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BatchDoc-Word 文档批量处理工具BatchDoc-Word 文档批量处理工具2.1 认识交变电流、认识交变电流、2.2 交变电流的描述交变电流的描述 每课一练(粤教每课一练(粤教 版选修版选修 3-23-2)1关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,下列说法中正确的是( ) A线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次,感应电动势方向不变 B线圈每转动一圈,感应电流方向就改变一次 C线圈平面经过中性面一次,感应电动势和感应电流的方向都要改变一次 D线圈每转动一圈,感应电动势和感应电流方向都要改变一次 2(双选)线圈在磁场中匀速转动产生的交流电的瞬时电动势为 e10sin 20t V,则2下列说法正确的是( ) At0 时,线圈平面位于中性面 Bt0 时,穿过线圈的磁通量最大 Ct0 时,导线切割磁感线的有效速度最大 Dt0.4 s 时,e 达到峰值 10 V23交流发电机在工作时的电动势为 eEmsin t,若将其电枢的转速提高 1 倍,其他 条件不变,则其电动势变为( )AEmsin B2Emsint2t2 CEmsin 2t D2Emsin 2t 4一闭合矩形线圈 abcd 绕垂直于磁感线的固定轴 OO匀速转动,线圈平面位于如 图 6 甲所示的匀强磁场中通过线圈的磁通量 随时间 t 的变化规律如图乙所示,下列说 法正确的是( )图 6 At1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大 Bt1、t3时刻线圈中感应电流方向改变 Ct2、t4时刻线圈中磁通量最大 Dt2、t4时刻线圈中感应电动势最小 5(双选)如图 7 所示,一正方形线圈 abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴 OO匀速转动沿着 OO观察,线圈沿逆时针方向转动已知匀强磁场的磁感应强度为 B,线圈匝数为 n,边长为 l,电阻为 R,转动的角速度为 ,则当线圈转至图示位置时( )图 7 A线圈中感应电流的方向为 abcdaB线圈中的感应电流为nBl2R C穿过线圈的磁通量为 0 D穿过线圈的磁通量的变化率为 0 6如图 8 所示,矩形线圈 abcd,已知 ab 为 L1,ad 为 L2,在磁感强度为 B 的匀强磁BatchDoc-Word 文档批量处理工具BatchDoc-Word 文档批量处理工具场中绕 OO轴以角速度 (从图中位置开始)匀速转动,则线圈中感应电动势的大小为( )图 8A BL1L2sin t B BL1L2cos t1212 CBL1L2sin t DBL1L2cos t 7如图 9 所示,一矩形线圈 abcd 放置在匀强磁场中,并绕过 ab、cd 中点的轴 OO 以角速度 逆时针匀速转动若以线圈平面与磁场夹角 0时(如图)为计时起点,并规定 当电流自 a 流向 b 时电流方向为正则下列四幅图中正确的是( )图 98(双选)如图 10 甲所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴 OO以恒定的角速度 转动当从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化,则在 t时刻( )2图 10 A线圈中的电流最大 B穿过线圈的磁通量为零 C线圈所受的安培力为零 D线圈中的电流为零 9如图 11 所示,矩形线圈 abcd 在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴 P1和 P2以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时( )BatchDoc-Word 文档批量处理工具BatchDoc-Word 文档批量处理工具图 11 A线圈绕 P1转动时的电流等于绕 P2转动时的电流 B线圈绕 P1转动时的电动势小于绕 P2转动时的电动势 C线圈绕 P1和 P2转动时电流的方向相同,都是 abcd D线圈绕 P1转动时 cd 边受到的安培力大于绕 P2转动时 cd 边受到的安培力 题 号123456789 答 案 10一矩形线圈在匀强磁场中以角速度 4 rad/s 匀速转动,产生的交变电动势的图象 如图 12 所示则交变电流的频率为_Hz,当 t0 时,线圈平面与磁感线_, 当 t0.5 s 时,e 为_V.图 12 11如图 13 所示,在匀强磁场中有一个“n”形导线框可绕 AB 轴转动,已知匀强磁场的磁感应强度 B T,线框的 CD 边长为 l120 cm,CE、DF 边长均为 l210 cm,转5 2 速为 50 r/s.