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(參考版)
2024-12-02 08:50本頁面
【正文】 時(shí)， e＝ 25 3 V， B 對 ． 10． 交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)電動(dòng)勢為 e＝ Emaxsin ωt， 若將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速提高一倍 ， 同時(shí)將線圈所圍面積減小一半 ， 其他條件不變 ， 則其電動(dòng)勢變?yōu)?( ) A． e′ ＝ Emaxsinωt2 B． e′ ＝ 2Emaxsinωt2 C． e′ ＝ Emaxsin 2ωt D． e′ ＝ Emax2 sin 2ωt 答案 C 解析 交變電動(dòng)勢瞬時(shí)值表達(dá)式 e＝ Emaxsin ωt，而 Emax＝ ω 加倍而 S 減半時(shí)，Emax不變，故正確答案為 C 選項(xiàng) ． 7所示 ， 勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)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(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng) ， 若從線圈平面通過中性面時(shí)開始計(jì)時(shí) ， 試求 ： 圖 7 (1)交變電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)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(shí)值表達(dá)式 ； (3)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過 π/2的過程中 ， 交變電動(dòng)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(dòng)勢的最大值 Emax＝ NBSω＝ 314 V 故交變電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式： e＝ Emaxsin ωt＝ 314sin (314t) V (2)Imax＝ EmaxR＋ r＝ A 所以交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)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(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ T， 繞軸 OO′ 從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng) ， 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 Φmax為多大 ？ 線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)取得此值 ？ (2)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大值 Emax為多大 ？ 線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)取得此值 ？ (3)寫出感應(yīng)電動(dòng)勢 e 隨時(shí)間變化的表達(dá)式 ， 并在圖乙中作出圖像 ． 答案 見解析 解析 (1)當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至與磁感線垂直時(shí)，磁通量有最大值 ． Φmax＝ BS＝ Wb＝ Wb (2)線圈與磁感線平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢有最大值 Emax＝ NBSω＝ 480π V (3)表達(dá)式 e＝ Emaxcos ωt＝ 480πcos (100πt) V 圖像如圖所示 。2πnsin (2πnt)＝ 50sin (10πt)V (2)當(dāng) t＝ 130 s 時(shí)， 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(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) ， 當(dāng)線圈通過中性面時(shí)( ) 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(dòng)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(dòng)勢為零，無感應(yīng)電流 ． B 正 確 ． 2． 關(guān)于線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電流 ， 以下說法中正確的是 ( ) A． 線圈平面每經(jīng)過中性面一次 ， 感應(yīng)電流方向就改變一次 ， 感應(yīng)電動(dòng)勢方向不變 B． 線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周 ， 感應(yīng)電流方向就改變一次 C． 線圈平面每經(jīng)過中性面一次 ， 感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流的方向都要改變一次 D． 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周 ， 感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流方向都要改變一次 答案 C 解析 根據(jù)交流電的變化規(guī)律可得，如果從中性面開始計(jì)時(shí)有 e＝ Emaxsin ωt和 i＝ Imaxsin ωt；如果從垂直于中性面的位置開始計(jì)時(shí)有 e＝ Emaxcos ωt和 i＝ Imaxcos ωt，不難看出：線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，感應(yīng)電動(dòng)勢方向也改變一次；線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢方向都改變兩次 ． C 正確 ．
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