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1、11.3 交流电的计算 及图像,2013届高三总复习,第十一章 交变电流,（资料P169:1)n匝矩形线圈ABCD，长AB=a，宽BC=b，总电阻为r，它在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的对称轴OO，以角速度匀速转动，磁感应强度为B，线圈通过电刷与外电阻组成闭合电路，外电阻阻值为R求：(1)发电机产生的电动势的峰值；(2)图中电压表的示数；(3)线框从图示位置开始计时，写出闭合电路中电流随时间变化的函数表达式；(4)线框从图示位置开始计时，转过600时线圈的磁通量的变化率；(5)使线圈转动一周，外力做的功；(6)线框从图示位置开始计时，转过600过程中通过R的电量；(7)线框从图示位置开始计时，转
2、过600时ab边受到的安培力。,一、交流电的计算,一、交流电的计算,（11-1:1）矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法正确的是（）A在中性面时，通过线圈的磁通量最大 B在中性面时，感应电动势最大 C穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零 D线圈每通过中性面两次，电流方向改变一次,A,线圈每通过中性面，电流方向即发生改变,线圈转动频率为f，电流方向每秒钟改变 2f 次,一、交流电的计算,（11-1:2）台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示已知发电机线圈内阻为5.0，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图乙所示，则()A电压表V的示数为220 V B
3、电路中的电流方向每秒钟改变50次 C灯泡实际消耗的功率为484 W D发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J,D,交流电路中，欧姆定律同样适用,一、交流电的计算,（11-1:3）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60时的感应电流为1 A那么()A线圈消耗的电功率为4 W B线圈中感应电流的有效值为2 A C任意时刻线圈中的感应电动势为e4cos t D任意时刻穿过线圈的磁通量为 sin t,AC,无特别说明时所说交流电值为有效值,一、交流电的计算,（11-1:6）如图a所示，一矩形线
4、圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO以角速度逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角时（如图b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是（）,D,一、交流电的计算,（11-1:7）如图所示，面积为S、匝数为N、电阻为r的线圈与阻值为R1的电阻构成闭合回路。线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的转动轴以角速度匀速转动。设线圈转动到图示位置的时刻，则（）A.在时刻，线圈处于中性面，流过电阻R1的电流为0，电压表的读数也为0 B.秒钟内流过电阻R1的电流方向改变 次 C在电阻R1的两端再并联一只电阻R2后，R1两端的电压减小 D在电阻R1的
5、两端再并联一只电容器后，R1两端的电压不变,BC,电容器对交流电有阻碍作用,一、交流电的计算,（11-1:8）如图所示在一个B=2T的匀强磁场中，有一个边长L=0.2m的正方形线框，线框匝数n=10，线框内阻r=0.1。开始时线框平面和磁场方向垂直，线框绕垂直于磁场方向的中心轴以360r/min的转速匀速转动，从图示时刻开始计时，求：(1)通过线框的磁通量随时间变化的表达式；(2)线框中产生的电动势随时间变化的表达式；(3)画出线框中电流随时间变化的图象。（规定沿abcda流的电流为正）,一、交流电的计算,（11-2:1）一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流e=(V)，那么（）A该交变电
6、流的频率是l00 Hz B当t=0时，线圈平面恰好与中性面垂直 C当t=（1/200）s时，e有最大值 D该交变电流电动势的有效值为 V,C,一、交流电的计算,（11-2:2）关于交变电流的下列说法中错误的是（）A工业用电380V的正弦交变电压的有效值是220V B交流电流表和交流电压表的示数是交变电流的有效值 C交变电流的有效值是其最大值的0.707倍 D标有耐压值300V的电容器能直接接在220V的家用交变电源上,ACD,只有正弦式交流电的有效值是其最大值的0.707倍,二、交流电的其它产生形式,（资料P170:4)平行轨道PQ、MN两端各接一个阻值R1R28的电阻，轨道间距L1m，轨道很
7、长，本身电阻不计轨道间磁场按如图所示的规律分布，其中每段垂直纸面向里和向外的磁场区域宽度均为2cm，磁感应强度的大小均为B1T，每段无磁场的区域宽度均为1cm，导体棒ab本身电阻r1，与轨道接触良好现使ab以v10m/s向右匀速运动求：（1）当导体棒ab从左端进入磁场区域时开始计时，设电流方向从a流向b为正方向，请画出流过导体棒ab的电流随时间变化关系的it图象（2）整个过程中流过导体棒ab的电流为交变电流，求出流过导体棒ab的电流有效值,R1=R2=8,L=1m,磁场区域宽度均为2cm,B=1T,无磁场的区域宽度均为1cm,导体棒ab电阻r=1,v=10m/s,电流方向从a流向b为正方向,二
8、、交流电的其它产生形式,1、闭合电路中的一部分导体在周期性变化的磁场中运动,2、穿过线框的磁感应强度随时间按正弦规律变化,例：矩形线圈abcd的长ab=20cm，宽bc=10cm，匝数n=200，线圈总电阻R=5，整个线圈位于垂直于线圈平面的匀强磁场内，并保持静止。匀强磁场的磁感应强度B随时间作正弦变化的规律如图所示，线圈中产生正弦交流电，求：线圈在1min内产生多少热量。,二、交流电的其它产生形式,（资料P170:5)如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B=0.4T，OCA导轨与OA直导轨分别在O点和A点接一阻值R1=3和R2=6几何尺寸可忽略的定值电阻，导轨OCA的曲线方程为(m
9、)金属棒ab长1.5m，以速度 v=5m/s 水平向右匀速运动（b点始终在x轴上）设金属棒与导轨接触良好，摩擦不计，电路中除了电阻R1和R2外，其余电阻均不计，曲线OCA与x轴之间所围面积约为1.9m2，求：(1)金属棒在导轨上运动时R1的最大功率；(2)金属棒在导轨上运动从x=0到x=3m的过程中通过金属棒ab的电量；(3)金属棒在导轨上运动从x=0到x=3m的过程中，外力必须做多少功？,4/3W,0.38C,0.6J,二、交流电的其它产生形式,3、导体的有效切割长度按正弦规律变化,（资料P169:2)如图所示，间距为l的光滑平行金属导轨，水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，一
10、端接阻值为R的电阻，一电阻为R0质量为m的导体棒放置在导轨上，在外力F 作用下从t=0的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律=vmsint，不计导轨电阻，求：（1）从t=0到t=2/时间内电阻R产生的热量；（2）从t=0到t=/2时间内外力F所做的功,4、闭合电路中的一部分导体在磁场中做简谐运动,二、交流电的其它产生形式,三、交流电的图像,例：正方形线圈在匀强磁场中匀速转动，画出从图示位置开始计时的感应电流图象。（规定电流方向abcd为正）,例：正方形线圈在匀强磁场中匀速转动，画出从图示位置开始计时的感应电流图象。（规定电流方向abcd为正）,三、交流电的图像,11-1:5、11-2:8,例：正方形线圈在匀强磁场中匀速转动，画出从图示位置开始计时的感应电流图象。（规定电流方向abcd为正）,三、交流电的图像,P169:3,例：正方形线圈在匀强磁场中匀速转动，画出从图示位置开始计时的感应电流图象。（规定电流方向abcd为正）,三、交流电的图像,例：正方形线圈在匀强磁场中匀速转动，画出从图示位置开始计时的感应电流图象。（规定电流方向abcd为正）,三、交流电的图像,
