交變電流產(chǎn)生以及描述

第4講交變電流的產(chǎn)生和描述1【例證】一個邊長為6cm的正方形金屬線框置于勻強磁場中,線框平面與磁場垂直,電阻為0.36Ω.磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化關(guān)系如圖所示,則線框中感應(yīng)電流的有效值為()A. B.C. D.2【規(guī)范解答】選B.由法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律可得0～3s內(nèi)，3～5s內(nèi)，于是可作出i隨時間變化的圖象如圖所示3由有效值的定義，Q直=Q交，I21Rt1+I22Rt2=I2Rt，其中t1=3s,t2=2s,t=t1+t212×10-10R+18×10-10R=5RI2，解得I=×10-5A，故B選項正確.4(2011·安徽高考)如圖所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B.電阻為R、半徑為L、圓心角為45°的扇形閉合導(dǎo)線框繞垂直于紙面的O軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(O軸位于磁場邊界).則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為()5A.B.C.D.【解析】選D.線框進入磁場和穿出磁場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢均為E=BωL2,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的時間均為,由一個周期產(chǎn)生的電熱解得選D.64.(2012·濰坊模擬)如圖所示，單匝矩形線圈的一半放在具有理想邊界的勻強磁場中，線圈軸線OO′與磁場邊界重合，線圈繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動，t=0時刻線圈平面與磁場方向垂直，規(guī)定電流方向沿abcda為正方向，則線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時間變化的圖象是()7【解析】選D.由楞次定律可知,前半個周期感應(yīng)電流沿abcda方向，后半個周期沿adcba方向，因線圈繞垂直磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，所以產(chǎn)生正弦式電流，D正確.84.(2012·濰坊模擬)如圖所示，單匝矩形線圈的一半放在具有理想邊界的勻強磁場中，線圈軸線OO′與磁場邊界重合，線圈繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動，t=0時刻線圈平面與磁場方向垂直，規(guī)定電流方向沿abcda為正方向，則線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時間變化的圖象是()9【解析】選D.由楞次定律可知,前半個周期感應(yīng)電流沿abcda方向，后半個周期沿adcba方向，因線圈繞垂直磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，所以產(chǎn)生正弦式電流，D正確.105.用均勻?qū)Ь€彎成正方形閉合線框abcd，線框每邊長10cm，每邊的電阻值為0.1Ω.把線框放在磁感應(yīng)強度為B=0.1T的勻強磁場中，并使它繞軸O1O2以ω=100rad/s的角速度旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向如圖所示(沿O2O1由O2向O1看為順時針方向).已知O1、O2兩點分別在ad和bc上，軸O1O2在線框平面內(nèi)，并且垂直于B，O1d=3O1a,O2c=3O2b.11(1)當(dāng)線框平面轉(zhuǎn)至和B平行的瞬時(如圖所示位置)①每個邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小各是多少？②線框內(nèi)感應(yīng)電流的大小是多少？方向如何？(2)求線框由圖所示位置旋轉(zhuǎn)的過程中產(chǎn)生的平均電動勢的大?。?3)線框旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)產(chǎn)生的熱量為多少？

12【解析】(1)①令L表示正方形線框的邊長，R表示其每邊的電阻值，則L=0.1m，R=0.1Ω，設(shè)此時cd段感應(yīng)電動勢的大小為Ecd，ab段感應(yīng)電動勢的大小為Eab，則da段和bc段不切割磁感線，所以它們的電動勢都是零.②線框中的感應(yīng)電動勢:E=Eab+Ecd=0.1V(或由E=BSω求得)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dcbad.13(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)的過程中產(chǎn)生的平均電動勢的大小(3)線框旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的熱量為答案：(1)①Ecd=0.075VEab=