内容正文:
章末总结
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提升 核心素养
构建 思维导图
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若转轴与CD边重合,线圈平面从中性面开始转动,角速度是ω。经过时间t,此时穿过线圈的磁通量和产生的电动势不发生变化;若线圈的形状变为圆形,面积同样为S,穿过线圈的磁通量和产生的电动势不发生变化。
注意:(1)满足三个条件:匀强磁场、转轴垂直于磁场、匀速转动的任意形状线圈,产生的都是正弦式交变电流,均适用e=Emsin ωt或e=Emcos ωt 。
(2)峰值与开始计时的位置(线圈转动的时间)无关,与线圈的形状、转轴的位置无关。
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例 1
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答案:(1)相同 (2)相同
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[针对训练]
1.如图所示,两根电阻可忽略的平行金属导轨一端接阻值为R的电阻,另有一长为L、阻值为r的金属棒在外力作用下沿平行于导轨方向运动,其速度与时间的关系为v=v0sin 100πt,金属棒在运动过程中始终处于垂直轨道平面向里的匀强磁场当中,磁感应强度大小为B。则下列说法中正确的是( )
C
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答案:0.06 W
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图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场且与线圈共面的水平轴OO′匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是( )
甲 乙
例 2
B
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A.线圈转动的转速为25 r/s
B.理想电流表的示数为10 A
C.1 s内线圈中电流的方向改变50次
D.t=0.01 s时线圈平面与中性面重合
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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,线圈的电阻r=1 Ω,线圈绕垂直于磁感线且与线圈共面的对称轴OO′匀速转动,角速度ω=2π rad/s,外电路电阻R=4 Ω,求:
(1)线圈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°角时的瞬时感应电动势;
(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势;
(4)理想交流电压表的示数;
(5)线圈转过60°角的过程中,通过R某一横截面的电荷量。
例 3
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[针对训练]
4.如图所示,甲图为正弦式交流电,乙图正值部分按正弦规律变化,负值部分电流恒定,丙图为方波式交流电,三个图中的I0和周期T相同。三种交流电的有效值之比为( )
甲 乙 丙
A
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2.对理想变压器进行动态分析的两种常见情况
(1)原、副线圈匝数比不变,分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况,进行动态分析的顺序是R→I2→ P出→P入→I1。
(2)负载电阻不变,分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况,进行动态分析的顺序是n1、n2→U2→I2→ P出→P入→I1。
3.远距离高压输电过程的动态分析与计算
对远距离输电问题,应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”,或从“用电器”到“发电机”的顺序一步一步进行分析。
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某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示,图中R为输电线的总电阻。若变压器视为理想变压器,所有电表视为理想电表,不考虑变压器的输入电压随负载变化,则当住户使用的用电器增加