第十三章：第十三章： 交变电流交变电流 电磁场与电磁波电磁场与电磁波重点难点诠释04典型例题剖析06适时仿真训练11重点难点诠释重点难点诠释 跟踪练习1 处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直.在t=0时刻，线圈平面与纸面重合(如图)，线圈的cd边离开纸面向外运动.若规定由abcda方向的感应电流为正，则下图中能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图线是( )答案 C 解析 由图可知，t=0时刻的电流i有最大值，选项A、B不对，而t=0时刻，回路中的电流方向为abcda，与规定正方向相同，为正值，选项D不对.故正确选项只有C. 跟踪练习2 交流发电机在工作时的电动势为e=Emsint，若将其线框的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为( )重点难点诠释重点难点诠释 答案 D典型例题剖析典型例题剖析 例2 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T，边长L=10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r=1 ，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，角速度=2 rad/s，外电路电阻R=4 ，求： (1)转动过程中感应电动势的最大值; (2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60角时的感应电动势; (3)由图示位置转过60角的过程中产生的感应电动势; (4)交变电压表的示数; (5)线圈转动一周外力所做的功; (6)从图示位置开始计时向 周期内通过R的电荷量为多少？ 典型例题剖析典型例题剖析 解析 (1)感应电动势的最大值为Em=NBS=3.14 V. (2)转过60时的瞬时感应电动势为 e=Emcos60=3.140.5 V=1.57 V. (3)转过60角过程中产生的平均感应电动势为 (4)电压表示数为外电路电压的有效值典型例题剖析典型例题剖析 答案 (1)3.14 V (2)1.57 V (3)2.6 V (4)1.78 V (5)0.99 J (6)0.0866 C (5)转动一周所做的功等于电流产生的热量 (6) 周期内通过电阻R的电荷量为典型例题剖析典型例题剖析 例4 如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B=0.40 T，OCA导轨与OA直导轨分别在O点和A点接一阻值R1=3.0 和R2=6.0 、几何尺寸可忽略的定值电阻，导轨OCA的曲线方程为 .金属棒ab长1.5 m，以速度v= 5.0 m/s水平向右匀速运动(b点始终在x轴上).设金属棒与导轨接触良好，摩擦不计，电路中除了电阻R1和R2外，其余电阻均不计，曲线OCA与x轴之间所围面积约为1.9 m2，求： (1)金属棒在导轨上运动时R1的最大功率； (2)金属棒在导轨上运动从x=0到x=3 m的过程中，外力必须做多少功？ 解析 ab棒等效为电源，R1、R2并联，所以总电阻： 典型例题剖析典型例题剖析 答案 见解析 解析 (1)R1的功率： 当E=Em=Bymv时，有R1的最大功率： 代入数据得：P1m=1.33 W. (2)因为电动势 所以，ab棒产生的是正弦式交变电流，且：Em=2 V 由： .得金属棒在导轨上从x=0到x=3 m的过程中R1、R2产生的热量： ，式中xm为OA的长度. 由“功是能量转化的量度”有：WF=Q. 代入数据得：WF=0.6 J.2.答案 A适时仿真训练适时仿真训练1.答案 CD3.答案 BD