(浙江專版)20182019學(xué)年高中物理第五章第1節(jié)交變電流講義(含解析)新人教版

交變電流交變電流及其產(chǎn)生[探新知·基礎(chǔ)練]1．交變電流交變電流：大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流，簡稱溝通。直流：大小和方向不隨時(shí)間變化的電流。劃分直流電流和交變電流主假如看電流方向能否變化。2．正弦式交變電流的產(chǎn)生將閉合矩形線圈置于勻強(qiáng)磁場中，并繞垂直磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。3．中性面線圈平面與磁感線垂直時(shí)的地點(diǎn)。線圈處于中性面地點(diǎn)時(shí)，穿過線圈的磁通量最大，但線圈中的電流為零。線圈每次經(jīng)過中性面時(shí)，線圈中感覺電流的方向都要改變。線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感覺電流方向改變兩次。[辨是非](對(duì)的劃“√”，錯(cuò)的劃“×”)1．方向周期性變化，大小不變的電流也是交變電流。( )2．產(chǎn)生交變電流的方法只有兩種，旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電和旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電。( )3．在勻強(qiáng)磁場中線圈繞垂直磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過中性面時(shí)，感覺電流為零，但感應(yīng)電流為零時(shí)，不必定在中性面地點(diǎn)。( )答案：1.√2.×3.×[釋疑難·對(duì)點(diǎn)練]中性面、中性面的垂面地點(diǎn)的特征及轉(zhuǎn)動(dòng)過程中各量的變化中性面中性面的垂面遠(yuǎn)離中性面湊近中性面地點(diǎn)線圈平面與磁場線圈平面與磁場線圈平面與磁場線圈平面與磁場垂直平行間夾角變小間夾角變大磁通量最大零減小增大磁通量變化率零最大增大減小感覺電動(dòng)勢零最大增大減小線圈邊沿線速度090°從0°漸漸變大從90°漸漸變小與磁場方向夾角感覺電流零最大增大減小電流方向改變不變不變不變?cè)诰€圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，磁通量最大時(shí)，磁通量的變化率恰巧為零，磁通量為零時(shí)，磁通量的變化率恰巧最大，感覺電動(dòng)勢的大小由磁通量的變化率決定。[試身手]1．對(duì)于線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的交變電流，以下說法中正確的選項(xiàng)是( )A．線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感覺電流方向就改變一次，感覺電動(dòng)勢方向不變B．線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感覺電流方向就改變一次C．線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感覺電動(dòng)勢和感覺電流的方向都要改變一次D．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感覺電動(dòng)勢和感覺電流方向都要改變一次分析：選C線圈轉(zhuǎn)至中性面時(shí)，線圈平面垂直于磁感線，磁通量最大，但磁通量的變化率、感覺電動(dòng)勢、感覺電流均為零，電流方向恰巧發(fā)生變化。所以，線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交變電流時(shí)，每經(jīng)過中性面一次，感覺電動(dòng)勢和感覺電流的方向都要改變一次，線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，經(jīng)過中性面兩次，感覺電動(dòng)勢和感覺電流的方向都改變兩次，所以C正確。交變電流的變化規(guī)律[探新知·基礎(chǔ)練]1．正弦式交變電流剎時(shí)價(jià)表達(dá)式(1)當(dāng)從中性面開始計(jì)時(shí)：

e＝Emsin_

ωt。(2)當(dāng)從與中性面垂直的地點(diǎn)開始計(jì)時(shí)：

e＝Emcos_ωt。2．正弦式交變電流的峰值表達(dá)式Em＝nBSω與線圈的形狀及轉(zhuǎn)動(dòng)軸的地點(diǎn)沒關(guān)。

(填“相關(guān)”或“沒關(guān)”)3．兩個(gè)特別地點(diǎn)中性面：線圈平面與磁場垂直。ΔΦΦ為最大，為0，e為0，i為0。(填“0”或“最大”)垂直中性面：線圈平面與磁場平行。Φ為

0，

Φ最大，e為最大，t

i

為最大

(填“0”或“最大”

