20xx粵教版高中物理選修3-2第二章認識交變電流交變電流的描述-資料下載頁
2024-12-09 01:52本頁面
【導讀】學案1認識交變電流交變電流的描述。[學習目標定位](或電壓)的波形圖，理解交變電流和直流的概念.法，知道交變電流的瞬時值、峰值的物理含義．。1．感應電動勢的大小。1．交變電流是由交流發(fā)電機產(chǎn)生的，圖1是交流發(fā)電機的原理圖．交流發(fā)電機的最基本結。構是線圈和磁極，線圈可繞中心軸轉動．線圈兩端連接在彼此絕緣的兩個滑環(huán)上，固定的電。刷A、B壓在滑環(huán)K、L上，由電刷把電流引出．。圈中不產(chǎn)生感應電動勢，感應電動勢為0，這個位置叫中性面．。若線圈從中性面開始計時，感應電動勢e的變化規(guī)律為e＝Em·e叫做電動勢的。2．線圈轉動一周的過程中，出現(xiàn)兩次最大值，電流方向改變兩次．。3．圖3表示幾種常見的交變電流的波形。線圈轉到甲或丙位置時線圈中沒有電流，稱為中性面．線圈轉到乙或丁位置時線圈中的
【正文】 解析 線圈轉動的角速度為 ω，則轉過一圈用時 2πω，當 t＝ π2ω時說明轉過了 14圈，此時線圈位于中性面位置，所以穿過線圈的磁通量最大， B 錯誤，由于此時感應電動勢為零，所以線圈中電流為零，線圈所受的安培力為零， A錯誤， C、 D 正確． 題組三 交變電流的規(guī)律 8． (單選 )一矩形線圈在勻強磁場中轉動產(chǎn)生的感應電動勢為 e＝ 10 2sin (20πt) V，則下列說法正確的是 ( ) A． t＝ 0 時，線圈位于中性面 B． t＝ 0 時，穿過線圈的磁通量為零 C． t＝ 0 時，線圈切割磁感線的有效速度最大 D． t＝ s 時，電動勢第一次出現(xiàn)最大值 答案 A 解析 由電動勢 e＝ 10 2sin (20πt) V知，計時從線圈位于中性面時開始，所以 t＝ 0 時，線圈位于中性面，磁通量最大，但此時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 錯誤．當 t＝ s時， e＝ 10 2sin(20π) V＝ 0， D 錯誤． 9． (單選 )矩形線圈 在勻強磁場中勻速轉動時，產(chǎn)生的感應電動勢最大值為 50 V，那么該線圈由圖 6 所示位置轉過 30176。，線圈中的感應電動勢大小為 ( ) 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：交變電流瞬時值表達式為 e＝ 50cos ωt V＝ 50cos θ V，當 θ＝ 30176。時， e＝ 25 3 V， B 對． 10． (單選 )交流發(fā)電機在工作時電動勢為 e＝ Emsin ωt，若將發(fā)電機的 轉速提高一倍，同時將線圈所圍面積減小一半，其他條件不變，則其電動勢變?yōu)?( ) A． e′＝ Emsinωt2 B． e′＝ 2Emsinωt2 C． e′＝ Emsin 2ωt D． e′＝ Em2 sin 2ωt 答案 C 解析 交變電動勢瞬時值表達式 e＝ Emsin ωt，而 Em＝ ω加倍而 S減半時， Em 不變，故正確答案為 C 選項． 11．如圖 7 所示，勻強磁場的磁感應強度為 B＝ T，矩形線圈的匝數(shù) N＝ 100 匝，邊長Lab＝ m， Lbc＝ m，以 3 000 r/min 的轉速勻速轉動，若從線圈平面通過中性面時開始計時，試求： 圖 7 (1)交變電動勢的瞬時值表達式； (2)若線圈總電阻為 2 Ω，線圈外接電阻為 8 Ω，寫出交變電流的瞬時值表達式； (3)線圈由圖示位置轉過 π/2的過程中，交變電動勢的平均值． 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 線圈電動勢的最大值 Em＝ NBSω＝ 314 V 故交變電動勢的瞬時值表達式： e＝ Emsin ωt＝ 314sin 314t V (2)Im＝ EmR＋ r＝ A 所以交變電流的瞬時值表達式： 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，勻強磁場磁感應強度 B＝ T，繞軸 OO′從圖示位置開始勻速轉動 ，角速度 ω＝ 100π rad/s，試求： 甲 乙 圖 8 (1)穿過線圈的磁通量最大值 Φm為多大？線圈轉到什么位置時取得此值？ (2)線圈產(chǎn)生的感應電動勢最大值 Em 為多大？線圈轉到什么位置時取得此值？ (3)寫出感應電動勢 e 隨時間變化的表達式，并在圖乙中作出圖象． 答案 見解析 解析 (1)當線圈平面轉至與磁感線垂直時，磁通量有最大值． Φm＝ BS＝ Wb＝ Wb (2)線圈平面與磁感線平行時，感應電動勢有最大 值 Em＝ NBSω＝ 480π V (3)表達式 e＝ Emcos ωt＝ 480πcos (100πt) V 圖象如圖所示
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