20xx粵教版高中物理選修一22交變電流的描述每課一練(存儲(chǔ)版)
【正文】 19 所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè) “ π” 形導(dǎo)線框可繞 AB 軸轉(zhuǎn)動(dòng)，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ 5 2π T，線框的 CD邊長(zhǎng)為 20 cm， CE、 DF 長(zhǎng)均為 10 cm，轉(zhuǎn)速為 50 r/： (1)寫(xiě) 出線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式； (2)在 et 坐標(biāo)系中作出線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象． 圖 2219 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，在 t時(shí)刻線框轉(zhuǎn)過(guò)的角度為 ωt，此時(shí)刻 e＝ Bl1l2ωcos ωt 即 e＝ BSωcos ωt，其中 B＝ 5 2π T， S＝ m2＝ m2， ω＝ 2πn＝ 2π 50 rad/s＝ 100π rad/s，故e＝ 5 2π 100πcos 100πt V， 即 e＝ 10 2cos100πt V. (2)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象如圖所示． 答案 (1)e＝ 10 2cos 100πt V (2)略 12．如圖 2220 所示，總電阻為 r 的 n匝矩形線圈 abcd 置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一邊 ab＝ l1，另一邊 ad＝ l2，繞垂直于磁場(chǎng)方向的對(duì)稱軸 OO′以角速度 ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．線圈通過(guò)電刷與外電阻 R組成閉合電路． 圖 2220 (1)求線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值． (2)從線圈處于中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，寫(xiě)出閉合電路中瞬時(shí)電流 隨時(shí)間變化的表達(dá)式，并畫(huà)出電流變化的圖象． 解析 (1)矩形線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)， ab 和 cd 兩導(dǎo)線切割磁感線的速 度 v＝ ωl22 eab＝ ecd＝ Bl1v＝ Bωl1l22 一匝線圈產(chǎn)生的最大電動(dòng)勢(shì) em′ ＝ eab＋ ecd n匝線圈產(chǎn)生的最大電動(dòng)勢(shì) em＝ nBl1l2ω (2)由閉合電路歐姆定律得 i＝ nBl1l2ωR＋ r sin ωt T＝ 2πω 電流隨時(shí)間變化的圖象如下圖所示 答案 (1)nBωl1l2 (2)i＝ nBl1l2ωR＋ r sin ωt 圖象見(jiàn)解析圖 。 (時(shí)間：
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