高中物理第2章交變電流的產(chǎn)生及描述學(xué)案教科版選修3-2-資料下載頁(yè)
2024-12-09 03:35本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】學(xué)案3習(xí)題課：交變電流的產(chǎn)生及描述。[目標(biāo)定位]，能夠求解交變電流的瞬時(shí)值.物理意義.“四值”的區(qū)別，會(huì)求解交變電流的有效值．。以便確定瞬時(shí)值表達(dá)式是按正弦規(guī)律變化還是按余弦規(guī)律變化；確定線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。例1圖1甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖．其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)。方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的匝數(shù)n＝100匝，電阻r＝10Ω，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電。阻R連接，電阻R＝90Ω，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表．在t＝0時(shí)刻，線圈平面與磁場(chǎng)。線圈轉(zhuǎn)過(guò)130s時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝2πT＝rad/s＝10πrad/s，由于從垂直中性面處開(kāi)始計(jì)時(shí)，所以。4．可確定線圈位于中性面的時(shí)刻，也可確定線圈平行于磁感線的時(shí)刻．。5．判斷線圈中磁通量Φ及磁通量變化率ΔΦΔt的變化情況．。例3圖3表示一交流電電流隨時(shí)間變化的圖像，其中電流的正值為正弦曲線的正半周，其最。A．1∶2B．1∶2C．1∶3D．1∶
【正文】 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. 7．一個(gè)小型電熱器若接在輸出電壓為 10 V 的直流電源上，消耗電功率為 P；若把它接在某個(gè)正弦交流電源上，其消耗的電功率為 ，則此交流電源輸出電壓的最大值為( ) A． 5 V B． 5 2 V C． 10 V D． 10 2 V 答案 C 解析 根據(jù) P＝ U2R，對(duì)直流電有 P＝2R ，對(duì)正弦式交流電有P2＝U′ 2R ，所以正弦交流電的有效值為 U′ ＝ PR2 ＝ 102 V，故交流電源輸出電壓的最大值 Um′ ＝ 2U′ ＝ 10 V，故選項(xiàng) C 正確． 題組四 交變電流 “ 四值 ” 的應(yīng)用比較 8. 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＝ B2S2ω 2 答案 CD 解析 回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值 Em＝ BSω ，電流最大值 Im＝ EmR＝ 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 ωt .線圈中電流的有 效值 I＝ Im2＝ 2BSω2R ， P＝ I2R＝B2S2ω 22R ，故 A、 B 錯(cuò)誤， C、 D正確． 9. 如圖 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 (100π t) 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 Em＝ 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＝ Emcos ωt ＝ 10 2cos (100π t) 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 ＝ Δ ΦΔ t . 流過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量 q＝ I Δ t＝ 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＝ Em2＝ 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.
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