交變電流的產(chǎn)生和描述

1、會(huì)計(jì)學(xué)1交變電流的產(chǎn)生和描述交變電流的產(chǎn)生和描述【規(guī)范解答規(guī)范解答】選選B.B.由法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律由法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律可得可得0 03 s3 s內(nèi)，內(nèi)，3 35 s5 s內(nèi)，內(nèi)，于是可作出于是可作出i i隨時(shí)間變化的圖象如圖所示隨時(shí)間變化的圖象如圖所示BESBE=SI=ttRRt，-22-3-51(6 10 )6 10I = A=2 10 A0.363-22-3-52(6 10 )0-6 10I = A=-3 10 A0.362第1頁(yè)/共21頁(yè)由有效值的定義，由有效值的定義，Q Q直直=Q=Q交交，I I2 21 1RtRt1 1+I+I2 22 2RtRt2 2=I=I

2、2 2RtRt，其中，其中t t1 1=3 s,t=3 s,t2 2=2 s,t=t=2 s,t=t1 1+t+t2 212121010-10-10R+18R+181010-10-10R=5RIR=5RI2 2，解得解得I= I= 1010-5-5 A A，故故B B選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確. .6第2頁(yè)/共21頁(yè)(2011(2011安徽高考安徽高考) )如圖所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)如圖所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.B.電阻為電阻為R R、半徑為、半徑為L(zhǎng) L、圓心角為、圓心角為4545的扇形閉的扇形閉合導(dǎo)線框繞垂直于紙面的合導(dǎo)線框繞垂直于紙面的O O軸以

3、角速度軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(O(O軸位于磁軸位于磁場(chǎng)邊界場(chǎng)邊界).).則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為( ) ( ) 第3頁(yè)/共21頁(yè)A. B. C. D.A. B. C. D.【解析解析】選選D.D.線框進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均為線框進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均為E= BLE= BL2 2, , 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的時(shí)間均為產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的時(shí)間均為 , ,由一個(gè)周期產(chǎn)生的由一個(gè)周期產(chǎn)生的電熱電熱 解得解得 選選D.D.2BL 2R22BL2R22BL4R2BL4R12T8222B LTQ=() R2=I RT,2R82BLI=,4R第4頁(yè)

4、/共21頁(yè)4.(20124.(2012濰坊模擬濰坊模擬) )如圖所示，單匝如圖所示，單匝矩形線圈的一半放在具有理想邊界的矩形線圈的一半放在具有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈軸線勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈軸線OOOO與磁場(chǎng)邊與磁場(chǎng)邊界重合，線圈繞界重合，線圈繞OOOO軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，t t=0=0時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，規(guī)時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，規(guī)定電流方向沿定電流方向沿abcdaabcda為正方向，則線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化為正方向，則線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象是的圖象是( )( )第5頁(yè)/共21頁(yè)【解析解析】選選D.D.由楞次定律可知由楞次定律可知, ,前半個(gè)周期感應(yīng)電流沿前半個(gè)周期感

5、應(yīng)電流沿abcdaabcda方方向，后半個(gè)周期沿向，后半個(gè)周期沿adcbaadcba方向，因線圈繞垂直磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)方向，因線圈繞垂直磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，所以產(chǎn)生正弦式電流，動(dòng)，所以產(chǎn)生正弦式電流，D D正確正確. .第6頁(yè)/共21頁(yè)4.(20124.(2012濰坊模擬濰坊模擬) )如圖所示，單匝如圖所示，單匝矩形線圈的一半放在具有理想邊界的矩形線圈的一半放在具有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈軸線勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈軸線OOOO與磁場(chǎng)邊與磁場(chǎng)邊界重合，線圈繞界重合，線圈繞OOOO軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，t t=0=0時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，規(guī)時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，規(guī)定電流方向沿定電流方向沿ab

6、cdaabcda為正方向，則線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化為正方向，則線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象是的圖象是( )( )第7頁(yè)/共21頁(yè)【解析解析】選選D.D.由楞次定律可知由楞次定律可知, ,前半個(gè)周期感應(yīng)電流沿前半個(gè)周期感應(yīng)電流沿abcdaabcda方方向，后半個(gè)周期沿向，后半個(gè)周期沿adcbaadcba方向，因線圈繞垂直磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)方向，因線圈繞垂直磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，所以產(chǎn)生正弦式電流，動(dòng)，所以產(chǎn)生正弦式電流，D D正確正確. .第8頁(yè)/共21頁(yè)5.5.用均勻?qū)Ь€彎成正方形閉合線框用均勻?qū)Ь€彎成正方形閉合線框abcdabcd，線框每邊長(zhǎng)，線框每邊長(zhǎng)10 cm10 cm，每邊的，每邊的電阻值

