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文档简介
第1节交变电流的产生及变化规律1.交变电流的产生:将矩形线圈置于
中,并绕垂直于磁感线的轴
,线圈中就会产生正(余)弦交变电流.2.中性面:(1)线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量
,磁通量的变化率为
,感应电动势为
.(2)线圈转动一周,
次经过中性面,线圈
,电流的方向就改变一次.匀强磁场匀速转动最大零零两每经过中性面一次一、交变电流的产生及变化规律Emsinωt
NBSω
Imsinωt
某一时刻
热效应
【思路点拨】线圈从垂直于中性面位置启动,则瞬时值的表达式为余弦函数.由此构造出瞬时值表达式,可求出电动势的最大值,然后是有效值,再到功率,从而完成A、B、C的筛选;再画出线圈转动的截面图,可知其磁通量变化规律确是正弦函数,但对线圈的最大磁通量,即BS的计算有误,即排除D项.【答案】AC【方法与知识感悟】1.正弦式交流电的变化规律(注意图与图的对应关系)2.交变电流瞬时值表达式的基本书写思路(1)确定正弦式交变电流的峰值,根据已知图象或由公式Em=nBsω求出相应峰值.(2)明确线圈的初始位置,找出对应的函数关系式.①线圈从中性面开始转动,则i-t图象为正弦函数图象,函数式为i=Imsinωt.②线圈从垂直中性面开始转动,则i-t图象为余弦函数图象.函数式为i=Imcosωt.③线圈不是从以上两位置开始转动,先通过三角函数变换到以上两种形式,再写出函数表达式.3.对中性面的理解(1)中性面是与磁场方向垂直的平面,是假想的参考面.(2)线圈平面位于中性面时,穿过线圈平面的磁通量最大,而磁通量的变化率为零,产生的感应电动势为零.(3)线圈平面与中性面垂直时,穿过线圈平面的磁通量为零,但磁通量的变化率最大,产生的感应电动势最大.(4)线圈每经过中性面一次电流方向就改变一次.线圈转动一周,两次经过中性面,所以在一个周期内电流的方向改变两次.【思路点拨】正确理解交变电流的“四值”是解题的关键,求电荷量时要用平均值,交流电路中电表显示的为有效值,计算热量、功率和电功一定要用有效值求解.【答案】(1)adcba(2)e=314cos100πtV(3)98.6J(4)0.1C【方法与知识感悟】对交变电流的“四值”的理解和应用【思路点拨】本题考查对交流电图象的解读能力,要求考生能够通过交流电图象找出周期、最大值并计算有效值,写出交流电表达式.【答案】BD(4)交变电流的表达式与线圈平面初始位置有关,由图象可以确定线圈的初始位置,即从中性面的位置开始计时,交变电流的图象为正弦图象;从垂直中性面的位置开始计时,交变电流的图象为余弦图象.2.交流电的有关图象(t=0时,线圈在中性面位置)
物理量函数图象磁通量Φ=Φmcosωt=BScosωt电动势e=Emsinωt=nBSωsinωt规律物理量规律*1.图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动,能产生正弦式交变电流的是()ABDBC
2.如图所示是一个10匝的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动时,线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的图象,根据图象可以确定()D*3.如图所示,一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动,转动过程线框中产生的感应电动势的瞬时值为e=0.5sin20t(V),由该表达式可推
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