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微专题6 交变电流规律的应用
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交变电流图像的应用
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交变电流“四值”的比较及应用
交变电流的“四值”(峰值、有效值、瞬时值、平均值)在不同情况下的应用:
(1)在研究某一时刻线圈受到的安培力时,只能用瞬时值。
(2)在研究电容器的耐压值时,只能用峰值。
(3)在研究交变电流做功、电功率及产生的热量时,只能用有效值,交流电流表、交流电压表显示的也是有效值。
(4)在研究交变电流通过导体横截面的电荷量时,只能用平均值。
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[典例2] 一个电阻为r、边长为l的正方形线圈abcd共n匝,线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′以如图所示的角速度ω匀速转动,外电路电阻为R。
(1)写出图示时刻线圈中感应电流的方向。
[答案] 见解析
[解析] (1)由右手定则可判定电流的方向沿adcba。
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(2)线圈转动过程中感应电动势的最大值为多大?
[答案] nBl2ω
[解析] (2)Em=nBSω=nBl2ω。
(3)线圈平面与磁感线夹角为60°时的感应电动势为多大?
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(4)从图示位置开始,线圈转过60°的过程中通过R的电荷量是多少?
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(5)图中理想电流表和理想电压表的示数各是多少?
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(1)线圈中产生的感应电动势的最大值;
答案:(1)8.0 V
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(2)小灯泡消耗的电功率;
答案:(2)2.88 W
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答案:(3)5.1 V 0.51 A 4.0×10-3 C
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1.在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图甲所示,产生的交变电动势随时间变化规律的图像如图乙所示,已知发电机线圈内阻为1 Ω,外接一只电阻为9 Ω的灯泡,则( )
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A.电压表V的示数为20 V
B.电路中的电流方向每秒改变5次
C.灯泡实际消耗的功率为36 W
D.电动势随时间变化的瞬时值表达式为e=20cos 5πt (V)
答案:C
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2.甲、乙两矩形单匝金属线圈分别绕与磁感线垂直的轴在同一匀强磁场中匀速转动,输出交流电的感应电动势随时间变化的图像如图中甲、乙所示,则( )
A.甲的频率是乙的频率的2倍
B.甲线圈的面积是乙线圈面积的6倍
C.t=1 s时,两线圈中的磁通量均为零
D.t=2 s时,两线圈均与磁感线平行
B
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AC
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4.(多选)如图甲所示,单匝闭合线圈的半径为r,电阻为R,磁场垂直线圈所在平面,规定垂直纸面向里为正方向,磁感应强度随时间按图乙所示的正弦规律变化,最大值为B0,变化周期为T。下列说法正确的是( )
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答案:CD
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