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-閱讀頁(yè)
2024-12-29 03:35本頁(yè)面
【正文】 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(guò)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(shì)隨時(shí)間變化關(guān)系的圖像如圖所示． 題組一 對(duì)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(chǎng)中，有一單匝矩形導(dǎo)線框可繞垂直于磁場(chǎng)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(guò) 90176。 T4也相同，故 B、 C、 D 錯(cuò)誤． 題組二 交變電流圖像的應(yīng)用 3．某臺(tái)家用柴油發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)能夠產(chǎn)生與我國(guó)照明電網(wǎng)相同的交變電流．現(xiàn)在該發(fā)電機(jī)出現(xiàn)了故障，轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速只能達(dá)到正常工作時(shí)的一半，則它產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像是 ( ) 答案 B 解析 線圈轉(zhuǎn)速 為正常時(shí)的一半，據(jù) ω ＝ 2π n＝ 2πT 知，周期變?yōu)檎r(shí)的 2 倍，又據(jù) Em＝NBSω 知，最大值變?yōu)檎r(shí)的一半，結(jié)合我國(guó)電網(wǎng)交流電實(shí)際情況，知正確選項(xiàng)為 B. 4．一矩形金屬線圈共 10 匝，繞垂直磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì) e 隨時(shí)間 t 變化的情況如圖 3所示，下列說(shuō)法中正確的是 ( ) 圖 3 A．此交流電的頻率為 Hz B．此交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為 1 V C． t＝ s 時(shí)，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行 D．在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，穿過(guò)線圈的最大磁通量為 1100π Wb 答案 D 解析 由題圖可知，此交流電的周期 T＝ s，頻率 f＝ 1T＝ 5 Hz， A 錯(cuò)誤． E＝ Em2＝ 22 V， B錯(cuò)誤． t＝ s 時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 0，線圈平面與磁感線垂直， C 錯(cuò)誤．因 Em＝ NBSω ，其中 N＝ 10， ω ＝ 2πT ＝ 10π rad/s ，故 Φ m＝ BS＝ 1100π Wb， D 正確． 5．如圖 4(a)所示，一矩形線圈 abcd放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并繞過(guò) ab、 cd 中點(diǎn)的軸 OO′ 以角速度ω 逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．若以線圈平面與磁場(chǎng)夾角 θ ＝ 45176。 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。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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