20xx滬科版高中物理選修3-2第2章第1節(jié)怎樣產(chǎn)生交變電流word學(xué)案(完整版)
【正文】 流按照?qǐng)D乙所示的余弦規(guī)律變化 ， 則在 t＝ π2ω時(shí)刻 ( ) 圖 5 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 答案 CD 解析 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 ω，則轉(zhuǎn)過(guò)一圈用時(shí) 2πω，當(dāng) t＝ π2ω時(shí)說(shuō)明轉(zhuǎn)過(guò)了 14圈，此時(shí)線圈位于中性面位置，所以穿過(guò)線圈的磁通量最大， B 錯(cuò)誤．由于此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，所以線圈中電流為零，線圈所受的安培力為零， A 錯(cuò)誤， C、 D 正確． 題組三 交變電流的規(guī)律 8． 一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)為 e＝ 10 2sin (20πt) V， 則下列說(shuō)法正 確的是 ( ) A． t＝ 0 時(shí) ， 線圈位于中性面 B． t＝ 0 時(shí) ， 穿過(guò)線圈的磁通量為零 C． t＝ 0 時(shí) ， 線圈切割磁感線的有效速度最大 D． t＝ s 時(shí) ， 電動(dòng)勢(shì)第一次出現(xiàn)最大值 答案 A 解析 由電動(dòng)勢(shì) e＝ 10 2sin (20πt) V知，計(jì)時(shí)從線圈位于中性面時(shí)開(kāi)始，所以 t＝ 0 時(shí)，線圈位于中性面，磁通量最大，但此時(shí)線圈切割磁感線的線速度方向與磁感線平行，切割磁感線的有效速度為零， A正確， B、 C錯(cuò)誤 ． 當(dāng) t＝ s 時(shí)， e＝ 10 2sin(20π ) V＝ 0， D錯(cuò)誤 ． 形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ， 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為 50 V， 那么該線圈由圖 6 所示位置轉(zhuǎn)過(guò) 30176。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) e＝ Emaxsin 30176。L2ω2 sin ωt ＝ 12BL1L2ωsin ωt＝ 12BSω 線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為 ( ) 圖 6 A． 50 V B． 25 3 V C． 25 V D． 10 V 答案 B 解析 由題給條件知：交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式為 e＝ 50cos ωt V＝ 50cos θ V，當(dāng) θ＝ 30176。時(shí) ， 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值是多大 ． 解析 (1)交變電流電動(dòng)勢(shì)的峰值為 Emax＝ 2nBLv＝ nBSω ＝ 1010π V≈ V 電流的峰值為 Imax＝ EmaxR ≈ A. (2)從中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為 e＝ Emaxsin ωt≈ (10πt) V. (3)線圈從中性面位置開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò) 30176。sin ωt 丙 ： eAB＝ BL1v＝ BL1時(shí)， e＝ 25 3 V， B 對(duì) ． 10． 交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)電動(dòng)勢(shì)為 e＝ Emaxsin ωt， 若將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速提高一倍 ， 同時(shí)將線圈所圍面積減小一半 ， 其他條件不變 ， 則其電動(dòng)勢(shì)變?yōu)?( ) A． e′ ＝ Emaxsinωt2 B． e′ ＝ 2Emaxsinωt2 C． e′ ＝ Emaxsin 2ωt D． e′ ＝ Emax2 sin 2ωt 答案 C 解析 交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式 e＝ Emaxsin ωt，而 Emax＝ ω 加倍而 S 減半時(shí)，Emax不變，故正確答案為 C 選項(xiàng) ． 7所示 ， 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B＝ T， 矩形線圈的匝數(shù) N＝ 100 匝 ， 邊長(zhǎng) Lab＝ m， Lbc＝ m， 以 3 000 r/min 的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng) ， 若從線圈平面通過(guò)中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí) ， 試求 ： 圖 7 (1)交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式 ； (2)若線圈總電阻為 2 Ω， 線圈外接電阻為 8 Ω， 寫(xiě)出交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式 ； (3)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò) π/2的過(guò)程中 ， 交變電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)的最大值 Emax＝ NBSω＝ 314 V 故交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式： e＝ Emaxsin ωt＝ 314sin (314t) V (2)Imax＝ EmaxR＋ r＝ A 所以交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)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(qiáng)磁場(chǎng)
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