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2018-2019學(xué)年高中物理 第二章 交變電流 第1節(jié) 交變電流練習(xí) 教科版選修3-2.docx

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2018-2019學(xué)年高中物理 第二章 交變電流 第1節(jié) 交變電流練習(xí) 教科版選修3-2.docx

第1節(jié)交變電流1大小和方向不隨時(shí)間變化的電壓和電流,稱(chēng)為_(kāi),簡(jiǎn)稱(chēng)直流電;大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電壓和電流,稱(chēng)為_(kāi),簡(jiǎn)稱(chēng)交流電2電壓和電流都隨時(shí)間按正弦函數(shù)規(guī)律變化的交變電流稱(chēng)為_(kāi)電流,簡(jiǎn)稱(chēng)正弦交流電其電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e_,其中Em_.閉合矩形線(xiàn)圈在_磁場(chǎng)中繞_的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是正弦交流電3下圖所示的4種電流隨時(shí)間變化的圖象中,屬于交變電流的有()4下列各圖中,哪些情況線(xiàn)圈中能產(chǎn)生交流電()5矩形線(xiàn)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),下列說(shuō)法中正確的是()A在中性面時(shí),通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大B在中性面時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大C穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零D穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零時(shí),磁通量的變化率也為零【概念規(guī)律練】知識(shí)點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生1如圖1所示為演示交變電流產(chǎn)生的裝置圖,關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn),正確的說(shuō)法是()圖1A線(xiàn)圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周,指針左右擺動(dòng)兩次B圖示位置為中性面,線(xiàn)圈中無(wú)感應(yīng)電流C圖示位置ab邊的感應(yīng)電流方向?yàn)閍bD線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí),磁通量變化率為零2處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線(xiàn)圈abcd,以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng),磁場(chǎng)方向平行于紙面并與ab垂直。在t=0時(shí)刻,線(xiàn)圈平面與紙面重合(如圖2所示),線(xiàn)圈的cd邊離開(kāi)紙面向外運(yùn)動(dòng)。若規(guī)定由abcda方向的感應(yīng)電流為正,則能反映線(xiàn)圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線(xiàn)是()知識(shí)點(diǎn)二交變電流的變化規(guī)律3閉合線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為240r/min,若線(xiàn)圈平面轉(zhuǎn)至與磁場(chǎng)方向平行時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為2V,則從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí),所產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e_V,電動(dòng)勢(shì)的峰值為_(kāi)V,從中性面起經(jīng)s,交流電動(dòng)勢(shì)的大小為_(kāi)V.4有一個(gè)10匝正方形線(xiàn)框,邊長(zhǎng)為20cm,線(xiàn)框總電阻為1,線(xiàn)框繞OO軸以10rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),如圖3所示,垂直于線(xiàn)框平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T問(wèn):圖3(1)該線(xiàn)框產(chǎn)生的交變電流電動(dòng)勢(shì)最大值、電流最大值分別是多少?(2)線(xiàn)框從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)60時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值是多大?(3)寫(xiě)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的表達(dá)式【方法技巧練】一、瞬時(shí)值、平均值的計(jì)算方法5矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸轉(zhuǎn)動(dòng),線(xiàn)圈共100匝,轉(zhuǎn)速為r/min,在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的最大值為0.03Wb,則線(xiàn)圈平面轉(zhuǎn)到與磁感線(xiàn)平行時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少?當(dāng)線(xiàn)圈平面與中性面夾角為時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少?6如圖4所示,匝數(shù)為n,面積為S的矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度為,求線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)圖4二、交變電流圖象的應(yīng)用7矩形線(xiàn)圈,繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線(xiàn)圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化如圖5所示下面說(shuō)法中正確的是()圖5At1時(shí)刻通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零Bt2時(shí)刻通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