)。[辨是非](對(duì)的劃“√”，錯(cuò)的劃“×”)1．在勻強(qiáng)磁場中線圈繞垂直磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，某些特別時(shí)段，可能感覺電動(dòng)勢和磁通量同時(shí)變大。( )2．表達(dá)式為＝msinωt的交變電流為正弦式交變電流，表達(dá)式為＝msin(ω＋eEeEtπ2)的交變電流也是正弦式交變電流。( )3．線圈繞垂直磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中產(chǎn)生了正弦式交變電流，峰值越大，則瞬時(shí)價(jià)也越大。( )答案：1.×2.√3.×[釋疑難·對(duì)點(diǎn)練]1．剎時(shí)價(jià)的推導(dǎo)若線圈平面從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)，如下圖，則經(jīng)時(shí)間t：線圈轉(zhuǎn)過的角度為ωt。(2)ab邊的線速度跟磁感線方向的夾角θ＝ωt。Ladab邊轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大小為v＝ω。2ab邊產(chǎn)生的感覺電動(dòng)勢：BSωeab＝BLabvsinθ＝2sinωt。整個(gè)線圈產(chǎn)生的感覺電動(dòng)勢：e＝2eab＝BSωsin

ωt，若線圈為

N匝，e＝NBSωsin

ωt。eEm若線圈給外電阻R供電，設(shè)線圈自己電阻為r，由閉合電路歐姆定律得i＝R＋r＝R＋rsinωt，即im＝Imsinωt，R兩頭的電壓可記為um＝Umsinωt。2．峰值由e＝NBSωsinωt可知，電動(dòng)勢的峰值Em＝NBSω。交變電動(dòng)勢的最大值，由線圈匝數(shù)N、磁感覺強(qiáng)度B、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω及線圈面積S決定，與線圈的形狀沒關(guān)，與轉(zhuǎn)軸的地點(diǎn)沒關(guān)，但轉(zhuǎn)軸一定垂直于磁場，所以如下圖幾種狀況，若N、B、S、ω同樣，則電動(dòng)勢的最大值同樣。ω(3)電流的峰值可表示為I＝。m3．從兩個(gè)特別地點(diǎn)開始計(jì)時(shí)剎時(shí)價(jià)的表達(dá)式從中性面位從與中性面垂直的地點(diǎn)開始計(jì)時(shí)置開始計(jì)時(shí)磁通量Φ＝Φmcosωt＝Φ＝Φmsinωt＝cosωtsinωtBSBSe＝Esinωt＝e＝Ecosωt＝mm感覺電動(dòng)勢NBSωsinωtNBSωcosωtu＝Umsinωt＝u＝Umcosωt＝電壓RNBSωRNBSωR＋rsinωtR＋rcosωti＝Imsinωt＝i＝Imcosωt＝電流NBSωsinωtNBSωcosωt＋r＋rRR[試身手]2．閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為時(shí)的電動(dòng)勢為2V，求從中性面開始計(jì)時(shí)，

