《交变电流》练习

《交变电流》练习自主学习目标：了解交变电流产生的过程，能利用已学知识推导交变电流瞬时表达式；理解交变电流的变化规律及图像，能够求解电动势、磁通量、电压、电流相关问题；了解交变电流的峰值、瞬时值的意义。自主学习引导：同学们，我们都知道导体棒在切割磁感线时会产生电动势，那么线圈在磁场中转动的情况会怎样呢？它会产生怎样的电动势呢？请利用你学过的知识和规律，查阅相关资料，自主完成以下问题。A1.如果线圈在匀强磁场中绕轴逆时针方向转动，谁在切割磁感线？此时的电动势方向是怎样的？请在图中标记出来。A2.如果线圈在磁场中绕轴匀速转动，会产生怎样的电动势呢？A3.假设线圈从垂直于磁感线方向开始延逆时针方向匀速转动，转动的角速度为ω，线圈的两个边长分别为AB=L1和BC=L2，在某一时刻t转到如图所示位置，转过角度θ=ωt（θ小于90°），请画出侧视平面图，在平面图中标出线圈旋转的角度，并计算两棒的有效切割速度及各自产生的电动势。A4.上一问中线圈在匀速转动到t时刻，两棒产生的电动势是如何连接的？此时整个回路的电动势是多少呢？A5.请试着以图像的形式描绘线圈转动一周的过程中，产生的电动势及电流的变化情况。1.(多选)如图所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于匀强磁场且在线圈平面内的轴匀速转动时产生交变电流，则下列说法中正确的是()A.当线圈位于中性面时，线圈中感应电流最大B.当穿过线圈的磁通量为零时，线圈中感应电动势最大C.线圈在磁场中每转一周，产生的感应电流方向改变一次D.每当线圈经过中性面时，感应电流的方向就改变一次2、一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图1所示，则下列说法中正确的是（）A．t=0时刻线圈平面在中性面位置B．t=0.01

s时刻Φ的变化率达最大C．0.02

s时刻感应电动势达到最大D．该线圈相应的感应电动势图象如图2所示3、如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，所用矩形线圈的匝数n=100，边长Lab=0.2m，Lbc=0.5m，以角速度绕OO'轴匀速转动。试求:(1)感应电动势的峰值。(2)若从线圈平面垂直磁感线时开始计时，线圈中瞬时感应电动势的表达式。若从线圈平面平行磁感线时开始计时，求线圈在时刻的感应电动势大小。1.(多选)如图所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于匀强磁场且在线圈平面内的轴匀速转动时产生交变电流，则下列说法中正确的是()A.当线圈位于中性面时，线圈中感应电流最大B.当穿过线圈的磁通量为零时，线圈中感应电动势最大C.线圈在磁场中每转一周，产生的感应电流方向改变一次D.每当线圈经过中性面时，感应电流的方向就改变一次【解析】线圈位于中性面时，线圈平面与磁场垂直，此时磁通量最大，但是各边都不切割磁感线，或者说磁通量的变化率为零，所以感应电动势为零。而穿过线圈的磁通量为零时，切割磁感线的有效速度最大，磁通量的变化率最大，所以感应电动势最大，故选项A错误，B正确；线圈在磁场中每转一周，产生的感应电流方向改变两次，选项C错误；很明显选项D正确。答案:BD2、(多选)一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图1所示，则下列说法中正确的是（）A．t=0时刻线圈平面在中性面位置B．t=0.01

s时刻Φ的变化率达最大C．0.02

s时刻感应电动势达到最大D．该线圈相应的感应电动势图象如图2所示【解析】：交变电流产生过程中，线圈在中性面上时，穿过线圈的磁通量最大，感应电动势最小，线圈与中性面垂直时，通过的磁通量最小，电动势为大；根据图象分析答题．A、由甲图可知，t=0时刻磁通量最大，线圈在中性面位置，A正确；

B、t=0.01s时刻，磁通量等于零，此时线圈与磁场平行，感应电动势最大，磁通量Φ的变化率达最大，故B正确；

C、t=0.02s时刻，磁通量最大，感应电动势为零，故C错误；

D、由甲图知交流电动势的图象应为正弦图象，的D错误；

故选AB．3、如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，所用矩形线圈的匝数n=100，边长Lab=0.2m，Lbc=0.5m，以角速度绕OO'轴匀速转动。试求:(1)感应电动势的峰值。(2)若从线圈平面垂直磁感线时开始计时，线圈中瞬时感应电动势的表达式。若从线圈平面平行磁感线时开始计时，求线圈在时刻的感应电动势大小。【解析】由题可知，，感应电动势