的絕對(duì)值最大Ct3時(shí)刻通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大D每當(dāng)e變換方向時(shí),通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量絕對(duì)值都為最大8一矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線(xiàn)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量隨時(shí)間的變化圖象如圖6所示,則下列說(shuō)法中,正確的是()圖6At0時(shí)刻,線(xiàn)圈平面與中性面垂直Bt0.01s時(shí)刻,穿過(guò)線(xiàn)圈平面的磁通量的變化率最大Ct0.02s時(shí)刻,線(xiàn)圈中有最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Dt0.03s時(shí)刻,線(xiàn)圈中有最大感應(yīng)電流1關(guān)于線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電流,下列說(shuō)法中正確的是()A線(xiàn)圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次,感應(yīng)電流方向就改變一次,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向不變B線(xiàn)圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈,感應(yīng)電流方向就改變一次C線(xiàn)圈平面經(jīng)過(guò)中性面一次,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向都要改變一次D線(xiàn)圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流方向都要改變一次2線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交流電的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為e10sin20tV,則下列說(shuō)法正確的是()At0時(shí),線(xiàn)圈平面位于中性面Bt0時(shí),穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大Ct0時(shí),導(dǎo)線(xiàn)切割磁感線(xiàn)的有效速度最大Dt0.4s時(shí),e達(dá)到峰值10V3交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為eEmsint,若將其電樞的轉(zhuǎn)速提高1倍,其他條件不變,則其電動(dòng)勢(shì)變?yōu)?)AEmsinB2EmsinCEmsin2tD2Emsin2t4一閉合矩形線(xiàn)圈abcd繞垂直于磁感線(xiàn)的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線(xiàn)圈平面位于如圖7甲所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示,下列說(shuō)法正確的是()圖7At1、t3時(shí)刻通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化率最大Bt1、t3時(shí)刻線(xiàn)圈中感應(yīng)電流方向改變Ct2、t4時(shí)刻線(xiàn)圈中磁通量最大Dt2、t4時(shí)刻線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小5如圖8所示,一正方形線(xiàn)圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)沿著OO觀察,線(xiàn)圈沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線(xiàn)圈匝數(shù)為n,邊長(zhǎng)為l,電阻為R,轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為,則當(dāng)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)()圖8A線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcdaB線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流為C穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為0D穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的變化率為06如圖9所示,矩形線(xiàn)圈abcd,已知ab為L(zhǎng)1,ad為L(zhǎng)2,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO軸以角速度(從圖中位置開(kāi)始)勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為()圖9A.BL1L2sin tB.BL1L2costCBL1L2sintDBL1L2cost7如圖10所示,一矩形線(xiàn)圈abcd放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,并繞過(guò)ab、cd中點(diǎn)的軸OO以角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)若以線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)夾角0時(shí)(如圖)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時(shí)電流方向?yàn)檎齽t下列四幅圖中正確的是()圖108如圖11甲所示,一矩形閉合線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸OO以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)從線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),線(xiàn)圈中產(chǎn)生的交變電流按照?qǐng)D乙所示的余弦規(guī)律變化,則在t時(shí)刻()圖11A線(xiàn)圈中的電流最大B穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零C線(xiàn)圈所受的安培力為零D線(xiàn)圈中的電流為零9如圖12所示,矩形線(xiàn)圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中可以分別繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸P1和P2以