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-wenkub.com
2024-12-05 03:35 本頁面
【正文】 的過程中，流過導(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始計(jì)時(shí)，則感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式 e＝ Emcos ωt ＝ 10 2cos (100π t) V. (2)線框轉(zhuǎn)過 90176。 T2＋ 0＝ I2RT，解得 I＝ Bπ2nr22R ，平均感應(yīng)電動(dòng)勢為 E ＝B 12π r2π22 nπ ＝ 2nπ Br2， A、 B正確．通過負(fù)載電阻 R的電荷量為 q＝ Δ ΦR ＝B 12π r2R ＝Bπ r22R ，C 錯(cuò)誤． 4. (對交變電流產(chǎn)生規(guī)律的理解 )如圖 8所示，在勻強(qiáng)磁場中有一個(gè) “π” 形導(dǎo)線框可繞 AB軸轉(zhuǎn)動(dòng)，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ 5 2π T，線框的 CD邊長 為 20 cm， CE、 DF 長均為 10 cm，轉(zhuǎn)速為 50 r/： 圖 8 (1)寫出線框中感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式； (2)在 e－ t坐標(biāo)系中作出線框中感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間變化關(guān)系的圖像． 答案 (1)e＝ 10 2cos (100π t) V (2)見解析圖 解析 (1)線框轉(zhuǎn)動(dòng)，開始計(jì)時(shí)的位置為線圈平面與磁感線平行的位置，在 t時(shí)刻線框轉(zhuǎn)過的角度為 ωt ，此時(shí)刻 e＝ Bl1l2ω cos ωt ，即 e＝ BSω cos ωt ，其中 B＝ 5 2π T， S＝ 0. 2 m2＝ m2， ω ＝ 2π n＝ 2π50 rad/s ＝ 100π rad/s ， 故 e＝ 5 2π 100πcos (100π t) V， 即 e＝ 10 2cos (100π t) V. (2)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間變化關(guān)系的圖像如圖所示． 題組一 對交變電流產(chǎn)生規(guī)律的理解 1. 如圖 1 所示，在水平方向的勻強(qiáng)磁場中，有一單匝矩形導(dǎo)線框可繞垂直于磁場方向的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)．在線框由水平位置以角速度 ω 勻速轉(zhuǎn)過 90176。Δ t＝NΔ ΦΔ tR＋ r 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． 一、對交變電流產(chǎn)生規(guī)律的理解 求解交變電動(dòng)勢瞬時(shí)值時(shí)： (1)首先要計(jì)算峰值 Em＝ NBSω ； (2)確定線圈轉(zhuǎn)動(dòng)從哪個(gè)位置開始，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； (3)確定線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω (以 rad/s 作單位 )； (4)最后確定感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式． 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)磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸 OO′ 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的匝數(shù) n＝ 100匝，電阻 r＝ 10 Ω ，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻 R 連接，電阻 R＝ 90 Ω ，與 R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表．在 t＝ 0 時(shí)刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量 Φ 隨時(shí)間 t 按圖乙所示正弦規(guī)律變化．求： 圖 1 (1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢最大值； (2)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式； (3)線圈轉(zhuǎn)過 130 s 時(shí)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值； (4)電路中交流電壓表的示數(shù)． 解析 (1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢最大值 Em＝ nBSω 而 Φ m＝ BS， ω ＝ 2πT ，所以 Em
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