240r/min

，若線圈平面轉(zhuǎn)至與磁場平行產(chǎn)生的溝通電動(dòng)勢的表達(dá)式；電動(dòng)勢的峰值；1從中性面起經(jīng)48s，溝通電動(dòng)勢的大小。分析：(1)當(dāng)線圈平面與磁場平行時(shí)，感覺電動(dòng)勢最大，為Em＝2V，240又ω＝2πn＝2π×60rad/s＝8πrad/s所以剎時(shí)價(jià)表達(dá)式為：e＝Emsinωt＝2sin8πtV。(2)電動(dòng)勢的峰值為m＝2V。E11(3)當(dāng)t＝48s時(shí)，e＝2sin8π×48V＝1V。答案：(1)＝2sin8πtV(2)2V(3)1Ve交變電流的圖象[探新知·基礎(chǔ)練]1．物理意義描繪交變電流(電動(dòng)勢e、電流i、電壓u)隨時(shí)間t(或角度ωt)變化的規(guī)律。2．正弦式交變電流的圖象(如圖甲、乙所示)[辨是非](對(duì)的劃“√”，錯(cuò)的劃“×”)1．交變電流的圖象均為正弦函數(shù)圖象或余弦函數(shù)圖象。( )2．線圈繞垂直磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中產(chǎn)生了正弦交變電流，感覺電動(dòng)勢的圖象、感覺電流的圖象形狀是完整一致的。( )3．線圈經(jīng)過中性面時(shí)產(chǎn)生的感覺電動(dòng)勢最大。( )答案：1.×2.√3.×[釋疑難·對(duì)點(diǎn)練]1．正弦式交變電流圖象可確立的信息正弦式交變電流隨時(shí)間的變化狀況能夠從圖象上表示出來，圖象描繪的是交變電流隨時(shí)間變化的規(guī)律，它是一條正弦曲線，如下圖，是交變電流的e-t圖象。由圖能夠確立出以下信息：(1)能夠讀出正弦式交變電流的峰值Em。可依據(jù)線圈轉(zhuǎn)至中性面時(shí)電動(dòng)勢為零的特色，確立線圈處于中性面的時(shí)刻，確立了該時(shí)刻，也就確立了磁通量最大的時(shí)刻和磁通量變化率最小的時(shí)刻，如t＝0，t＝t2時(shí)刻。可依據(jù)線圈轉(zhuǎn)至與磁場平行時(shí)感覺電動(dòng)勢最大的特色，確立線圈與中性面垂直的位置，此地點(diǎn)也就是磁通量為零的時(shí)刻和磁通量變化率最大的時(shí)刻，如t＝t1，t＝t3時(shí)刻。(4)能夠確立某一時(shí)刻電動(dòng)勢大小以及某一時(shí)刻電動(dòng)勢的變化趨向，如t＝t1，t＝t2時(shí)刻。TT2ππ(5)能夠計(jì)算出某些時(shí)刻的磁通量Φ或e的剎時(shí)價(jià)，如6時(shí)，ωt＝6·T＝3，e＝Emsinπ31t＝Emsin3＝2Em，Φ＝Φm·cosωt＝2Φm。2．特別地點(diǎn)處交變電流的圖象從中性面地點(diǎn)開始計(jì)時(shí)從與中性面垂直的地點(diǎn)開始計(jì)時(shí)磁通量感覺電動(dòng)勢電壓電流[試身手]一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖象如下圖。則以下說法中正確的選項(xiàng)是( )A．t＝0時(shí)刻，線圈平面與中性面垂直B．t＝0.01s時(shí)刻，Φ的變化率為0C．t＝0.02s時(shí)刻，感覺電動(dòng)勢達(dá)到最大D．從t＝0.01s時(shí)刻至t＝0.04s時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過的角度是

32π分析：選D由題圖可知0、0.02s、0.04s時(shí)刻線圈平面位于中性面地點(diǎn)，Φ最大，ΔΦ＝0，故E＝0；0.01s、0.03s、0.05s時(shí)刻線圈平面與磁感線平行，ΦtΦ最小，t最大，故E最大，從題圖可知，從t＝0.01s時(shí)刻至t＝0.04s時(shí)刻線圈旋轉(zhuǎn)3周，轉(zhuǎn)過的角43度為2π。故D正確。正弦式交變電流的產(chǎn)生[典例1](多項(xiàng)選擇)矩形線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場且在線框平面的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了交變電流，以下說法正確的選項(xiàng)是( )A．當(dāng)線框位于中性面時(shí)，線框中感覺電動(dòng)勢最大B．當(dāng)穿過線框的磁通量為零時(shí)，線框中的感覺電動(dòng)勢也為零C．每當(dāng)線框經(jīng)過中性面時(shí)，感覺電動(dòng)勢或感覺電流方向就改變一次D．線框經(jīng)過中性面時(shí)，各邊切割磁感線的速度為零[分析]線框位于中性面時(shí)，線框平面與磁感線垂直，穿過線框的磁通量最大，但此時(shí)切割磁感線的兩邊的速度與磁感線平行，即不切割磁感線，所以電動(dòng)勢等于零，此時(shí)穿過線框的磁通量的變化率等于零，感覺電動(dòng)勢或感覺電流的方向也在此時(shí)刻變化。線框垂直于中性面時(shí)，穿過線框的磁通量為零，但切割磁感線的有效切割速度最大，所以感覺電動(dòng)勢最大，此時(shí)穿過線框的磁通量的變化率最大。故C、D選項(xiàng)正確。[答案]CD[典例2]如下圖，矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中能夠分別繞垂直于磁場方向的軸

