20xx滬科版高中物理選修（3-2）第2章第1節(jié)《怎樣產(chǎn)生交變電流》word學(xué)案(文件)
【正文】 ． 線圈所受的安培力為零 D． 線圈中的電流為零 答案 CD 解析 線圈轉(zhuǎn)動的角速度為 ω，則轉(zhuǎn)過一圈用時 2πω，當(dāng) t＝ π2ω時說明轉(zhuǎn)過了 14圈，此時線圈位于中性面位置，所以穿過線圈的磁通量最大， B 錯誤．由于此時感應(yīng)電動勢為零，所以線圈中電流為零，線圈所受的安培力為零， A 錯誤， C、 D 正確． 題組三 交變電流的規(guī)律 8． 一矩形線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交變電動勢為 e＝ 10 2sin (20πt) V， 則下列說法正 確的是 ( ) A． t＝ 0 時 ， 線圈位于中性面 B． t＝ 0 時 ， 穿過線圈的磁通量為零 C． t＝ 0 時 ， 線圈切割磁感線的有效速度最大 D． t＝ s 時 ， 電動勢第一次出現(xiàn)最大值 答案 A 解析 由電動勢 e＝ 10 2sin (20πt) V知，計時從線圈位于中性面時開始，所以 t＝ 0 時，線圈位于中性面，磁通量最大，但此時線圈切割磁感線的線速度方向與磁感線平行，切割磁感線的有效速度為零， A正確， B、 C錯誤 ． 當(dāng) t＝ s 時， e＝ 10 2sin(20π ) V＝ 0， D錯誤 ． 形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時 ， 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為 50 V， 那么該線圈由圖 6 所示位置轉(zhuǎn)過 30176。sin ωt 丙 ： e＝ BSω (3)若線圈有 n 匝 ， 則相當(dāng)于 n 個完全相同的電源串聯(lián) ， 所以 甲 ： e＝ 0 乙 ： e＝ nBSωsin ωt 丙 ： e＝ nBSω [要點提煉 ] 1． 正弦式交變電流的瞬時值表達式 ： (1)當(dāng)從中性面開始計時 ： e＝ Emaxsin_ωt. (2)當(dāng)從與中性面垂直的位置開始計時 ： e＝ Emaxcos_ωt. 2． 正弦式交變電流的峰值表達式 ： Emax＝ nBSω 與線圈的形狀及轉(zhuǎn)動軸的位置 無關(guān) ． (填 “ 有關(guān) ” 或 “ 無關(guān) ” ) 3． 兩個特殊位置 ： (1)中性面 ： 線圈平面與磁場 垂直 ． e 為 0， i 為 0， Φ最大 ， ΔΦΔt為 0.(填 “ 0” 或 “ 最大 ” ) 線圈每次經(jīng)過中性面時 ， 線圈感應(yīng)電流的方向要改變 ． 線圈轉(zhuǎn)動一圈 ， 感應(yīng)電流方向改變 兩 次 ． (2)垂直中性面 ： 線圈平面與磁場 平行 ． e 為 最大 ， i 最大 ， Φ為 0， ΔΦΔt最大 ． (填 “ 0” 或 “ 最大 ” ) 4． 正弦式交變電流的圖像及應(yīng)用 ： 或 從中性面計時 從垂直中性面 (B∥ S)計時 (1)線圈繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動時 ， 開始計時時線圈所處的位置不同 ， 得到的 i－ t圖像也就不同 ； (2)分析有關(guān)交變電流的圖像問題時 ， 要注意從圖像中找出兩個特殊位置所對應(yīng)的時刻 ． 一、交變電流的判斷 例 1 下列選項 所示圖像中屬于交流電的有 ( ) 解析 根據(jù)交變電流的定義分析，是否屬于交變電流關(guān)鍵是看電流方向是否發(fā)生變化，而不是看大?。? 答案 ABC 二、正弦式交變電流的產(chǎn)生 例 2 矩形線框繞垂直于勻強磁場且在線框平面的軸勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生了交變電流 ， 下 列說法正確的是 ( ) A． 當(dāng)線框位于中性面時 ， 線框中 感應(yīng)電動勢最大 B． 當(dāng)穿過線框的磁通量為零時 ， 線框中的感應(yīng)電動勢也為零 C． 每當(dāng)線框經(jīng)過中性面時 ， 感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流方向就改變一次 D． 線框經(jīng)過中性面時 ， 各邊切割磁感線的速度為零 解析 線框位于中性面時，線框平面與磁感線垂直，穿過線框的磁通量最大，但此時切割磁感線的兩邊的速度與磁感線平行，即不切割磁感線，所以電動勢等于零，也應(yīng)該知道此時穿過線框的磁通量的變化率等于零，感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流的方向也就在此時刻變化．線框垂直于中性面時，穿過線框的磁通量為零，但切割磁感線的兩邊都垂直切割，有效切割速度最大，所以感 應(yīng)電動勢最大，也可以說此時穿過線框的磁通量的變化率最大．故 C、 D 選項正確． 答案 CD 三、交變電流的規(guī)律 例 3 有一個正方形線圈的匝數(shù)為 10 匝 ， 邊長為 20 cm， 線圈總電阻為 1 Ω， 線圈繞 OO′ 軸以 10π rad/s 的角速度勻速轉(zhuǎn)動 ， 如圖 4所示 ， 勻強磁場的磁感應(yīng)強度為 T， 問 ： (1
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