若从图示位置开始计时,图 13 (1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式; (2)在 et 坐标系中作出线框中感应电动势随时间变化关系的图象12如图 14 所示,匀强磁场 B0.1 T,所用矩形线圈的匝数 N100,边长 ab0.2 m,bc0.5 m,以角速度 100 rad/s 绕 OO轴匀速转动从线圈平面通过中性面时开 始计时,试求:图 14 (1)线圈中感应电动势的大小(2)由 t0 至 t 过程中的平均电动势值T4BatchDoc-Word 文档批量处理工具BatchDoc-Word 文档批量处理工具参考答案参考答案 课后巩固练 1C 2AB 根据交流电动势的瞬时值表达式可判断题目所给的交流电为正弦式交变电流, 当 t0 时,e0,所以此时磁通量的变化率为零,导线切割磁感线的有效速度为零,但此时 穿过线圈的磁通量最大,线圈平面位于中性面,所以 A、B 正确, C 错误;当 t0.4 s 时, e10sin 20t V10sin 8 V0,所以 D 错误223D 电枢转速提高 1 倍,由 2n 知,角速度变为原来的 2 倍;由电动势最大值表 达式 EmnBS 知,最大值也变为原来的 2 倍4B t1、t3时刻通过线圈的磁通量 的绝对值最大,磁通量变化率0,此时感应t 电动势、感应电流为零,线圈中感应电流方向改变,A 错误,B 正确;t2、t4时刻线圈中磁通量 为零,磁通量的变化率最大,即感应电动势最大,C、D 错误 5BC 图示位置为垂直于中性面的位置,此时通过线圈的磁通量为零,但磁通量的变化率最大,感应电流也最大,I,由右手定则可判断出线圈中感应电流的方向nBSRnBl2R 为 adcba. 6C 线圈经过时间 t 时,转过角度 ,这时 ab,cd 边切割磁感线产生感应电动势 EabBL1vsin ,EcdBL1vsin ,bc,ad 边不切割磁感线不产生感应电动势,故线圈中的感应电动势为 EEabEcd2BL1vsin 2BL1 L2sin tBL1L2sin t,故正确选项应为 C.12 7D 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,从线圈平面与磁场 方向平行开始计时,产生的感应电流按余弦规律变化,由于 t=0 时,线圈的转动方向如题 图,由右手定则判断可得,此时 ad 中电流方向为由 a 到 d,线圈中电流方向为 adcba,与规定的电流正方向相反,电流为负值又因为此时产生的感应电动势最 大,故只有 D 正确8CD t ,此时线圈位于中性面位置,所以穿过线圈的磁通量最大,B 错误;2T4 由于此时感应电动势为零,所以线圈中电流为零,线圈所受的安培力为零,A 错误,C、D 正 确 9A 无论是绕 P1转动还是绕 P2转动,线圈转到图示位置时产生的电动势都为最大 值 Em=nBS,由欧姆定律可知此时 I 相等,A 对,B 错;由右手定则可知线圈中电流方 向为 adcba,故 C 错;cd 边所受的安培力 FBLcdI,故 F 一样大,D 错 102 垂直 0解析 T s,则交流电的频率 f 2 Hz.由图象知 t0 时,e0,线圈位于中性2121T 面位置,线圈平面和磁感线垂直;当 t0.5 s 时,t2ft2,e0. 11(1)e10cos 100t V (2)见解析2解析 (1)线框转动,开始计时的位置为线圈平面与磁感线平行的位置,产生的交变电 流按余弦规律变化,在 t 时刻线框转过的角度为 t,此时刻 eBl1l2cos t,即 eBScos t,其中 B T,S0.10.2 m20.02 m2,2n250 rad/s100 rad/s,故5 2e0.02100cos 100t V,5 2 即 e10cos 100t V.2(2)T0.02 s,线框中感应电动势随时间变化关系的图象如下图所示2BatchDoc-Word 文档批量处理工具BatchDoc-Word 文档批量处理工具12(1)e314sin 100t V (2)200 V 解析 (1)解法一 线圈经过时间 t 转过角度 t,这时 bc 和 da 边不切割磁感线,ab和 cd 边切割磁感线产生感应电动势 eabecdNBvsin t,其中 v,所以abad2bc2eeabecd2eab2NBsin tNBSsin t,abad2 则 EmNBS1000.10.1100 V314 V, e314sin 100t V 解法二 感应电动势的瞬时值 eNBSsin t,由题可知 S0.20.5 m20.1 ab bcm2, EmNBS1000.10.1100 V314 V, 所以 e314sin 100t V.(2)用 EN计算 t0 至 t 过程中的平均电动势 ENNtT4|20|T40|0BS|T44NBS2即 E NBS.代入数值得 E200 V.2
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