高中物理：交流电1.docx

11.1 交流电的形成应用 一、学习目标 1、清晰交流电的形成，熟练应用交流电的四值 2、能分辨四值的不同用处 二、典型例题 例1、南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意如图甲。浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置线圈随周期T=3s的波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连。如图乙所示，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成，其截面积S=0.2m2（图乙中斜线阴影部分），其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计；匝数N=200的线圈所在处辐向磁场的磁感应强度B=0.2T，线圈直径D=0.4m，电阻r=1Ω。取重力加速度g=10m/s2，。 甲乙甲浮桶线圈浮桶截面磁场（1）若浮桶随波浪上下运动可视为受迫振动，浮桶振动的速度可表示为。写出波浪发电产生电动势e的瞬时表达式；画出电流i随时间 甲 乙甲 浮桶 线圈 浮桶截面 磁场 **（2）已知浮力，，当浮桶及线圈的总质量为多大时，波浪机械能转化为电能的效率最高？（提示：忽略水的阻力，当电路断开时，浮桶及线圈可视作简谐运动，其周期，式中m为振子质量，k为回复力常数。） 例2、交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为R，当线圈由图中实线位置匀速转动900到达虚线位置过程中，求： (1)通过R的电荷量q为多少？ (2)R上产生电热QR为多少？ (3)外力做的功W为多少？ 三、限时练习 1、有一正弦交流电源，电压有效值U=120V，频率为f=50Hz向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0=60V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？