第十二章 应用拓展·素养提升12 交变电流在生产、生活中的应用-【创新教程】2024高考物理总复习大一轮课件PPT（新教材，人教版）

[应用拓展·素养提升]交变电流在生产、 生活中的应用 第十二章 交变电流 传感器 下一页 上一页 返回导航 第十二章 交变电流 传感器 高考总复习 物理（新教材） 下一页 上一页 返回导航 第十二章 交变电流 传感器 高考总复习 物理（新教材） 下一页 上一页 返回导航 第十二章 交变电流 传感器 高考总复习 物理（新教材） 下一页 上一页 返回导航 第十二章 交变电流 传感器 高考总复习 物理（新教材） 下一页 上一页 返回导航 第十二章 交变电流 传感器 高考总复习 物理（新教材） 下一页 上一页 返回导航 第十二章 交变电流 传感器 高考总复习 物理（新教材） 下一页 上一页 返回导航 第十二章 交变电流 传感器 高考总复习 物理（新教材） 下一页 上一页 返回导航 第十二章 交变电流 传感器 高考总复习 物理（新教材） 下一页 上一页 返回导航 第十二章 交变电流 传感器 高考总复习 物理（新教材） 下一页 上一页 返回导航 第十二章 交变电流 传感器 高考总复习 物理（新教材） 下一页 上一页 返回导航 第十二章 交变电流 传感器 高考总复习 物理（新教材） 下一页 上一页 返回导航 第十二章 交变电流 传感器 高考总复习 物理（新教材） 下一页 上一页 返回导航 第十二章 交变电流 传感器 高考总复习 物理（新教材） 交变电流将人类生活带入电气化时代，人们的日常生活与交变电流密不可分.同学们不仅要学习交变电流相关的知识，还要能够在生活中应用，这就要求大家关注身边的物理现象，体会身边的物理知识，认识科技进步对人类生活的重大影响，进一步提升学科核心素养. 霓虹灯发光现象 [典例1] 有一正弦交流电源，电压有效值U＝120 V，频率为f＝50 Hz，向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0＝60eq \r(2) V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？为什么人眼不能看到这种忽明忽暗的现象(人眼视觉暂留时间约eq \f(1,16)s)? [解析]　由正弦式交流电的电压峰值Um与有效值U的关系得Um＝eq \r(2)U＝120eq \r(2) V 设t＝0时交流电的瞬时电压u＝0，则交流电的瞬时值表达式可写为u＝120eq \r(2) sin 100πt(V) 如图所示，画出一个周期内交流电的u－t图像，其中阴影部分对应的时间表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性可知，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1. 当u＝U0＝60eq \r(2) V时，由上式得t1＝eq \f(1,600) s，又周期T＝eq \f(2π,ω)＝eq \f(1,50) s， 故一个周期内霓虹灯能发光的时间 t0＝T－4t1＝eq \f(1,75) s 一个小时内霓虹灯发光的时间为t′＝eq \f(3 600,\f(1,50))×eq \f(1,75)＝2 400 s 很明显，霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而每次熄灭的时间只有eq \f(1,300) s(如图t2时刻到t3时刻)．由于人的眼睛具有视觉暂留现象，这个视觉暂留时间约为eq \f(1,16) s，远大于eq \f(1,300) s，因此人眼不会因为霓虹灯短暂的熄灭而有所感觉． [答案]　见解析 自行车车头灯 [典例2]　有一种能向自行车车头灯供电的小型交流发电机，图甲为其结构示意图．图中N、S是一对固定的磁极，abcd为固定在转轴上的矩形线圈，转轴过bc的中点、与ab边平行，它的一端有一半径r0＝1.0 cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图乙所示．当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线圈在磁极间转动．设线圈由n＝800匝的导线组成，每匝线圈围成的面积S＝20 cm2， 磁极间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度B＝0.01 T，自行车车轮的半径R1＝35 cm，小齿轮的半径R2＝4.0 cm，大齿轮的半径R3＝10.0 cm.现从静止开始使大齿轮加速转动，问大齿轮的角速度为多大时才能使发电机输出电压的有效值U＝3.2 V？(假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动) [解析]　当自行车车轮转动时，通过摩擦小轮使发电机的线圈在匀强磁场内转动，线圈中产生一正弦式交流电动势，其峰值Em＝nω0BS 式中ω0为线圈转动的角速度，即摩擦小轮转动的角速度 发电机两端电压的有效值U＝eq \f(\r(2),2)Em 设自行车车轮转动的角速度为ω，由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动，则有R1ω＝r0ω0 小齿轮转动的角速度与自行车车轮转动的角速度相同，也为ω，设大齿轮转动的