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(編輯修改稿)
2025-01-03 08:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 例 4 線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動 ， 產(chǎn)生交變電流的圖像如圖 5 所示 ， 由圖中信息可以判斷 ( ) A． 在 A 和 C 時刻線圈處于中性面位置 B． 在 B 和 D 穿過線圈的磁通量為零 圖 5 C． 從 A～ D 線圈轉(zhuǎn)過的角度為 2π D． 若從 O～ D 歷 時 s， 則在 1 s 內(nèi)交變電流的方向改變 100 次 解析 根據(jù)題圖，首先判斷出交變電流的瞬時值表達(dá)式 i＝ Imaxsin Imax是交變電流的最大值， ω是線圈旋轉(zhuǎn)的角速度 ． 另外，應(yīng)該進(jìn)一步認(rèn)識到線圈是從中性面開始旋轉(zhuǎn)，而且線圈每旋轉(zhuǎn)一周，兩次經(jīng)過中性面，經(jīng)過中性面的位置時電流改變方向，從題圖可以看出，在 O、 B、 D 時刻電流為零，所以此時刻線圈恰好在中性面的位置，且穿過線圈的磁通量最大；在 A、 C時刻電流最大，線圈處于和中性面垂直的位置，此時磁通量為零；從 A 到D，線圈旋轉(zhuǎn) 3/4周，轉(zhuǎn)過的角度為 3π/2；如果從 O 到 D 歷時 s，恰好為一個周期，所以 1 s 內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過 50 個周期， 100 次經(jīng)過中性面，電流方向改變 100 次 ． 綜合以上分析可得，只有選項 D 正確 ． 答案 D 1． (交變電流的產(chǎn)生 )下列各圖中 ， 線圈中能產(chǎn)生交變電流的有 ( ) 答案 BCD 2． (交變電流 的規(guī)律 )如圖 6 所示 ， 矩形線圈 abcd 放在勻強磁場中 ， ad＝ bc＝ l1， ab＝cd＝ ω繞不同轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動 ， 則 ( ) 圖 6 A． 以 OO′ 為轉(zhuǎn)軸時 ， 感應(yīng)電動勢 e＝ Bl1l2ωsin ωt B． 以 O1O1′ 為轉(zhuǎn)軸時 ， 感應(yīng)電動勢 e＝ Bl1l2ωsin ωt C． 以 OO′ 為轉(zhuǎn)軸時 ， 感應(yīng)電動勢 e＝ Bl1l2ωcos ωt D． 以 OO′ 為轉(zhuǎn)軸跟以 ab 為轉(zhuǎn)軸一樣 ， 感應(yīng)電動勢 e＝ Bl1l2ωsin (ωt＋ π2) 答案 CD 解析 以 O1O1′ 為軸轉(zhuǎn)動時，磁通量不變，不產(chǎn)生交變電流 ． 無論以 OO′ 為軸還是以 ab 為軸轉(zhuǎn)動，感應(yīng)電動勢的最大值都是 ，產(chǎn)生的是余弦式交變電流，故 C、 D 正確 ． 3． (交變電流的圖像 )一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動 ， 穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖像如圖 7 甲所示 ， 則下列說法中正確的是 ( ) 圖 7 A． t＝ 0 時刻 ， 線圈平面與中性面垂直 B． t＝ s 時刻 ， Φ的變化率最大 C． t＝ s 時刻 ， 交變電動勢達(dá)到最大 D． 該線圈產(chǎn)生的相應(yīng)交變電動勢的圖像如圖乙所示 答案 B 解析 由題圖甲可知 t＝ 0 時刻，線圈的磁通量最大，線圈處于中性面 ． t＝ s 時刻，磁通量為零，但變化率最大，所以 A 項錯誤， B項正確 ． t＝ s 時，交變電動勢應(yīng)為零，C、 D 項均錯誤 ． 4． (交變電流的規(guī)律 )如圖 8所示 ， 線圈的面積是 m2， 共 100 匝 ， 勻強磁場的磁感應(yīng)強度 B＝ 1π T， 當(dāng)線圈以 300 r/min 的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時 ， 求 ： 圖 8 (1)若從線圈的中性面開始計時 ， 寫出線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式 ． (2)從中性面開始計時 ， 線圈轉(zhuǎn)過 130 s 時電動勢瞬時值多大 ？ 答案 (1)e＝ 50sin(10πt)V (2) V 解析 (1)n＝ 300 r/min＝ 5 r/s，因為從中性面開始轉(zhuǎn)動，并且求的是瞬時值，故 e＝ Emaxsin ωt＝ NBS2πnsin (2πnt)＝ 50sin (10πt)V (2)當(dāng) t＝ 130 s 時， e＝ 50sin (10π 130)V≈ V 題組一 交變電流的產(chǎn)生 1． 一矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動 ， 當(dāng)線圈通過中性面時( ) A． 線圈平面與磁感線方向平行 B． 通過線圈的磁通量達(dá)到最大值 C． 通過線圈的磁通量變化率達(dá)到最大值 D． 線圈中的感應(yīng)電動勢達(dá)到最大值 答案 B 解析 中性面是通過磁通量最大的位置，也是磁通量變化率為零的位置，即在該位置通過線圈的磁通量最大，線圈中的感應(yīng)電動勢為零，無感應(yīng)電流 ． B
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