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廣東省汕頭市澄海中學(xué)高中物理 第五章 交變電流練習(xí) 新人教版選修3-2
【知識(shí)概要】
1、交變電流: 的電流為交變電流。家庭電路中的 、示波器中的 、電子電路中的 電流都屬于交變電流。
2、交變電流的產(chǎn)生:
矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂 磁感線的 時(shí)產(chǎn)生正弦交變電流。
矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),將經(jīng)過(guò)兩個(gè)特殊位置,其特點(diǎn)分別是:
(1)中性面:與勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感線垂直的平面叫 。線圈平面處于跟中性面重合的位置時(shí);(
2、a)線圈各邊都不切割磁感線,即感應(yīng)電流 ;(b)磁感線垂直于該時(shí)刻的線圈平面,所以磁通量 ,磁通量的變化率 .(c)交變電流的方向在中性面的兩側(cè)是 。(2)線圈平面處于跟中性面垂直的位置時(shí),線圈平面平行于磁感線,磁通量為 ,磁通量的變化率 ,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流均最大,電流方向不變.
3、交變電流的變化規(guī)律:
【課堂例題】
例1、矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在線圈平面經(jīng)過(guò)中性面瞬間:( ?。?
A.線
3、圈平面與磁感線平行;
B.通過(guò)線圈的磁通量最大;
C.線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大;
D.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向突變。
例2、矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e-t圖像如圖則在時(shí)刻( ?。?
A.t1,t3線圈通過(guò)中性面
B.t2,t4線圈中磁通量最大
C.t1,t3線圈中磁通量變化率最大
D.t2,t4線圈平面與中性面垂直
例3、一矩形線圈,面積為s,匝數(shù)為N,在場(chǎng)強(qiáng)為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞著軸oo’做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度為ω,磁場(chǎng)方向與轉(zhuǎn)軸垂直,當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí),求:
(1)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值?寫(xiě)出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的表達(dá)式?
(2)若線圈中的電阻為R
4、,則線圈中的電流的最大值為多少?寫(xiě)出線圈中的電流瞬時(shí)表達(dá)式。
【能力訓(xùn)練】
( )1、圖5-1-4所示各的電流中不是交流電的是:
( )2、如圖所示,一線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)過(guò)圖所示位置時(shí),
A.穿過(guò)線圈的磁通量最大,磁通量的變化率最小
B.穿過(guò)線圈的磁通量最大,磁通量的變化率最大
C.穿過(guò)線圈的磁通量最小,磁通量的變化率最大
D.穿過(guò)線圈的磁通量最小,磁通量的變化率最小
( )3、如圖所示,若線框abcd不閉合,當(dāng)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法中正確的是
A.線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),可跟隨磁鐵
5、轉(zhuǎn)動(dòng)
B線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),可跟隨磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)
C.線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),不跟隨磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)
D.線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),不跟隨磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)
( )4、閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的交流電瞬時(shí)值的表達(dá)式為i=0.2sin100πt,從t=0到第一次出現(xiàn)通過(guò)線圈的磁通量變化率最大值的時(shí)間為
A.1/50 s B.1/100 s C.1/200 s D1/400 s
( )5、矩形線圈的面積為S,匝數(shù)為n,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場(chǎng)垂直的圖示位置時(shí)
A.線圈中的電動(dòng)勢(shì)為0
6、 B.線圈中的電動(dòng)勢(shì)為
C.穿過(guò)線圈的磁通量為0 D.線圈不受安培力作用
( )6、線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的交變電流如圖所示,從圖中可知:
A.在A和C時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)垂直
B.在B和D時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量最大
C.在A和C時(shí)刻,感應(yīng)電流改變方向 D.若從O時(shí)刻到D時(shí)刻的時(shí)間為0.02s,則在1s內(nèi)交變電流的方向改變50次
7、一矩形線圈,繞與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直的中心軸OO′按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn).引出線的兩端與互相絕緣的半圓銅環(huán)連接,兩個(gè)半圓環(huán)分別與固定電刷A.B滑動(dòng)接觸,電刷間接有電阻,如圖所示,在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,通過(guò)電阻的電流:
A.大小和方向都不斷變化 B.大小和方向都不變
C.大小不斷變化,方向A→R→BD.大小不斷變化,方向從B→R→A
8、如圖所示,矩形線圈100匝,ab=30cm,ad=20cm,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T,繞軸OO’從圖示位置開(kāi)始勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度ω=100πrad/s,試求:(1)穿過(guò)線圈的磁通量最大值φm,線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)取得此值?
(2)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em=? 線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)取得此值?
(3)寫(xiě)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間變化的表達(dá)式,并作出圖象。
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