20xx滬科版高中物理選修3-2第2章第3節(jié)習題課：交變電流的產生及描述word學案-在線瀏覽
2025-01-31 16:41本頁面
【正文】 1)交變電流的平均值是針對某一過程的物理量，在不同的時間內平均值一般不相同． (2)平均電動勢不等于初、末兩時刻瞬時值的平均值，必須用法拉第電磁感應定律計算即 E ＝ nΔΦΔt. 例 4 一個電阻為 r、 邊長為 L的正方形線圈 abcd共 N匝 ， 線圈在磁感應強度為 B的勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸 OO′ 以如圖 4 所示的角速度 ω 勻速轉動 ， 外電路電阻為R. 圖 4 (1)寫出此刻線圈感應電流的方向 ． (2)線圈轉動過程中感應電動勢的最大值為多大 ？ (3)線圈平面與磁感線夾角為 60176。時的感應電動勢為多大 ？ (4)設發(fā)電機由柴油機帶動 ， 其他能量損失不計 ， 線圈轉一周柴油機做多少功 ？ (5)從圖示位置開始 ， 線圈轉過 60176。角時的瞬時感應電動勢 e＝ Emaxcos 60176。2πω＝πN2B2ωL4R＋ r . (5)通過 R的電荷量 q＝ I Δt ＝ N ΔΦR＋ r＝ NBL2R＋ r ＝3NBL22?R＋ r? (6)電流表示數(shù) I＝ ER＋ r＝ Emax2?R＋ r?＝ NBL2ω2?R＋ r? 電壓表示數(shù) U＝ IR＝ NBL2ωR2?R＋ r? 答案 見解析 1． (交變電流圖像的應用 )圖 5 甲 、 乙分別表示兩種電壓的波形 ， 其中甲電壓按正弦規(guī)律變化 ． 下列說法正確的是 ( ) 圖 5 A． 甲表示交流電 ， 乙表示直流電 B． 兩種電壓的有效值相等 C． 甲電壓的瞬時值表達式為 u＝ 311sin (100πt) V D． 甲交變電流的有效值比乙交變電流的有效值大 答案 CD 解析 兩題圖中交變電流的大小和方向都隨時間變化，在 t軸的上方為正，下方為負，A錯 ． 有效值 E＝ Emax2 只對正弦交流電適用，將兩個圖像疊放在一起，可以看出兩個交變電流的最大值相等，甲對應的有效值大，所以 B 錯， D 對 ． 由題圖甲可知 C 對 ． 2． (對交變電流產生規(guī)律的理解 )如圖 6 所示 ， 在勻強磁場中有一個 “ π” 形導線框可繞AB 軸轉動 ， 已知勻強磁場的磁感應強度 B＝ 5 2π T， 線框的 CD邊長為 20 cm， CE、 DF 長均為 10 cm， 轉速為 50 r/ ： 圖 6 (1)寫出線框中感應電動勢的 瞬時值表達式 ； (2)在 e－ t坐標系中作出線框中感應電動勢隨時間變化關系的圖像 ． 答案 (1)e＝ 10 2cos (100πt) V (2)見解析圖 解析 (1)線框轉動，開始計時的位置為線圈平面與磁感線平行的位置，在 t時刻線框轉過的角度為 ωt，此時刻 e＝ Bl1l2ωcos ωt，即 e＝ BSωcos ωt，其中 B＝ 5 2π T， S＝ m2＝ m2， ω＝ 2πn＝ 2π 50 rad/s＝ 100π rad/s， 故 e＝ 5 2π 100πcos (100πt) V， 即 e＝ 10 2cos (100πt) V. (2)線框中感應電動勢隨時間變化關系的圖像如圖所示． 3． (交變電流 “ 四值 ” 的應用比較 )如圖 7 所示 ， 單匝線圈在勻強磁場中繞 OO′ 軸從圖示位置開始勻速轉動 ． 已知從圖示位置轉過 π6時 ， 線圈中電動勢大小為 10 V， 求 ： 圖 7 (1)交變電動勢的最大值 ； (2)交變電動勢的有 效值 ； (3)與線圈相接的交流電壓表的示數(shù) ． 答案 (
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