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)線(xiàn)圈平面轉(zhuǎn)到與磁場(chǎng)方向平行時(shí)()圖12A線(xiàn)圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流等于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流B線(xiàn)圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)小于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)C線(xiàn)圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流的方向相同,都是abcdD線(xiàn)圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)cd邊受到的安培力大于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)cd邊受到的安培力題號(hào)123456789答案10.一矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度4rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖13所示則交變電流的頻率為_(kāi)Hz,當(dāng)t0時(shí),線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)_,當(dāng)t0.5s時(shí),e為_(kāi)V.圖1311如圖14所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)“n”形導(dǎo)線(xiàn)框可繞AB軸轉(zhuǎn)動(dòng),已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度BT,線(xiàn)框的CD邊長(zhǎng)為l120cm,CE、DF邊長(zhǎng)均為l210cm,轉(zhuǎn)速為50r/s.若從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí):圖14(1)寫(xiě)出線(xiàn)框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式;(2)在et坐標(biāo)系中作出線(xiàn)框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象12如圖15所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)B0.1T,所用矩形線(xiàn)圈的匝數(shù)N100,邊長(zhǎng)ab0.2m,bc0.5m,以角速度100rad/s繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)從線(xiàn)圈平面通過(guò)中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),試求:圖15(1)線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小(2)由t0至t過(guò)程中的平均電動(dòng)勢(shì)值第二章交變電流第1節(jié)交變電流答案課前預(yù)習(xí)練1恒定電流交變電流2正弦交變EmsintnBS勻強(qiáng)垂直于磁場(chǎng)方向3CD直流電是方向不隨時(shí)間改變,交變電流是方向隨時(shí)間改變,正弦式交變電流是按正弦規(guī)律變化的交變電流,圖象中正、負(fù)表示電流方向A選項(xiàng)中電流數(shù)值總為正,表示電流方向不變,是直流電B選項(xiàng)中圖象雖為正弦,但由于電流總是正值,表示電流方向不變,電流大小隨時(shí)間變化,也是直流電C、D選項(xiàng)中電流強(qiáng)度和方向都隨時(shí)間做周期性變化,是交變電流因此,是交變電流的只有C和D,是正弦式交變電流的只有D.4BCDA中線(xiàn)圈中的磁通量始終是零,故無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生;B、C、D中都是線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線(xiàn)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),故能產(chǎn)生交流電,則B、C、D正確5A中性面和磁場(chǎng)垂直,磁通量最大,磁通量的變化率為零課堂探究練1C線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),在電路中產(chǎn)生呈周期性變化的交變電流,線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)電流改變方向,線(xiàn)圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周,有兩次通過(guò)中性面,電流方向改變兩次,指針左右擺動(dòng)一次,故A錯(cuò);線(xiàn)圈處于圖示位置時(shí),ab邊向右運(yùn)動(dòng),由右手定則,ab邊的感應(yīng)電流方向?yàn)閍b,故C對(duì);線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí),ab、cd邊垂直切割磁感線(xiàn),線(xiàn)圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大,也可以這樣認(rèn)為,線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí),磁通量為零,但磁通量的變化率最大,B、D錯(cuò)誤。點(diǎn)評(píng)線(xiàn)圈平面垂直于磁感線(xiàn)時(shí),線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流為零,這一位置叫中性面線(xiàn)圈平面經(jīng)過(guò)中性面時(shí),電流方向就發(fā)生改變線(xiàn)圈繞軸轉(zhuǎn)一周經(jīng)過(guò)中性面兩次,因此感應(yīng)電流方向改變兩次線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí),穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大,但磁通量的變化率為零(即各邊都不切割),所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零2C線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),可以產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的交流電對(duì)于圖示起始時(shí)刻,線(xiàn)圈的cd邊離開(kāi)紙面向紙外運(yùn)動(dòng),速度方向和磁場(chǎng)方向垂直