（教育精品）1.交变电流

《（教育精品）1.交变电流》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、交变电流的产生一．知识回顾θSB1．磁通量B∥S：Φ=____________B⊥S:Φ=____________B与S夹角为θ:Φ=____________2．直导体棒在匀强磁场中平动切割磁感线如图所示，轨道的间距均为L，匀强磁场磁感应强度为B，导体棒以速度V匀速运动，求导体棒产生的电动势EBVθVBE=_____________E=_____________二．典例分析例1.（2012安徽卷）图1是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为的匀强磁场中，有一矩形线图可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴转动，由线圈引起的导线和分别与两个跟线圈一起绕转动的金属圈环相连接，金

2、属圈环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电话电阻形成闭合电路。图2是线圈的主视图，导线和分别用它们的横截面来表示。已知长度为,长度为,线圈以恒定角速度逆时针转动。（只考虑单匝线圈）(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势的表达式；ωt(2)线圈平面处于与中性面成夹角位置时开始计时，如图3所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势的表达式；NSaRbcdefO图1O/图3ωtB⊙⊙ad⊙中性面图2ωtB⊙⊙⊙⊙ad中性面变式1.如图所示，边长为L的正方形线框abcd的匝数为n，ad的中点和bc边的

3、中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为B，线圈与外电阻R构成闭合电路，整个线圈的电阻也为R，现在让线圈以OO′为轴，以角速度ω匀速转动。求⑴若从图示位置开始计时，闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式。⑵线框从图示位置时转过90°的过程中电阻R上产生的热量和通过电阻R的电荷量oo/bc变式2.如图所示，矩形线圈abcd与可变电容器C、理想电流表A组成闭合电路。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，转动的角速度ω=100πrad/s。线圈的匝数N=100，边长ab=0.2m、ad=0.4m，电阻不计。磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小

4、B=√2/16πT。电容器放电时间不计。下列说法正确的是（）A．该线圈产生的交流电动势峰值为50VB．该线圈产生的交流电动势有效值为25VC．电容器的耐压值至少为50√2VD．电容器的电容C变大时，电流表的示数变小图甲图乙线圈导线接高频电源金属环～例2．（2013扬州高三上期末）如图甲所示是利用涡流冶炼金属的感应炉示意图，冶炼锅内装入被冶炼的金属，线圈通上高频交变电流，这时被冶炼的金属中就产生很强的涡流，从而产生大量的热使金属熔化．这种冶炼方法速度快，温度容易控制，并能避免有害杂质混入被冶炼的金属中，因此适于冶炼特种合金和特种钢，其简化模型如图乙所示．假设金属环

5、的阻值，半径，其外侧线圈中通以高频的交流电，线圈中产生垂直于金属环所在平面的变化磁场，磁场的磁感应强度B随时间变化关系为．不计温度变化对电阻的影响，计算结果可保留．求：（1）金属环中产生的感应电动势最大值；（2）1s时间内金属环内产生的焦耳热；（3）在磁场变化的0时刻到四分之一周期时间内，通过金属环截面的电荷量．例3.如图甲所示，在两根水平放置的平行金属导轨两端各接一只R＝1Ω的电阻，导轨间距L＝0.2m，导轨的电阻忽略不计，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.8T．一根电阻r＝0.3Ω的导体棒ab置于导轨上，且始终与导轨良好接触，若导体棒沿平行

6、于导轨的方向在PQ和MN之间运动，其速度图象如图乙所示(正弦曲线)．求：(1)导体棒产生的感应电动势的瞬时值表达式．(2)整个电路在1分钟内产生的热量．变式3.（2013南通三模）如图所示，两根等高光滑的1/4圆弧轨道，半径为r、间距为L，轨道电阻不计．在轨道顶端连有一阻值为R的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B.现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻不计的金属棒从轨道的顶端ab处由静止开始下滑，到达轨道底端cd时受到轨道的支持力为2mg．整个过程中金属棒与导轨电接触良好，求：（1）棒到达最低点时的速度大小和通过电阻R的电流．（2）棒从ab下

7、滑到cd过程中回路中产生的焦耳热和通过R的电荷量．（3）若棒在拉力作用下，从cd开始以速度v0向右沿轨道做匀速圆周运动，则在到达ab的过程中拉力做的功为多少？BOaRrrbcLd例4.(2012江苏高考卷)某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示.在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为，磁场均沿半径方向.匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab=cd=L、bc=ad=2L.线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场.在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直.线圈的总电阻为r，外接电阻为R.求：(1)线圈切

8、割磁感线时，感应电动势的