P1和

P2以同樣的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場方向平行時(shí)

(

)都是

A．線圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流等于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流B．線圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢小于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢C．線圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電流均為正弦式交變電流，a→b→c→dD．線圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)dc邊遇到的安培力大于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)

在圖示地點(diǎn)電流的方向同樣，dc邊遇到的安培力[思路點(diǎn)撥][分析]

只需線圈繞垂直于磁感線的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，

在其余量同樣時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢和電流與轉(zhuǎn)軸的地點(diǎn)沒關(guān)，故

A對(duì)，B錯(cuò)；依據(jù)楞次定律，線圈繞

P1和

P2轉(zhuǎn)動(dòng)，在題圖所示地點(diǎn)時(shí)電流的方向同樣，都是a→d→c→b，C錯(cuò)；繞兩軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在同一地點(diǎn)的剎時(shí)電流同樣，同一邊遇到的安培力也同樣，D錯(cuò)。[答案]A正弦式交變電流產(chǎn)生的條件是勻強(qiáng)磁場、線圈平面垂直于磁場方向和線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，三者缺一不行，不然線圈中所產(chǎn)生的就不是正弦式交變電流。交變電流剎時(shí)價(jià)表達(dá)式的書寫求解交變電流的剎時(shí)價(jià)問題的步驟若線圈給外電阻R供電，設(shè)線圈自己電阻為r，由閉合電路歐姆定律得：eEi＝＝msinωt＝Imsinωt。R＋rR＋rR兩頭的電壓可記為u＝Umsinωt。[典例3]如下圖為演示用的手搖發(fā)電機(jī)模型，勻強(qiáng)磁場磁感覺強(qiáng)度B＝0.5T，線圈匝數(shù)N＝50，每匝線圈面積為0.48m2，轉(zhuǎn)速為150r/min，線圈在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，從圖示地點(diǎn)開始計(jì)時(shí)。寫出交變感覺電動(dòng)勢剎時(shí)價(jià)的表達(dá)式。[思路點(diǎn)撥][

分析]

當(dāng)線圈平面經(jīng)過中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)，則線圈在時(shí)間

t

內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度為

ωt，故剎時(shí)感覺電動(dòng)勢

e＝Emsin

ωt。此中Em＝NBSω。由題意知N＝50，B＝0.5T，ω＝2π×150＝5πrad/s，S＝0.48m2，60Em＝NBSω＝50×0.5×0.48×5πV≈188V，所以e＝188sin5πtV。[答案]e＝188sin5πtV交變電流的圖象[典例

4]在垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場中擱置了矩形線圈

abcd。線圈

cd邊沿豎直方向且與磁場的右界限重合。線圈平面與磁場方向垂直。從

t＝0時(shí)刻起，線圈以恒定角速度ω＝2π繞T

cd邊沿如下圖方向轉(zhuǎn)動(dòng)，

規(guī)定線圈中電流沿

abcda方向?yàn)檎较颍?/p>

則從

t＝0到

t＝T時(shí)間內(nèi)，線圈中的電流

i

隨時(shí)間

t

變化關(guān)系的圖象為

(

)T[分析]在0～4內(nèi)，線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，故產(chǎn)生正弦式溝通電，由楞次定律知，電流方向?yàn)樨?fù)值且漸漸增大；在T3內(nèi)，線圈中無感覺電流；在3時(shí)，邊垂直切～4T4Tab4割磁感線，感覺電流最大，且電流方向?yàn)檎?dāng)，故只有B項(xiàng)正確。[答案]B[講堂對(duì)點(diǎn)穩(wěn)固]1．如下圖的各圖象中表示交變電流的是( )分析：選DB、C兩圖象中，固然電流大小隨時(shí)間做周期性變化，