7、為電阻值為0.1 .0.1 .把線框放在磁感把線框放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為應(yīng)強(qiáng)度為B=0.1 TB=0.1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并使它繞軸并使它繞軸O O1 1O O2 2以以=100 rad/s=100 rad/s的角速度旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向如圖所示的角速度旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向如圖所示( (沿沿O O2 2O O1 1由由O O2 2向向O O1 1看為順時(shí)針看為順時(shí)針?lè)较蚍较?.).已知已知O O1 1、O O2 2兩點(diǎn)分別在兩點(diǎn)分別在adad和和bcbc上，軸上，軸O O1 1O O2 2在線框平面內(nèi)，在線框平面內(nèi)，并且垂直于并且垂直于B B，O O1 1d=3Od=3O1 1a,Oa,O2 2c

8、=3Oc=3O2 2b.b.第9頁(yè)/共21頁(yè)(1)(1)當(dāng)線框平面轉(zhuǎn)至和當(dāng)線框平面轉(zhuǎn)至和B B平行的瞬時(shí)平行的瞬時(shí)( (如圖所示位置如圖所示位置) )每個(gè)邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小各是多少？每個(gè)邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小各是多少？線框內(nèi)感應(yīng)電流的大小是多少？方向如何？線框內(nèi)感應(yīng)電流的大小是多少？方向如何？(2)(2)求線框由圖所示位置旋轉(zhuǎn)求線框由圖所示位置旋轉(zhuǎn) 的過(guò)程中產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì)的的過(guò)程中產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì)的大??；大??；(3)(3)線框旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)產(chǎn)生的熱量為多少？線框旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)產(chǎn)生的熱量為多少？ 3第10頁(yè)/共21頁(yè)【解析解析】(1)(1)令令L L表示正方形線框的邊長(zhǎng)，表示正方形線框的邊長(zhǎng)，

9、R R表示其每邊的電阻表示其每邊的電阻值，則值，則L=0.1 mL=0.1 m，R=0.1 R=0.1 ，設(shè)此時(shí)，設(shè)此時(shí)cdcd段感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為段感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為E Ecdcd，abab段感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為段感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為E Eabab，則則dada段和段和bcbc段不切割磁感線，所以它們的電動(dòng)勢(shì)都是零段不切割磁感線，所以它們的電動(dòng)勢(shì)都是零. .線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):E=E:E=Eabab+E+Ecdcd=0.1 V(=0.1 V(或由或由E=BSE=BS求得求得) )線框中的感應(yīng)電流為線框中的感應(yīng)電流為根據(jù)楞次定律或右手定則，可判斷電流方向沿根據(jù)楞次定律或右手定則，

10、可判斷電流方向沿dcbad.dcbad.2cd13BLE =BLv =0.075 V4EI=0.25 A4R2ab2BLE =BLv =0.025 V4第11頁(yè)/共21頁(yè)(2)(2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線框由圖所示位置旋轉(zhuǎn)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線框由圖所示位置旋轉(zhuǎn) 的過(guò)的過(guò)程中產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì)的大小程中產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì)的大小(3)(3)線框旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的熱量為線框旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的熱量為答案：答案：(1)(1)E Ecdcd=0.075 V E=0.075 V Eabab=0.025 V E=0.025 V Edada=E=Ebcbc=0=00.25 A 0.25 A 方向沿方向沿dcbad

11、 (2)0.083 Vdcbad (2)0.083 V(3)7.85(3)7.851010-4-4 J J33BS sinB S3 33E= V=0.083 VtT/62022-4-4mmII2Q=() R T=() 4R=2.510 J=7.85 10 J22總第12頁(yè)/共21頁(yè)第13頁(yè)/共21頁(yè)第14頁(yè)/共21頁(yè)第15頁(yè)/共21頁(yè)第16頁(yè)/共21頁(yè)第17頁(yè)/共21頁(yè)由有效值的定義，由有效值的定義，Q Q直直=Q=Q交交，I I2 21 1RtRt1 1+I+I2 22 2RtRt2 2=I=I2 2RtRt，其中，其中t t1 1=3 s,t=3 s,t2 2=2 s,t=t=2 s,t=t1 1+t+t2 212121010-10-10R+18R+181010-10-10R=5RIR=5RI2 2，解得解得I= I= 1010-5-5 A A，故故B B選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確. .6第18頁(yè)/共21頁(yè)【解析解析】選選D.D.由楞