人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第3章 交变电流 分层作业15 交变电流.ppt

123456789101111.演示用的手摇发电机模型如图所示,匀强磁场磁感应强度B=0.5T,线圈匝数N=50,每匝线圈面积为0.48m2,转速为150r/min。在匀速转动过程中,从图示位置线圈转过90°开始计时。(1)写出交变电流感应电动势瞬时值的表达式。(2)画出e-t图线。答案(1)e=188sin5πt(V)(2)见解析1234567891011解析(1)由题可知N=50,B=0.5T,S=0.48m2则线圈感应电动势峰值Em=NBSω=50×0.5×0.48×5πV=60πV由e=Emsinωt得e=60πsin5πt(V)。(2)根据交变电流感应电动势瞬时值的表达式e=60πsin5πt(V),则e-t图线如图所示。1234567891011A组必备知识基础练题组一交变电流的产生1.(2024福建宁德高二月考)下列各图中,不能表示交变电流的是()D解析大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流,则A、B、C三项都是交变电流,故A、B、C不符合题意;D项图像中电流的方向不变,不是交变电流,故D符合题意。12345678910112.(2024安徽黄山高二月考)下列情况中,线圈都以角速度ω绕其转轴OO匀速转动,不能产生交变电流的是()B1234567891011解析由交变电流的产生条件可知,在匀强磁场中,线圈绕垂直磁场方向的轴匀速转动,但与线圈的形状和转轴的位置无关,故选B。12345678910113.(2024浙江高二期中)演示交变电流产生的装置如图所示,用该装置做交变电流产生的实验,下列说法正确的是()A.线圈平面在图示位置为中性面,线圈中无感应电流B.线圈平面在图示位置时,ab边的感应电流方向为b→aC.线圈平面与磁场方向平行时,穿过线圈的磁通量变化率为零D.线圈每转动一周,指针左右摆动一次D1234567891011解析线圈平面与磁场方向平行时,此位置不是中性面,穿过线圈的磁通量为零,但磁通量的变化率最大,线圈产生的电动势最大,A、C错误;线圈平面处于图示位置时,ab边向右运动,由右手定则可知,ab边的感应电流方向为a→b,B错误;线圈在磁场中匀速转动时,在电路中产生周期性变化的交变电流,线圈经过中性面时电流改变方向,线圈每转动一周,有两次通过中性面,电流方向改变两次,指针左右摆动一次,D正确。1234567891011题组二正弦式交变电流的变化规律4.如图所示,一矩形闭合线圈在水平匀强磁场中绕竖直轴OO匀速转动。若要使线圈中的电流峰值减半,不可行的方法是()A.只将线圈的转速减半B.只将线圈的匝数减半C.只将匀强磁场的磁感应强度减半D.只将线圈的边长都减半B123456789101112345678910115.(2024湖南娄底高二检测)如图所示,KLMN是一个竖直的单匝矩形导体线框,全部处于磁感应强度为B、方向水平的匀强磁场中,线框面积为S,MN边水平,线框绕某竖直固定轴以角速度ω逆时针(俯视)匀速转动。在MN边与磁场方向的夹角达到30°的时刻(图示位置),线框中产生的瞬时电动势e的大小和线框中感应电流的方向分别为()B1234567891011解析MN边与磁场方向成30°夹角时,线框中产生的感应电动势大小为e=Emcosωt=BSωcos30°,由右手定则可知线框中感应电流方向为KNMLK,故选B。12345678910116.(2024重庆巫山高二期中)如图所示,下列各图中从图示位置开始计时,面积为S的单匝线圈均绕其对称轴或中心轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动,能产生正弦式交变电动势e=BSωsinωt的是()B1234567891011解析图A和图D中,线圈转动时磁通量始终等于零,线圈不会产生感应电动势,A、D错误;图B中,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴从中性面开始匀速转动,产生的正弦式交变电动势为e=BSωsinωt,B正确;图C中,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴从垂直于中性面位置开始匀速转动,产生的正弦式交变电动势为e=BSωcosωt,C错误。1234567891011题组三正弦式交变电流的图像7.(多选)(2024四川眉山高二阶段练习)为了研究交变电流的产生过程,小张同学设计了