20xx滬科版高中物理選修3-2第2章第3節(jié)習(xí)題課：交變電流的產(chǎn)生及描述word學(xué)案-資料下載頁(yè)
2024-11-28 16:41本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]，能夠求解交變電流的瞬時(shí)值.3．線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的平均電動(dòng)勢(shì)，要用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算，即E＝nΔΦΔt.經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R＝90Ω，與R并聯(lián)的交變電壓表為理想電表．在t＝0時(shí)刻，交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值；交變電流的峰值Imax、Emax、周期T、頻率f.例2如圖2所示，圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生正弦交流電的圖像，交流電最大值Umax＝NBSω，故Umaxa∶Umaxb＝3∶2，Umaxb＝23Umaxa＝203V，D正確．。對(duì)于非正弦式交變電流，可在一個(gè)周期內(nèi)分段求出產(chǎn)生的熱量，再求熱量的總和Q.解得：I＝32Imax，故選D.線圈平面與磁感線夾角為60°時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大？設(shè)發(fā)電機(jī)由柴油機(jī)帶動(dòng)，其他能量損失不計(jì)，線圈轉(zhuǎn)一周柴油機(jī)做多少功？從圖示位置開(kāi)始，線圈轉(zhuǎn)過(guò)60°的過(guò)程中通過(guò)R的電荷量是多少？圖中電流表和電壓表的示數(shù)各是多少？解析由右手定則可判定電流的方向沿adcba.Emax＝NBSω＝NBωL2.電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝Emax2.
【正文】 4到達(dá)中性面，所以，在線圈轉(zhuǎn)過(guò) π4的過(guò)程中電流在減小， θ＝ π4時(shí)， i＝ 0，因而只有 D 項(xiàng)正確 ． 題組三 交變電流有效值的計(jì)算 6． 如圖 5 所示 ， A、 B是兩個(gè)完全相同的電熱器 ， A 通以圖甲所示的方波交變電流 ， B通以圖乙所示的正弦交變電流 ， 則兩電熱器的電功率 PA∶ PB等于 ( ) 圖 5 A． 5∶ 4 B． 3∶ 2 C. 2∶ 1 D． 2∶ 1 答 案 A 解析 方 形波的有效值為 I20RT2＋ 14I20RT2＝ I21RT， 解得： I1＝ 58I0 正弦交流電有效值為： I2＝ I02 所以 PA∶ PB＝ I21R∶ I22R＝ 5∶ 4，故選 A. 題組四 交變電流 “ 四值 ” 的應(yīng)用比較 7． 如圖 6 所示 ， 單匝矩形線圈放置在磁感應(yīng)強(qiáng) 度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ， 以恒定的角速度ω繞 ab邊轉(zhuǎn)動(dòng) ， 磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里 ， 線圈所圍面積為 S， 線圈導(dǎo)線的總電阻為 ＝0 時(shí)刻線圈平面與紙面重合 ． 則 ( ) 圖 6 A． 線圈中電流 t時(shí)刻瞬時(shí)值表達(dá)式為 i＝ BSωR cos ωt B． 線圈中電流的有效值為 I＝ BSωR C． 線圈中電流的有效值為 I＝ 2BSω2R D． 線圈消耗的電功率為 P＝ ?BSω?22R 答案 CD 解析 回路 中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值 Emax＝ BSω，電流最大值 Imax＝ EmaxR ＝ BSωR ， t＝ 0 時(shí)線圈位于中性面，故電流瞬時(shí)值表達(dá)式 i＝ BSωR sin I＝ Imax2＝ 2BSω2R ， P＝ I2R＝ B2ω2S22R ，故 A、 B 錯(cuò)誤， C、 D 正確 ． 7 所示 ， 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)內(nèi)阻 r＝ 3 Ω、 面積 S＝ m2的半圓形導(dǎo)線框可繞OO′ 軸旋轉(zhuǎn) ． 已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng) 強(qiáng)度 B＝ 5 2π T． 若線框以 ω＝ 100π rad/s 的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng) ． 且通過(guò)電刷給 “ 6 V、 12 W” 的小燈泡供電 ， 則 ： 圖 7 (1)若從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí) ， 求線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式 ； (2)從圖示位置開(kāi)始 ， 線框轉(zhuǎn)過(guò) 90176。的過(guò)程中 ， 流過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量是多少 ？ 該電荷量與線框轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢是否有關(guān) ？ (3)由題所給已知條件 ， 外電路所接小燈泡能否正常發(fā)光 ？ 如不能 ， 則小燈泡實(shí)際功率為多大 ？ 答案 (1)e＝ 10 2cos (100πt) V (2) 260π C 無(wú)關(guān) (3)不能 253 W 解析 (1)線框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值 Emax＝ BSω＝ 5 2π 100π V＝ 10 2 V 因線框轉(zhuǎn)動(dòng)從平行于磁感線位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式 e＝ Emaxcos ωt＝ 10 2cos (100πt) V. (2)線框轉(zhuǎn)過(guò) 90176。的過(guò)程中，產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì) E ＝ ΔΦΔt . 流過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量 q＝ I Δt＝ BSR＋ r， 又燈泡電阻 R＝ U20P0＝6212 Ω＝ 3 Ω. 故 q＝ BSR＋ r＝5 2π 3＋ 3 C＝260π C，與線框轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢無(wú)關(guān)． (3)線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值 E＝ Emax2 ＝ 10 V，燈泡兩端電壓 U＝ ER＋ rR＝ 5 V. 因 U＜ 6 V，故燈泡不能正常發(fā)光． 其實(shí)際功率 P＝ U2R＝523 W＝253 W.
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1