,產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值最大;用右手定則判斷出電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?,與規(guī)定的正方向相同所以C對(duì)點(diǎn)評(píng)線(xiàn)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)時(shí),可以產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的交流電其中“線(xiàn)圈”無(wú)特殊要求,即矩形線(xiàn)圈、圓形線(xiàn)圈等其他形狀都可,“繞某一軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)”,只要求此軸垂直于磁場(chǎng)方向,沒(méi)有其他限制條件32sin8t21解析當(dāng)線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)(S/B),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,即Em2V,2n2rad/s8 rad/s,則從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí),瞬時(shí)值表達(dá)式:eEmsint2sin8tV,當(dāng)ts時(shí),e2sin(8) V1V.點(diǎn)評(píng)當(dāng)閉合線(xiàn)圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),且從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)產(chǎn)生正弦式交流電電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式eEmsint,Em為最大值即當(dāng)線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)的瞬時(shí)值,為轉(zhuǎn)動(dòng)角速度4(1)6.28 V6.28 A(2)5.44 V(3)e6.28sin 10t V解析(1)交變電流電動(dòng)勢(shì)最大值為EmnBS100.50.2210V6.28V,電流的最大值為ImEm/RA6.28A.(2)線(xiàn)框轉(zhuǎn)過(guò)60時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eEmsin605.44V.(3)由于線(xiàn)框轉(zhuǎn)動(dòng)是從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)的,所以瞬時(shí)值表達(dá)式為eEmsint6.28sin10tV.點(diǎn)評(píng)電動(dòng)勢(shì)最大值EmnBS.當(dāng)計(jì)時(shí)起點(diǎn)為中性面位置時(shí)表達(dá)式為eEmsint當(dāng)計(jì)時(shí)起點(diǎn)為線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí),表達(dá)式為eEmcost.51VV解析由題意知:m0.03Wb2n2rad/srad/s.線(xiàn)圈轉(zhuǎn)至與磁感線(xiàn)平行時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,故EmnBSnm1000.03V1V瞬時(shí)值表達(dá)式eEmsintsinV當(dāng)t時(shí),esinVV.方法總結(jié)要記住兩個(gè)特殊位置感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值,即中性面位置e0;線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)平行的位置eEmnBS.確定線(xiàn)圈從哪個(gè)位置開(kāi)始計(jì)時(shí)的,從而確定電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式是正弦形式還是余弦形式6.nBS解析由楞次定律可判斷線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180時(shí)間內(nèi),線(xiàn)圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E0.磁通量是沒(méi)有方向的標(biāo)量,但卻有正負(fù)如果我們規(guī)定磁感線(xiàn)從線(xiàn)圈的一側(cè)穿入另一側(cè),穿出磁通量為正,那么從另一側(cè)穿入這一側(cè)穿出時(shí),磁通量就為負(fù)了設(shè)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)180時(shí),穿過(guò)它的磁通量BS,那么圖示位置時(shí)穿過(guò)它的磁通量BS.由法拉第電磁感應(yīng)定律得:nnnnBS.方法總結(jié)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不等于始、末兩瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)值的平均值,必須用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算即n.7Dt1、t3時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,線(xiàn)圈位于中性面位置,所以穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大,磁通量的變化率為零,A、C錯(cuò)誤;t2時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,線(xiàn)圈位于中性面的垂面位置,穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零,B錯(cuò)誤;由于線(xiàn)圈每過(guò)一次中性面時(shí),穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的絕對(duì)值最大,e變換方向,所以D正確方法總結(jié)當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大時(shí),磁通量的變化率最大,磁通量卻最小8ABCD由題意可知msin t時(shí),其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為eEmcos t,當(dāng)t0時(shí),0,線(xiàn)圈平面與中性面垂直,穿過(guò)線(xiàn)圈平面的磁通量的變化率最大,線(xiàn)圈中有最大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流,此類(lèi)時(shí)刻還有0.01 s,0.02 s,0.03 s,所以答案為A、B、C、D.