20xx人教版高中物理選修一51交變電流隨堂練習(xí)(完整版)
【正文】 e＝ Em＝ nBSω. ② 確定線圈從哪個位置開始計時的，從而確定電動勢的瞬時值表達(dá)式是正弦形式還是余弦形式 ． 解析 由楞次定律可判斷線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過 180176。時，穿過它的磁通量 Φ′ ＝ BS，那么圖示位置時穿過它的磁通量 Φ＝－ 應(yīng)定律得： E ＝ nΔΦΔt＝ nΦ′ － Φ12T＝ nBS－ ?－ BS?122πω＝ 2πnBSω. 方法總結(jié) 平均感應(yīng)電動勢不等于始、末兩瞬時電動勢值的平均值，必須用法拉第電磁感應(yīng)定律計算即 E ＝ nΔΦΔt . 7． D [t t3時刻感應(yīng)電動勢為零，線圈位于中性面位置，所以穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零， A、 C 錯誤； t2時刻感應(yīng)電動勢最大，線圈位于中性面的垂面位置，穿過線圈的磁通量為零， B 錯誤；由于線圈每過一次中性面時，穿過線圈的磁通量的絕對值最大， e變換方向，所以 D 正確 ． ] 方法總結(jié) 當(dāng)感應(yīng)電動勢最大時，磁通量的變化率最大，磁通量卻最小 ． 8． ABCD [由題意可知 Φ＝ Φmsin ωt時，其感應(yīng)電動勢應(yīng)為 e＝ Emcos ωt，當(dāng) t＝ 0時，Φ＝ 0，線圈平面與中性面垂直，穿過線圈平面的磁通量的變化率最大，線圈中有最大的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，此類時刻還有 s， s， s， …… 所以答案為 A、 B、 C、 D.] 方法總結(jié) 由 E＝ ΔΦΔt可知，交變電流的電動勢隨線圈的磁通量的變化而變化，即由 Φ的變化可推知感應(yīng)電動勢的變化規(guī)律 (當(dāng) Φ＝ Φmsinωt 時 e＝ Emcosωt，當(dāng) Φ＝ Φmcosωt 時， e＝ Emsinωt)． 課后鞏固練 1． C 2． AB [根據(jù)交流電動勢的瞬時值表達(dá)式可判斷為正弦式交變電流，當(dāng) t＝ 0 時， e＝ 0，所以此時磁通量的變化率為零，導(dǎo)線切割磁感線的有效速度為零，但此時穿過線圈的磁通量最大，線圈平面位于中性面，所以 A、 B正確， C 錯誤；當(dāng) t＝ 時， e＝ 10 2sin20πtV＝10 2sin8πV＝ 0，所以 D 錯誤 ． ] 3． D [電樞轉(zhuǎn)速提高 1 倍，由 ω＝ 2πn 知，角速度變?yōu)樵瓉淼?2 倍；由電動勢最大值表達(dá)式 Em＝ nBSω知，最大值也變?yōu)樵瓉淼?2 倍 ． ] 4． B [t t3 時刻通過線圈的磁通量 Φ 的絕對值最大，磁通量變化率 ΔΦΔt＝ 0，此時感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流為零，線圈中感應(yīng)電流方向改變， A 錯誤， B 正確； t t4 時刻線圈中磁通量為零，磁通量的變化率最大，即感應(yīng)電動勢最大， C、 D 錯誤 ． ] 5． BC [圖示位置為垂直于中性面的位置，此時通過線圈的磁通量為零，但磁通量的變化率最大，感應(yīng)電流也最大， I＝ nBSωR ＝ nBl2ωR ，由右手定則可判斷出線圈中感應(yīng)電流的方向為 adcba.] 6． C [線圈經(jīng)過時間 t時，轉(zhuǎn)過角度 θ，這時 ab， cd邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 Eab＝ BL1vsinθ， Ecd＝ BL1vsinθ， bc， ad邊不切割磁感線不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，故線圈中的感應(yīng)電動勢為 E＝ Eab＋ Ecd＝ 2BL1vsinθ＝ 2BL1 若規(guī)定由 a→ b→ c→ d→ a方向的感應(yīng)電流為正 ， 則能反映線圈中感應(yīng)電流 I隨時間 t 變化的圖線是 ( ) 知識點二 交變電流的變化規(guī)律 3． 閉合線圈在勻強(qiáng) 磁場中勻速轉(zhuǎn)動 ， 轉(zhuǎn)速為 240r/min， 若線圈平面轉(zhuǎn)至與磁場方向平行時的電動勢為 2V， 則從中性面開始計時 ， 所產(chǎn)生的交流電動勢的表達(dá)式為 e＝ ________V，電動勢的峰值為 ________V， 從中性面起經(jīng) 148s， 交流電動勢的大小為 ________V. 4． 有一個 10匝正方形線框 ， 邊長為 20cm， 線框總電阻為 1Ω， 線框繞 OO′ 軸以 10πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動 ， 如圖 3 所示 ， 垂直于線框平面向里的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 ． 問 ： 圖 3 (1)該線框產(chǎn)生的交變電流電動勢最大值 、 電流最大值分別是多少 ？ (2)線框從圖示位置轉(zhuǎn)過 60176。時 (如圖 )為計時起點 ，
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