高二物理交變電流的產(chǎn)生及描述(完整版)
【正文】 __ ____ 值． 熱效應(yīng) 相同 22 有效 要點(diǎn)探究 ? 探究點(diǎn)一 交變電流的產(chǎn)生和描述 第 44講 │ 要點(diǎn)探究 如圖 44 － 3 甲所示，將一個(gè)平面線圈置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并使它繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生正弦式交變電流． 如圖乙所示，由中性面開(kāi)始經(jīng)過(guò)時(shí)間 t 轉(zhuǎn)過(guò)角度 θ ＝ ωt ，線圈ad 、 bc 切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì) e. 第 44講 │ 要點(diǎn)探究 圖 44 － 3 e ＝ 2B L1v⊥＝ 2 BL1v s in θ＝ 2 BL1T2 ＝ ??????Um22T2R＝U2mT4R，電壓為 U0的恒定電壓加在該電阻絲上時(shí)，一周期 T 內(nèi)在電阻絲產(chǎn)生的熱量 Q ′ ＝U20 R 鄭州模擬 ] 交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸 OO ′ 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．一小型發(fā)電機(jī)的線圈共 220 匝，線圈面積 S ＝ 5 m2，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為 50 Hz ，線圈內(nèi)阻不計(jì)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B ＝2πT . 為了用此發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電帶動(dòng)兩個(gè)標(biāo)有 “ 220 V 1 1 kW ” 的電動(dòng)機(jī)正常工作，需在發(fā)電機(jī)的輸出端 a 、 b 與電動(dòng)機(jī)之間接一個(gè)理想變壓器，電路如圖 44 － 4 所示．求： ( 1) 發(fā)電機(jī)的輸出電壓； ( 2) 變壓器原、副線圈的匝數(shù)比； ( 3) 與變壓器原線圈串聯(lián)的交流電流表的示數(shù)． 第 44講 │ 要點(diǎn)探究 圖 44 － 4 第 44講 │ 要點(diǎn)探究 例 1 ( 1 ) 1 1 0 0 V ( 2 ) 5 ( 3 ) 20 A 第 44講 │ 要點(diǎn)探究 [ 解析 ] (1 ) 最大電動(dòng)勢(shì)為 Em＝ NBS ω ＝ 2πNBSf ＝ 2π 220 2π 0. 05 50 V ＝ 1 10 0 2 V 發(fā)電機(jī)輸出電壓 U1＝Em2＝ 1 10 0 V (2 ) 變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1n2＝U1U2＝1 10 0 V22 0 V＝ 5 (3 ) 由 P ＝ UI 得副線圈的總電流為 I2＝ 2PU2＝ 2 11 103220A ＝ 10 0 A 由I1I2＝n2n1得 I1＝n2n1I2＝15 10 0 A ＝ 20 A 第 44講 │ 要點(diǎn)探究 [ 點(diǎn)評(píng) ] 關(guān)于正弦式交變電流的產(chǎn)生 ， 要求能根據(jù)題目給出的條件寫出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流的瞬時(shí)表達(dá)式 ， 并能將表達(dá)式與圖象以及磁通量的變化規(guī)律結(jié)合起來(lái) ． 本題考查的是關(guān)于交變電流的最大值 、 有效值等問(wèn)題 ， 變式題考查的則是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式及交變電流的圖象問(wèn)題 ． 第 44講 │ 要點(diǎn)探究 [ 20 09 福建卷 ] 一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖 44 － 5 甲所示．已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為 5. 0 Ω ，則外接一只電阻為 95 .0 Ω 的燈泡，如圖乙所示，則 ( ) 圖 44 － 5 A. 電壓表的示數(shù)為 22 0 V B. 電路中的電流方向每秒改變 50 次 C. 燈泡實(shí)際消耗的功率為 48 4 W D. 發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒產(chǎn)生的焦耳熱為 24 .2 J 第 44講 │ 要點(diǎn)探究 變 式題 D [ 解析 ] 電壓表示數(shù)為燈泡兩端電壓的有效值，由圖象知電動(dòng)勢(shì)的最大值 Em＝ 220 2 V ，有效值 E ＝ 22 0 V ，燈泡兩端電壓 U ＝RER ＋ r＝ 20 9 V ，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；由圖象知 T ＝ 0. 02 s ，一個(gè)周期內(nèi)電流方向變化兩次，可知 1 s 內(nèi)電流方向變化 100 次，選項(xiàng) B 錯(cuò)
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