的最大值为（C）

2

A.5VB.5V2VC.10VD.I0V2V

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局部。一升压式自耦调压变压器的

电路如下图，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2.0kW。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，那么U2和11分别约为1B）

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的变化如下图。这段时间内电风扇的用电量为（B）

XI。?度

XI。-。度

XI。-。度

X109度

4..如图，理想变压器原线圈输入电压。