從圖上看圖線散布在t

軸一側(cè)，即電流方向不變，故不是交變電流。

A圖中電流的方向沒發(fā)生變化，不是交變電流。D圖中，從圖上看圖線散布在t軸雙側(cè)，電流的大小、方向均做周期性變化，是交變電流，應(yīng)選D。2．如下圖為演示交變電流產(chǎn)生的裝置圖，對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，正確的說法是( )A．線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，電流計(jì)指針左右搖動(dòng)兩次B．圖示地點(diǎn)線圈位于中性面，線圈中無感覺電流C．圖示地點(diǎn)ab邊的感覺電流方向?yàn)閍→bD．線圈平面與磁場方向平行時(shí)，磁通量變化率為零分析：選C線圈在磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在電路中產(chǎn)生呈周期性變化的交變電流，線圈經(jīng)過中性面時(shí)電流改變方向，線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，有兩次經(jīng)過中性面，電流方向改變兩次，電流計(jì)指針左右搖動(dòng)一次。線圈處于題圖所示地點(diǎn)時(shí)，ab邊向右運(yùn)動(dòng)，由右手定章，ab邊的感覺電流方向?yàn)閍→b；線圈平面與磁場方向平行時(shí)，ab、cd邊垂直切割磁感線，磁通量為零，但磁通量的變化率最大。綜上所述，C正確。3.線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電流的圖象如下圖，由圖中信息能夠判斷( )A．在A和C時(shí)刻線圈處于中性面地點(diǎn)B．在B和D時(shí)刻穿過線圈的磁通量為零C．從A～D線圈轉(zhuǎn)過的角度為2πD．若從～D歷時(shí)0.02s，則在1s內(nèi)交變電流的方向改變100次O分析：選D依據(jù)題圖，可知交變電流的剎時(shí)價(jià)表達(dá)式為i＝Imsinωt。此中Im是交變電流的最大值，ω是線圈旋轉(zhuǎn)的角速度。從題圖能夠看出，在O、B、D時(shí)刻電流為零，此時(shí)線圈恰巧處于中性面的地點(diǎn)，且穿過線圈的磁通量最大；在A、C時(shí)刻電流最大，線圈處33π于和中性面垂直的地點(diǎn)，此時(shí)磁通量為零；從A到D，線圈旋轉(zhuǎn)4周，轉(zhuǎn)過的角度為2；如果從O到D歷時(shí)0.02s，恰巧為一個(gè)周期，所以1s內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過50個(gè)周期，經(jīng)過中性面100次，電流方向改變100次。綜合以上剖析可得，選項(xiàng)D正確。4．如下圖，一半徑為r＝10cm的圓形線圈共100匝，在磁感覺強(qiáng)度5B＝π2T的勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁場方向的中心軸線OO′以n＝600r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至中性面地點(diǎn)(圖中地點(diǎn))時(shí)開始計(jì)時(shí)。寫出線圈內(nèi)所產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢的剎時(shí)價(jià)表達(dá)式；1(2)求線圈從圖示地點(diǎn)開始在60s時(shí)的電動(dòng)勢的剎時(shí)價(jià)；(3)求線圈從圖示地點(diǎn)開始在1s時(shí)間內(nèi)的電動(dòng)勢的均勻值。60分析：線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸線勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈內(nèi)產(chǎn)生正弦式交變電動(dòng)勢，當(dāng)線圈平面在中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)，其表達(dá)式為

