20xx粵教版高中物理選修（3-2）第二章《認識交變電流 交變電流的描述》-預覽頁
【正文】 ＝ 12BSω (2)整個線圈中的感應電動勢由 AB 和 CD 兩部分組成，且 eAB＝ eCD，所以 甲： e＝ 0 乙： e＝ eAB＋ eCD＝ BSω 學案 1 認識交變電流 交變電流的描述 [學習目標定位 ] (或電壓 )的波形圖，理解交變電流和直流的概念 .流的產(chǎn)生過程，會分析電動勢和電流方向的變化規(guī)律 .法，知道交變電流的瞬時值、峰值的物理含義． 1．感應電動勢的大小 基本式： E＝ nΔΦΔt(法拉第電磁感應定律 ) 導出式： E＝ BLv(導體切割磁感線時的感應電動勢 ) 2．感應電動勢的方向 基本規(guī)律：楞次定律 導出規(guī)律：右手定則 一、觀察交變電流的圖象 電流或電壓隨時間變化的圖象叫做波形圖．我們通常利用示波器觀察波形圖． 二、交變電流的產(chǎn)生 1．交變電流是由交流發(fā)電機產(chǎn)生的，圖 1 是交流發(fā)電機的原理圖．交流發(fā)電機的最基本結(jié)構(gòu)是線圈和磁極，線圈可繞中心軸轉(zhuǎn)動．線圈兩端連接在彼此絕緣的兩個滑環(huán)上，固定的電刷 A、 B 壓在滑環(huán) K、 L 上，由電刷把電流引出． 圖 1 2．中 性面：當線圈轉(zhuǎn)到線圈平面與磁感線垂直的位置時， ab 邊和 cd 邊不切割磁感線，線圈中不產(chǎn)生感應電動勢，感應電動勢為 0，這個位置叫中性面． 三、用函數(shù)表達式描述交變電流 若線圈從中性面開始計時，感應電動勢 e 的變化規(guī)律為 e＝ Emsin ωt 丙： eAB＝ BL1v＝ BL1感應電動勢 e＝ Emsin 30176。時， e＝ 25 3 V， B 對． 10． (單選 )交流發(fā)電機在工作時電動勢為 e＝ Emsin ωt，若將發(fā)電機的 轉(zhuǎn)速提高一倍，同時將線圈所圍面積減小一半，其他條件不變，則其電動勢變?yōu)?( ) A． e′＝ Emsinωt2 B． e′＝ 2Emsinωt2 C． e′＝ Emsin 2ωt D． e′＝ Em2 sin 2ωt 答案 C 解析 交變電動勢瞬時值表達式 e＝ Emsin ωt，而 Em＝ ω加倍而 S減半時， Em 不變，故正確答案為 C 選項． 11．如圖 7 所示，勻強磁場的磁感應強度為 B＝ T，矩形線圈的匝數(shù) N＝ 100 匝，邊長Lab＝ m， Lbc＝ m，以 3 000 r/min 的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，若從線圈平面通過中性面時開始計時，試求： 圖 7 (1)交變電動勢的瞬時值表達式； (2)若線圈總電阻為 2 Ω，線圈外接電阻為 8 Ω，寫出交變電流的瞬時值表達式； (3)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過 π/2的過程中，交變電動勢的平均值． 答案 (1)e＝ 314sin 314t V (2)i＝ 314t A (3)200 V 解析 (1)線圈的角速度 ω＝ 2πn＝ 314 rad/s 線圈電動勢的最大值 Em＝ NBSω＝ 314 V 故交變電動勢的瞬時值表達式： e＝ Emsin ωt＝ 314sin 314t V (2)Im＝ EmR＋ r＝ A 所以交變電流的瞬時值表達式： i＝ 314t A (3) E ＝ NΔΦΔt＝ NBS14T＝ 4NBSn＝ 200 V 12．如圖 8 甲所示，矩形線圈匝數(shù) N＝ 100 匝， ab＝ 30 cm， ad＝ 20 cm，勻強磁場磁感應強度 B＝ T，繞軸 OO′從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動 ，角速度 ω＝ 100π rad/s，試求： 甲 乙 圖 8 (1)穿過線圈的磁通量最大值 Φm為多大？線圈轉(zhuǎn)到什么位置時取得此值？ (2)線圈產(chǎn)生的感應電動勢最大值 Em 為多大？線圈轉(zhuǎn)到什么位置時取得此值？ (3)寫出感應電動勢 e 隨時間變化的表達式，并在圖乙中作出圖象． 答案 見解析 解析 (1)當線圈平面轉(zhuǎn)至與磁感線垂直時，磁通量有最大值． Φm＝ BS＝ Wb＝ Wb (2)線圈平面與磁感線平行時，感應電動勢有最大 值 Em＝ NBSω＝ 480π V (3)表達式 e＝ Emcos ωt＝ 480πcos (100πt) V 圖象如圖所示
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