【2019精选】最新高中物理第五章交变电流习题课交变电流的产生及描述学案新人教版选修3

【2019精选】最新高中物理第五章交变电流习题课交变电流的产生及描述学案新人教版选修3

[目标定位] 1。进一步熟悉交变电流的产生过程，能够求解交变电流的瞬时值。2。进一步理解交变电流图象的物理意义。3。知道交变电流“四值”的区别，应用“四值”求解相关问题。

一、交变电流的瞬时值及图象问题

例1 如图1所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感应电动势的图象，根据图象可知( )

图1

A。此感应电动势的瞬时表达式为e＝200sin (0。02t) V

B。此感应电动势的瞬时表达式为e＝200sin (100πt) V

C。t＝0。01 s时，穿过线圈的磁通量为零

D。t＝0。02 s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大

答案B

(1求解感应电动势瞬时值：)

①确定线圈转动从哪个位置开始；

②确定线圈转动的角速度ω以rad/s作为单位；()

③确定感应电动势瞬时值表达式。

(2正弦交流电的图象是一条正弦曲线，从图象中可以得到以下信息：)

①周期T和角速度ω：线圈转动的角速度ω＝。()()

②峰值Em，Im：图象上的最大值，可计算出有效值E＝，I＝。()

③瞬时值：每个“点”表示某一时刻的瞬时值。

④可确定线圈位于中性面的时刻，也可确定线圈平行于磁感线的时刻。

⑤判断线圈中磁通量Φ及磁通量变化率的变化情况。

二、平均值及电荷量的求解

例2 发电机的转子是匝数为100匝、边长为20 cm的正方形线圈，将它置于磁感应强度B＝0。05 T的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴以ω＝100πrad/s的角速度转动，当线圈平面与磁场方向垂直时开始计时。线圈和外电路的总电阻R＝10 Ω。

(1)写出交变电流的瞬时值表达式。

(2)线圈从计时开始，转过过程中通过线圈某一横截面的电荷量为多少？

解析(1)感应电动势的最大值为Em＝nBSω＝100×0。05×0。2×0。2×100π V＝20π V，

Im＝＝2π A，

所以i＝Imsin(ωt)A＝2πsin (100πt) A。

(2)线圈从计时开始，转过过程中通过线圈某一横截面

的电荷量q＝t＝。从中性面开始计时，转过，如图所示。ΔΦ＝BΔS ＝BS(1－sin 30°)＝BS，

q＝＝ C＝1×10－2 C。

答案(1)i＝2πsin (100πt) A (2)1×10－2 C

(1感应电动势的平均值＝n。)

(2求电荷量要用感应电流的平均值：＝，q＝·Δt＝n。)

三、有效值的计算

例3 有两个完全相同的电热器，分别通以如图2甲和乙所示的峰值相等的方波交变电流和正弦交变电流。求这两个电热器的电功率之