20xx滬科版高中物理選修3-221怎樣產(chǎn)生交變電流(存儲(chǔ)版)
【正文】 ,所產(chǎn)生的交變電流的波形如圖所示 ,可知 ( ) A .在 t1時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為零 B .在 t2時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)方向平行 C .在 t3時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直 D .在 t4時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量的變化率達(dá)到最大值 解析 :由圖知此交變電流為正弦式交變電流 ,當(dāng)線圈處于中性面時(shí) ,磁通量最大 ,磁通量的變化率為零 ,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流為零 。 當(dāng) t=1120 s 時(shí) ,電流的瞬時(shí)值為 i= 3 . 1 1 s i n ( 1 0 0 π 在 t=1120 s 時(shí)電流的瞬時(shí)值為多少 ? 解析 : ( 1 ) 因?yàn)殡妱?dòng)勢(shì)的最大值 Em a x= 311 V, 角速度 ω = 100 π r a d / s , 所以電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式是 e= 3 1 1 s i n 100 π t V 。當(dāng)從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí) ,線圈中產(chǎn)生的交變電流按照?qǐng)D乙所示的余弦規(guī)律變化 ,則在 t=π2 ??時(shí)刻 ( ) A .線圈中的電流最大 B .穿過(guò)線圈的磁通量為 零 C .線圈所受的安培力為零 D .線圈中的電流為零 1 2 3 4 5 解析 :t=π2 ??=??4,此時(shí)線圈位于中性面位置 ,穿過(guò)線圈的磁通量最大 ,選項(xiàng) B 錯(cuò)誤 。最后計(jì)算電動(dòng)勢(shì)最大值和角速度 ω ,寫(xiě)出電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式。 根據(jù)部分電路歐姆定律 ,電路的某一段上的電壓的最大值 U m a x =I m a x R ,電壓的瞬時(shí)值 u = U m a x s i n ω t 。 探究一 探究二 名師精講 1 .感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值和最大值 設(shè)線圈平面從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng) ,角速度是 ω ,經(jīng)過(guò)時(shí)間 t ,線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度是 ω t , ab 邊的線速度 v 的方向跟磁感線方向間的夾角也等于 ω t ,如下圖所示。 旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī) 定子 :電樞轉(zhuǎn)子 :磁極 能產(chǎn)生 幾千 伏到 幾萬(wàn) 伏電壓。 3 .中性面 :如圖所示為線圈轉(zhuǎn)一周過(guò)程中的幾個(gè)關(guān)鍵位置 ,圖甲、丙、戊所示的位置 ,線圈平面垂直于磁感線 ,各邊都不切割磁感線 ,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零 ,這樣的位置叫 中性面 。 3 .了解 旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)的工作原理。方向不隨時(shí)間變化的電流叫做直流 ,常用字母 “ DC ” 或符號(hào) “ ” 表示。 Em是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的 最大值 。 探究一 探究二 名師精講 中性面 中性面的垂面 位置 線圈平面 與磁場(chǎng)垂直 線圈平面 與磁場(chǎng)平行 磁通量 最大 零 磁通量 的變化率 零 最大 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 零 最大 電流方向 改變 不變 周期性 一個(gè)周期兩次經(jīng)
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