著名机构高二物理春季班讲义第1讲交变电流
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1、第1讲 交变电流产生与描述温故知新基础训练1. 如图,矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动,当转到图示位置时,线圈的A磁通量变化率为零B、边所受安培力分别为零C感应电流为零D感应电流最大【答案】 D2. 如图所示,在第一个周期时间内,线圈转到中性面的时刻为 末,此时穿过线圈的磁通量 (填最大,最小或零,下同),流过线圈的电流为 。在末,线圈在磁场中的位置是 。【答案】 0或0.04s,最大,零,与中性面垂直3. 下列说法正确的是A用交流电压表测量电压时,指针来回摆动B一周期内交流的方向改变两次C如果交流电的最大值是,则最小值为D用电器上所标电压值是交流电的有效值【答案】 BD4. 一正弦交流电的电
2、压随时间变化的规律如图所示。由图可知该交流电电压瞬时值的表达式为ABCD【答案】 A5. 如图所示的交流电为,接在阻值220的电阻两端,则A电压表的读数为B电流表读数为C电流表读数是D2s内电阻的电热是【答案】 CD6. 小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速运动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示,此线圈与一个的电阻构成闭合电路。不计电路的其它电阻,下列说法正确的是A交变电流的周期为 B交变电流的频率为C交变电流的有效值为 D交变电流的最大值为【答案】 D7. 如图所示,一矩形线圈放置在匀强磁场中,并绕过、中点的轴以角速度逆时针匀速转动若以线圈平面与磁场夹角时(如图)为计
3、时起点,并规定当电流自流向时电流方向为正则下列四幅图中正确的是 【答案】 D8. 如图所示,图线是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生感应电动势的图象,当调整线圈转速后,所产生感应电动势的图象如图线所示,以下关于这两个交变电流的说法中,正确的是A在图中时刻穿过线圈的磁通量均为零B感应电动势的瞬时值为C线圈先后两次的转速之比为D感应电动势的最大值为【答案】 BC1.1正弦交流电产生的两种理解知识点睛1利用导体切割磁感线如图所示,设矩形线圈的边长为,边长为,转动的角速度为,当线圈经过中性面时开始计时。在时刻,和边切割磁感线,产生的电动势均为,而,则此时整个线圈中的电动势为。或者写成,其中, 是线圈的面积
4、,是个常数,叫做电动势的峰值。2利用法拉第电磁感应定律从中性面时刻开始计时,通过线圈的磁通量为,由法拉第电磁感应定律可知:,当时,为瞬时值。当时,为数学中的导数,即。不考虑方向问题,则有,其中,与导体切割的观点结果相同。例题精讲例题说明:这部分所选两道例题都是矩形线圈,可以用切割磁感线的观点分别分析,如果从法拉第电磁感应定律的角度看会发现两者本质相同。在难题突破部分有一道三角形线圈的例题,从切割的角度分析难度较大,如果从磁通量变化的角度看则难度不大,老师可以根据课堂的实际情况选用。另外,例5也涉及瞬时值的计算,且模型较新颖,老师可在讲这部分内容时做些铺垫。【例1】 如图所示,在匀强磁场中匀速转
5、动的矩形线圈的周期为,转轴垂直于磁场方向。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈转过时的感应电流为。求闭合回路中电流的瞬时表达式【答案】【例2】 边长为的正方形线框的匝数为,的中点和的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界上,如图所示。磁场磁感应强度为,线圈与外电阻构成闭合回路,整个线圈的电阻为,现在让线圈以连线为轴,以角速度匀速转动,从图示位置开始计时,求闭合回路中电流的瞬时表达式。【答案】1.2 有效值与平均值知识点睛1有效值的计算方法 结论法:按正余弦变化的交流电,可以用交变电流的有效值与峰值之间的关系求解:,。 定义法:按其它规律变化的交流电可以从有效值的定义出发,根据热效应的“三同原则”
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