方法總結(jié)由En可知,交變電流的電動(dòng)勢(shì)隨線(xiàn)圈的磁通量的變化而變化,即由的變化可推知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律(當(dāng)msint時(shí)eEmcost;當(dāng)mcost時(shí),eEmsint)課后鞏固練1C2AB根據(jù)交流電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式可判斷為正弦式交變電流,當(dāng)t0時(shí),e0,所以此時(shí)磁通量的變化率為零,導(dǎo)線(xiàn)切割磁感線(xiàn)的有效速度為零,但此時(shí)穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大,線(xiàn)圈平面位于中性面,所以A、B正確,C錯(cuò)誤;當(dāng)t0.4s時(shí),e10sin20tV10sin8V0,所以D錯(cuò)誤3D電樞轉(zhuǎn)速提高1倍,由2n知,角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍;由電動(dòng)勢(shì)的最大值表達(dá)式EmnBS知,最大值也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍4Bt1、t3時(shí)刻通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的絕對(duì)值最大,磁通量變化率0,此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流為零,線(xiàn)圈中感應(yīng)電流方向改變,A錯(cuò)誤,B正確;t2、t4時(shí)刻線(xiàn)圈中磁通量為零,磁通量的變化率最大,即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,C、D錯(cuò)誤5BC圖示位置為垂直于中性面的位置,此時(shí)通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零,但磁通量的變化率最大,感應(yīng)電流也最大,I,由右手定則可判斷出線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba.6C線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)時(shí)間t時(shí),轉(zhuǎn)過(guò)角度,這時(shí)ab,cd邊切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EabBL1vsin,EcdBL1vsin,bc,ad邊不切割磁感線(xiàn)不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),故線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EEabEcd2BL1vsin2BL1L2sintBL1L2sint,故正確選項(xiàng)應(yīng)為C.7D矩形線(xiàn)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),從線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行開(kāi)始計(jì)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電流按余弦規(guī)律變化,由于t=0時(shí),線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向如題圖,由右手定則判斷可得,此時(shí)ad中電流方向?yàn)橛蒩到d,線(xiàn)圈中電流方向?yàn)閍dcba,與規(guī)定的電流正方向相反,電流為負(fù)值.又因?yàn)榇藭r(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,故只有D正確。8CDt,此時(shí)線(xiàn)圈位于中性面位置,所以穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大,B錯(cuò)誤;由于此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,所以線(xiàn)圈中電流為零,線(xiàn)圈所受的安培力為零,A錯(cuò)誤,C、D正確9A無(wú)論是繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)還是繞P2轉(zhuǎn)動(dòng),線(xiàn)圈轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)都為最大值Em=nBS,由歐姆定律可知此時(shí)I相等,A對(duì),B錯(cuò);由右手定則可知線(xiàn)圈中電流方向?yàn)閍dcba,故C錯(cuò);cd邊所受的安培力FBLcdI,故F一樣大,D錯(cuò)102垂直0解析Ts,則交流電的頻率f2Hz.由圖象知t0時(shí),e0,線(xiàn)圈位于中性面位置,線(xiàn)圈平面和磁感線(xiàn)垂直;當(dāng)t0.5s時(shí),t2ft2,e0.11(1)e10cos100tV(2)見(jiàn)解析解析(1)線(xiàn)框轉(zhuǎn)動(dòng),開(kāi)始計(jì)時(shí)的位置為線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)平行的位置,產(chǎn)生的交變電流按余弦規(guī)律變化,在t時(shí)刻線(xiàn)框轉(zhuǎn)過(guò)的角度為t,此時(shí)刻eBL1L2cost,即eBScost,其中BT,S0.10.2m20.02m2,2n250rad/s100 rad/s,故e0.02100cos100tV,即e10cos100tV.(2)T0.02s,線(xiàn)框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象如下圖所示12(1)314sin100tV(2)200V解析(1)解法一線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)時(shí)間t轉(zhuǎn)過(guò)角度t,這時(shí)bc和da邊不切割磁感線(xiàn),ab和cd邊切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eabecdNBvsint,其中v,所以eeabecd2eab2NBsintNBSsint,EmNBS1000.10.1100V314V,e314sin100tV解法二感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值eNBSsint,由題可知S0.20.5m20.1m2,EmNBS1000.10.1100V314V,所以e314sin 100t V.(2)用EN計(jì)算t0至t過(guò)程中的平均電動(dòng)勢(shì)ENN即ENBS.代入數(shù)值得E200V.

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