交变电流的产生及描述

交变电流的产生及描述内容摘要：

( 1) 交流电瞬时值表达式的具体形式是由开始计时的时刻和正方向的规定共同决定的．若从中性面开 始计时，该瞬时虽然穿过线圈的磁通量最大，但线圈两边的运动方向恰和磁场方向平行，不切割磁感线，感应电动势为零，故其表达式为： e ＝ Emsi n ωt ； 但若从线圈平面和磁场平行时开始计时，虽然该时刻穿过线圈的磁通量为零，但由于此时线圈两边的速度方向和磁场方向垂直，感应电动势最大，故其表达式为： e ＝Emc os ωt . ( 2) 若线圈匝数为 N ，当其在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，所产生的感应电动势的最大值为： Em＝ NB S ω . 即 Em仅由 N 、 B 、 S 、 ω 四个量决定，与轴的具体位置和线圈的形状都是无关的． 例 1 一个矩形 线圈 ab c d 在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量 Φ 随时间 t 变化的规律如下图所示，下面的说法正确的是 ( ) A ． t1时刻线圈中感应电动势较大 B ． t2时刻导线 ad 的速度方向与磁场方向垂直 C ． t3时刻线圈平面与中性面重合 D ． t t5时刻线圈中感应电流方向相同 ________________________________________ ___________ ____________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ 【解析】 线圈中感应电动势的大小取决于 Φ 的变化率，而不是 Φ 的大小， Φ 最大时其变化率为 0 ，此时是中性面位置． 【答案】 BC 例 2 如图所示，矩形线圈 a bc d 在磁感应强度 B ＝ 2 T 的匀强磁场中绕轴 OO ′ 以角速度 ω ＝ 10π r ad/ s 匀速转动，线圈共 10 匝，电阻 r ＝ 5 Ω ， ab ＝ m ， bc ＝ m ，负载电阻 R ＝ 45 Ω .求： ( 1) 写出从图示位置开始计时线框中感应电动势的瞬时值表达式； ( 2) 电阻 R 在 s 内产生的热量； ( 3) s 内流过电阻 R 上的电量 ( 设线圈从垂直中性面开始转动 ) ． ________________________________________ ___________ ____________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ 【解析】 ( 1) 电动势有最大值为 Em＝ n BS ω ＝ 10 2 0. 3 10 πV ≈ 1 V 故瞬时值表达式 e ＝ Em c os ωt ＝ 1 o s10π t V。