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20xx滬科版高中物理選修3-2第2章第1節怎樣產生交變電流word學案-資料下載頁

2025-11-19 08:50本頁面

【導讀】學案1怎樣產生交變電流。[學習目標定位](或電壓)的波形圖，理解交變電流和直流的概念.方法，知道交變電流的瞬時值、最大值的物理含義．。1．交變電流：大小和方向都隨時間做周期性變化的電流．。2．正弦式交變電流：按正弦函數規律變化的交變電流．。1．構造：發電機主要由可轉動的線圈(電樞)和磁體兩部分組成．。2．原理：線圈在磁場中不同位置時切割磁感線的速度不同，因而產生了大小和方向隨。轉子：線圈產生電壓一般不超過500V. 從能量轉化的角度看，發電機是把機械能轉變為電能的機器．。線圈轉到甲或丙位置時線圈中沒有電流，稱為中性面．線圈轉到乙或丁位置時線圈。框垂直于中性面時，穿過線框的磁通量為零，但切割磁感線的兩邊都垂直切割，有效切割速。若從中性面位置開始

　　

【正文】線圈中的電流為零答案 CD 解析線圈轉動的角速度為 ω，則轉過一圈用時 2πω，當 t＝ π2ω時說明轉過了 14圈，此時線圈位于中性面位置，所以穿過線圈的磁通量最大， B 錯誤．由于此時感應電動勢為零，所以線圈中電流為零，線圈所受的安培力為零， A 錯誤， C、 D 正確．題組三交變電流的規律 8．一矩形線圈在勻強磁場中轉動產生的交變電動勢為 e＝ 10 2sin (20πt) V，則下列說法正確的是 ( ) A． t＝ 0 時，線圈位于中性面 B． t＝ 0 時，穿過線圈的磁通量為零 C． t＝ 0 時，線圈切割磁感線的有效速度最大 D． t＝ s 時，電動勢第一次出現最大值答案 A 解析由電動勢 e＝ 10 2sin (20πt) V知，計時從線圈位于中性面時開始，所以 t＝ 0 時，線圈位于中性面，磁通量最大，但此時線圈切割磁感線的線速度方向與磁感線平行，切割磁感線的有效速度為零， A正確， B、 C錯誤．當 t＝ s 時， e＝ 10 2sin(20π ) V＝ 0， D錯誤．形線圈在勻強磁場中勻速轉動時，產生的感應電動勢最大值為 50 V，那么該線圈由圖 6 所示位置轉過 30176。，線圈中的感應電動勢大小為 ( ) 圖 6 A． 50 V B． 25 3 V C． 25 V D． 10 V 答案 B 解析由題給條件知：交變電流瞬時值表達式為 e＝ 50cos ωt V＝ 50cos θ V，當 θ＝ 30176。時， e＝ 25 3 V， B 對． 10．交流發電機在工作時電動勢為 e＝ Emaxsin ωt，若將發電機的轉速提高一倍，同時將線圈所圍面積減小一半，其他條件不變，則其電動勢變為 ( ) A． e′ ＝ Emaxsinωt2 B． e′ ＝ 2Emaxsinωt2 C． e′ ＝ Emaxsin 2ωt D． e′ ＝ Emax2 sin 2ωt 答案 C 解析交變電動勢瞬時值表達式 e＝ Emaxsin ωt，而 Emax＝ ω 加倍而 S 減半時，Emax不變，故正確答案為 C 選項． 7所示，勻強磁場的磁感應強度為 B＝ T，矩形線圈的匝數 N＝ 100 匝，邊長 Lab＝ m， Lbc＝ m，以 3 000 r/min 的轉速勻速轉動，若從線圈平面通過中性面時開始計時，試求：圖 7 (1)交變電動勢的瞬時值表達式； (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值表達式； (3)線圈由圖示位置轉過 π/2的過程中，交變電動勢的平均值．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 線圈電動勢的最大值 Emax＝ NBSω＝ 314 V 故交變電動勢的瞬時值表達式： e＝ Emaxsin ωt＝ 314sin (314t) V (2)Imax＝ EmaxR＋ r＝ A 所以交變電流的瞬時值表達式： i＝ (314t) A (3) E ＝ NΔΦΔt＝ NBS14T＝ 4NBSn＝ 200 V 12．如圖 8 甲所示，矩形線圈匝數 N＝ 100 匝， ab＝ 30 cm， ad＝ 20 cm，勻強磁場磁感應強度 B＝ T，繞軸 OO′ 從圖示位置開始勻速轉動，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？線圈轉到什么位置時取得此值？ (2)線圈產生的感應電動勢最大值 Emax為多大？線圈轉到什么位置時取得此值？ (3)寫出感應電動勢 e 隨時間變化的表達式，并在圖乙中作出圖像．答案見解析解析 (1)當線圈轉至與磁感線垂直時，磁通量有最大值． Φmax＝ BS＝ Wb＝ Wb (2)線圈與磁感線平行時，感應電動勢有最大值 Emax＝ NBSω＝ 480π V (3)表達式 e＝ Emaxcos ωt＝ 480πcos (100πt) V 圖像如圖所示

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