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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(編輯修改稿)

2026-01-03 08:50 本頁(yè)面

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】例 4 線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) ，產(chǎn)生交變電流的圖像如圖 5 所示，由圖中信息可以判斷 ( ) A．在 A 和 C 時(shí)刻線圈處于中性面位置 B．在 B 和 D 穿過線圈的磁通量為零圖 5 C．從 A～ D 線圈轉(zhuǎn)過的角度為 2π D．若從 O～ D 歷時(shí) s，則在 1 s 內(nèi)交變電流的方向改變 100 次解析根據(jù)題圖，首先判斷出交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式 i＝ Imaxsin Imax是交變電流的最大值， ω是線圈旋轉(zhuǎn)的角速度．另外，應(yīng)該進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到線圈是從中性面開始旋轉(zhuǎn)，而且線圈每旋轉(zhuǎn)一周，兩次經(jīng)過中性面，經(jīng)過中性面的位置時(shí)電流改變方向，從題圖可以看出，在 O、 B、 D 時(shí)刻電流為零，所以此時(shí)刻線圈恰好在中性面的位置，且穿過線圈的磁通量最大；在 A、 C時(shí)刻電流最大，線圈處于和中性面垂直的位置，此時(shí)磁通量為零；從 A 到D，線圈旋轉(zhuǎn) 3/4周，轉(zhuǎn)過的角度為 3π/2；如果從 O 到 D 歷時(shí) s，恰好為一個(gè)周期，所以 1 s 內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過 50 個(gè)周期， 100 次經(jīng)過中性面，電流方向改變 100 次．綜合以上分析可得，只有選項(xiàng) D 正確．答案 D 1． (交變電流的產(chǎn)生 )下列各圖中，線圈中能產(chǎn)生交變電流的有 ( ) 答案 BCD 2． (交變電流的規(guī)律 )如圖 6 所示，矩形線圈 abcd 放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中， ad＝ bc＝ l1， ab＝cd＝ ω繞不同轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) ，則 ( ) 圖 6 A．以 OO′ 為轉(zhuǎn)軸時(shí) ，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) e＝ Bl1l2ωsin ωt B．以 O1O1′ 為轉(zhuǎn)軸時(shí) ，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) e＝ Bl1l2ωsin ωt C．以 OO′ 為轉(zhuǎn)軸時(shí) ，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) e＝ Bl1l2ωcos ωt D．以 OO′ 為轉(zhuǎn)軸跟以 ab 為轉(zhuǎn)軸一樣，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) e＝ Bl1l2ωsin (ωt＋ π2) 答案 CD 解析以 O1O1′ 為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁通量不變，不產(chǎn)生交變電流．無論以 OO′ 為軸還是以 ab 為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值都是，產(chǎn)生的是余弦式交變電流，故 C、 D 正確． 3． (交變電流的圖像 )一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) ，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖像如圖 7 甲所示，則下列說法中正確的是 ( ) 圖 7 A． t＝ 0 時(shí)刻，線圈平面與中性面垂直 B． t＝ s 時(shí)刻， Φ的變化率最大 C． t＝ s 時(shí)刻，交變電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大 D．該線圈產(chǎn)生的相應(yīng)交變電動(dòng)勢(shì)的圖像如圖乙所示答案 B 解析由題圖甲可知 t＝ 0 時(shí)刻，線圈的磁通量最大，線圈處于中性面． t＝ s 時(shí)刻，磁通量為零，但變化率最大，所以 A 項(xiàng)錯(cuò)誤， B項(xiàng)正確． t＝ s 時(shí)，交變電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為零，C、 D 項(xiàng)均錯(cuò)誤． 4． (交變電流的規(guī)律 )如圖 8所示，線圈的面積是 m2，共 100 匝，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ 1π T，當(dāng)線圈以 300 r/min 的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時(shí) ，求：圖 8 (1)若從線圈的中性面開始計(jì)時(shí) ，寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式． (2)從中性面開始計(jì)時(shí) ，線圈轉(zhuǎn)過 130 s 時(shí)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值多大？答案 (1)e＝ 50sin(10πt)V (2) V 解析 (1)n＝ 300 r/min＝ 5 r/s，因?yàn)閺闹行悦骈_始轉(zhuǎn)動(dòng)，并且求的是瞬時(shí)值，故 e＝ Emaxsin ωt＝ NBS2πnsin (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(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)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(shì)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(shì)為零，無感應(yīng)電流． B

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