20xx人教版高中物理选修3-2第五章第1节交变电流

20xx人教版高中物理选修3-2第五章第1节交变电流内容摘要：

特点 两个位置 比较内容 中性面 中性面的垂直面 图示 时刻 k T /2 ( k ＝ 0 , 1 , 2 ， „ ) k T /4 ( k ＝ 1 , 3 , 5 ， „ ) 位置 线圈平面与磁场垂直 线圈平面与磁场平行 磁通量 最大 零 磁通量变化率 零 最大 感应电动势 零 最大 电流方向 改变 不变 [ 典例 3 ] 一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时 ， 产生的交变电动势的图象如图所示 ， 则 ( ) A ． 交流电的频率是 4π Hz B ． 当 t ＝ 0 时 ， 线圈平面与磁感线垂直 ， 磁通量 最大 C ． 当 t ＝ π s 时 ， e 有最大值 D ． t ＝32π s 时 ， e ＝－ 10 V 最小 ， 磁通量变化率最小 [ 思路探究 ] ( 1 ) 根据图象分析周期 T ，各时刻的电动势 e 随时间的变化规律。 ( 2 ) 当线圈在中性面时 → Φ 最大 →Δ ΦΔ t＝ 0 → e ＝ 0。 [ 答案 ] B [ 解析 ] 从图象可知交流电的周期为 2π s ，频率为12π Hz ， t ＝ π s时， e ＝ 0 最小， A 、 C 错误； t ＝ 0 时， e 最小， Φ 最大， B 正确； t＝32π s 时， e ＝－ 10 V ， e 最大，Δ ΦΔ t最大， “ － ” 号表示方向， D 错误。 3 ． [ 多选 ] 如图甲所示 ， 一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴 OO ′ 以恒定的角速度 ω 转动。 若从线圈平面与磁场方向平行时开始计时 ，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化 ， 则在 t ＝π2 ω 时刻 ( ) A ． 线圈中的电流最大 B ． 穿过线圈的磁通量为零 C ． 线圈所受的安培力为零 D ． 线圈中的电流为零 解析： 当 t ＝π2 ω ＝T4 时，线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大， B 错误；由于此时感应电动势为零，所以线圈中电流为零，线圈所受的安培力为零， A 错误， C 、 D 正确。 答案： 选 C D 物理模型 发电机模型 1 ． 模型概述 发电机模型是高考题中经常出现的题型 ， 在外力作用下于磁场中做切割磁感线运动的导体均可看做发电机模型。 2 ． 模型特点 发电机 工作原理 闭合线圈在磁场中受外力转动，产生感应电动势 能量转化 机械能转化为电能 解题要点 ( 1 ) 产生的感应电动势方向由右手定则判定。 ( 2 ) 感应电动势大小由法拉第电磁感应定律计算。 ( 3 ) 注意感应电流的最大值、瞬时值、有效值和平均值的计算。 ( 4 ) 能量转化中满足能量守恒定律 [ 典例 ] ( 江苏高考改编 ) 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49π ， 磁场均沿半径方向。 匝数为 N 的矩形线圈 ab cd 的边长 ab ＝ cd ＝ l 、 bc ＝ ad ＝ 2 l。 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。