20xx教科版高中物理選修一第2章 第1節(jié)《交變電流》課時(shí)作業(yè)(文件)
【正文】 10． 2 垂直 0 解析 T＝ 2πω ＝ 12 s，則交流電的頻率 f＝ 1T＝ 2 t＝ 0時(shí)， e＝ 0，線圈位于中性面位置，線圈平面和磁感線垂直；當(dāng) t＝ s時(shí)， ωt ＝ 2π ft＝ 2π ， e＝ 0. 11． (1)e＝ 10 2cos 100π t V (2)見(jiàn)解析 解析 (1)線框轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始計(jì)時(shí)的位置為線圈平面與磁感線平行的位置，產(chǎn)生的交變電流按余弦規(guī)律變化，在 t 時(shí)刻線框轉(zhuǎn)過(guò)的角度為 ω t，此時(shí)刻 e＝ BL1L2ω cos ωt ，即 e＝BSω cos ωt ，其中 B＝ 5 2π T， S＝ m 2＝ m2， ω ＝ 2π n＝ 2π50 rad/s ＝ 100π rad/s，故 e＝ 5 2π 100πcos 100π t V，即 e＝ 10 2cos 100π t V. (2)T＝ 2πω ＝ s，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象如下圖所示 12． (1)314sin 100π t V (2)200 V 解析 (1)解法一 線圈經(jīng)過(guò)時(shí)間 t轉(zhuǎn)過(guò)角度 θ ＝ ωt ，這時(shí) bc和 da邊不切割磁感線，ab和 cd邊切割 磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) eab＝ ecd＝ NB ab vsin ωt ，其中 v＝ ωad2 ＝ ωbc2 ，所以 e＝ eab＋ ecd＝ 2eab＝ 2NBω abad2 sin ωt ＝ NBSω sin ωt ， Em＝ NBSω ＝ 100100π V ＝ 314 V， e＝ 314sin 100π t V 解法二 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值 e＝ NBSω sin ωt ，由題可知 S＝ ab 時(shí)，穿過(guò)它的磁通量 Φ ′ ＝ BS，那么圖示位置時(shí)穿過(guò)它的磁通量 Φ ＝－ 應(yīng)定律得： E ＝ nΔ ΦΔ t＝ nΦ ′ － Φ12T＝ nBS－ － BS122πω＝ 2π nBSω . 方法總結(jié) 平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不等于始、末兩瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)值的平均值，必須用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算即 E ＝ nΔ ΦΔ t. 7． D [t t3 時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，線圈位于中性面位置，所以穿過(guò)線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零， A、 C 錯(cuò)誤； t2 時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，線圈位于中性面的垂面位置，穿過(guò)線圈的磁通 量為零， B錯(cuò)誤；由于線圈每過(guò)一次中性面時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最大， e變換方向，所以 D正確． ] 方法總結(jié) 當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大時(shí)，磁通量的變化率最大，磁通量卻最?。? 8． ABCD [由題意可知 Φ ＝ Φ msin ωt 時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為 e＝ Emcos ωt ，當(dāng) t＝ 0時(shí)， Φ ＝ 0，線圈平面與中性面垂直，穿過(guò)線圈平面的磁通量的變化率最大，線圈中有最大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，此類時(shí)刻還有 s， s， s， ?? 所以答案為 A、 B、 C、 D.] 方法總結(jié) 由 E＝ nΔ ΦΔ t可知，交變電 流的電動(dòng)勢(shì)隨線圈的磁通量的變化而變化，即由Φ 的變化可推知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律 (當(dāng) Φ ＝ Φ msin ωt 時(shí) e＝ Emcos ωt ；當(dāng) Φ ＝ Φ mcos ωt 時(shí)， e＝ Emsin ωt )． 課后鞏固練 1． C 2． AB [根據(jù)交流電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式可判斷為正弦式交變電流，當(dāng) t＝ 0時(shí)， e＝ 0，所以此時(shí)磁通量的變化率為零，導(dǎo)線切割磁感線的有效速度為零，但此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量最大，線圈平面位于中性面，所以 A、 B正確， C錯(cuò)誤；當(dāng) t＝ s時(shí)， e＝ 10 2sin 20π t V＝ 10 2sin 8π V ＝ 0，所以 D錯(cuò)誤． ] 3． D [電樞轉(zhuǎn)速提高 1倍，由 ω ＝ 2π n知，角速度變?yōu)樵瓉?lái)的 2倍；由電動(dòng)勢(shì)的最大值表達(dá)式 Em＝ nBSω 知，最大值也變?yōu)樵瓉?lái)的 2倍． ] 4． B [t t3時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量 Φ 的絕對(duì)值最大，磁通量變化率 Δ ΦΔ t＝ 0，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流為零，線圈中感應(yīng)電流方向改變， A 錯(cuò)誤， B 正確； t t4時(shí)刻線圈中磁通量為零，磁通量的變化率最大，即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大， C、 D錯(cuò)誤． ] 5． BC [圖示位置為垂直
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