e＝Emsin

ωt，而在某段時(shí)間內(nèi)的平Φ均電動(dòng)勢可依據(jù)E＝Nt求得。e＝Emsinωt，Em＝NBSω(與線圈形狀沒關(guān))，2π2ω＝2πn＝20πrad/s，S＝πr＝m故e＝100sin20πtV。11(2)當(dāng)t＝60s時(shí)，e＝100sin20π×V＝503V≈86.6V。601π(3)在60s內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過的角度θ＝ωt＝3，1由Φ＝BScosωt知Φ＝2BS，所以E＝NΦ150t＝πV答案：(1)e＝100sin20πtV150(2)86.6V(3)Vπ---------------[講堂小結(jié)]---------------定義：大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化產(chǎn)生：在勻強(qiáng)磁場中，線圈繞垂直于磁場交變方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的、按正弦規(guī)律變正弦式交化的交變電流電流e＝msint變電流剎時(shí)價(jià)表達(dá)式：ωE或e＝Emcosωt圖象：正弦或余弦函數(shù)[課時(shí)追蹤檢測(九)]一、單項(xiàng)選擇題1．線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電流的圖象如下圖，由圖可知( )A．在A、C時(shí)刻線圈處于中性面地點(diǎn)B．在B、D時(shí)刻穿過線圈的磁通量為零C．從A時(shí)刻到D時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過的角度為πD．若從O時(shí)刻到D時(shí)刻經(jīng)過0.02s，則在1s內(nèi)交變電流的方向改變100次分析：選DA、C時(shí)刻感覺電流最大，線圈地點(diǎn)與中性面垂直，B、D時(shí)刻感覺電流為3π零，線圈處于中性面，此時(shí)磁通量最大。從A時(shí)刻到D時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過角度為2。若從O時(shí)刻到D時(shí)刻經(jīng)過0.02s，即線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周用時(shí)0.02s，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)電流方向改變2次，1則在1s內(nèi)交變電流的方向改變0.02×2＝100次，故D正確。如下圖，一矩形線圈abcd，已知ab邊長為l1，bc邊長為l2，在磁感覺強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞OO′軸以角速度ω從圖示地點(diǎn)開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則t時(shí)刻線圈中的感覺電動(dòng)勢為()A．0.512ωsinωtB．0.51l2ωcosωtBllBlC．Bl1lωsinωtD．Bllωcosωt212分析：選D因?yàn)殚_始時(shí)刻線圈平面與磁感線平行，即從垂直于中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)，所以開始時(shí)刻線圈中感覺電動(dòng)勢最大，為m＝1l2ω，感覺電動(dòng)勢的表達(dá)形式為余弦式交變電動(dòng)EBl勢，所以在t時(shí)刻線圈中的感覺電動(dòng)勢為Bl1l2ωcosωt，應(yīng)選項(xiàng)D正確。3．一溝通發(fā)電機(jī)的感覺電動(dòng)勢e＝Emsinωt，若將線圈的匝數(shù)增添一倍，電樞的轉(zhuǎn)速也增添一倍，其余條件不變，感覺電動(dòng)勢的表達(dá)式將變成( )A．e′＝2Emsin2

ωt

B．e′＝2Emsin4

ωtC．e′＝4Emsin2

ωt

D．e′＝4Emsin4

ωt分析：選

C

e＝Emsin

ωt＝NBSωsin

ωt，現(xiàn)

N′＝2N，ω′＝

2ω，則

Em′＝4Em，所以感覺電動(dòng)勢的剎時(shí)價(jià)表達(dá)式將變成

e′＝4Emsin2

ωt。C正確。4．如下圖，在水平勻強(qiáng)磁場中一均勻矩形閉合線圈繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，若要使線圈中的電流峰值減半，不行行的方法是( )A．只將線圈的轉(zhuǎn)速減半B．只將線圈的匝數(shù)減半C．只將勻強(qiáng)磁場的磁感覺強(qiáng)度減半D．只將線圈的邊長減半分析：選Bm·2πn，故A、C可行；線圈由Im＝E，Em＝NBSω，ω＝2πn，得Im＝NBSRR電阻R與匝數(shù)相關(guān)，當(dāng)匝數(shù)減半時(shí)電阻R也隨之減半，則Im不變，故B不行行；當(dāng)邊長減半時(shí)，面積S減為本來的114，而電阻減為本來的2，故D可行。5．如圖甲所示，一矩形閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO′以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)從線圈平面與磁場方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交變電流依據(jù)圖π乙所示的余弦規(guī)律變化，則在t＝2ω時(shí)刻( )A．線圈中的電流最大B．穿過線圈的磁通量為零C．線圈所受的安培力最大D．線圈中的電流為零2ππT分析：選D由T＝ω，故t＝2ω＝4，此時(shí)線圈位于中性面地點(diǎn)，所以穿過線圈的磁通量最大，B錯(cuò)誤，因?yàn)榇藭r(shí)感覺電動(dòng)勢為零，所以線圈中電流為零，線圈所受的安培力為零，A、C錯(cuò)誤，D正確。6．如圖甲所示，一矩形線圈abcd擱置在勻強(qiáng)磁場中，并繞過ad、bc中點(diǎn)的軸OO′以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，若以線圈平面與磁場夾角θ＝45°時(shí)(如圖乙)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?，則選項(xiàng)圖中正確的選項(xiàng)是()分析：選D矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生正弦式交變電流，在開始計(jì)時(shí)(t＝0)時(shí)線圈位于題圖乙所示的地點(diǎn)，依據(jù)右手定章可知電流為正方向且不為零，C錯(cuò)誤；若達(dá)圖甲所示的地點(diǎn)，感覺電流為正向的峰值，可見t＝0時(shí)刻交變電流處于正半

B、周且再經(jīng)

T抵達(dá)中性面地點(diǎn)，或許由8

θ＝π，電流剎時(shí)表達(dá)式4

i＝Imcos(

ωt＋θ)，所以

0＝Imcos(

2ππTt＋)，t＝。A錯(cuò)誤，T48

D正確。二、多項(xiàng)選擇題如下圖，一面積為S的單匝矩形線圈處于有界勻強(qiáng)磁場中，能在線圈中產(chǎn)生交變電流的是( )A．將線圈水平向右勻速拉出磁場B．使線圈以O(shè)O′為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)C．使線圈以ab為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)D．磁場以B＝B0sinωt規(guī)律變化分析：選BCD將線圈向右勻速拉出磁場的過程中磁通量均勻減小，所以產(chǎn)生的感覺電流大小不變，A錯(cuò)誤；線圈繞垂直于磁感線方向的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)磁通量發(fā)生周期性變化，所以產(chǎn)生交變電流，B、C正確；假如磁感覺強(qiáng)度發(fā)生周期性變化，而線圈面積不變，則磁通量也發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生交變電流，D正確。8．線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電動(dòng)勢e＝10sin20πtV，則以下說法正確的選項(xiàng)是( )A．t＝0時(shí)，線圈平面位于中性面B．t＝0時(shí)，穿過線圈的磁通量最大C．t＝0時(shí)，導(dǎo)線切割磁感線的有效速率最大D．t＝0.4s

時(shí)，e有最大值

10

2V分析：選

AB

由電動(dòng)勢的剎時(shí)價(jià)表達(dá)式可知，計(jì)時(shí)從線圈位于中性面時(shí)開始，所以

t＝0時(shí)，線圈平面位于中性面，磁通量最大，但此時(shí)導(dǎo)線切割磁感線的有效速率為零，

A、B正確，

C錯(cuò)誤。當(dāng)

t＝0.4s

時(shí)，解得

e＝0，D錯(cuò)誤。9．如下圖，閉合的矩形導(dǎo)體線圈

abcd

在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸

OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，沿著

OO′方向察看，線圈沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場的磁感覺強(qiáng)度為ad邊的邊長為l2，線圈電阻為

B，線圈匝數(shù)為R，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為

n，ab邊的邊長為l1，ω，則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示地點(diǎn)時(shí)( )A．線圈中感覺電流的方向?yàn)閍bcdaB．線圈中的感覺電動(dòng)勢為2nBl2ωC．穿過線圈的磁通量隨時(shí)間的變化率最大222nBl1l2ωD．線圈ad邊所受安培力的大小為R分析：選CD依據(jù)右手定章，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示地點(diǎn)時(shí)，