20xx人教版高中物理选修3-25-2描述交变电流的物理量

20xx人教版高中物理选修3-25-2描述交变电流的物理量内容摘要：

＝ nΔ ΦΔ t I ＝ER ＋ r 计算通过电路截面的电荷量 (1) 交变电流的平均值是针对某一过程的物理量，在不同的时间内平均值一般不相同． (2) 平均电动势不等于始、末两时刻瞬时值的平均值，必须用法拉第电磁感应定律计算，即 E ＝ nΔ ΦΔ t. 如图所示，线圈 abc d 的面积是 m2，共 100 匝，线圈电阻为 r ＝ 1 Ω ，外接电阻 R ＝ 9 Ω ，匀强磁场的磁感应强度B ＝1πT ，当线圈 以 3 00 r/ m i n 的转速匀速旋转时，求： (1) 若线圈转动从经过中性面时开始计时，写出线圈中感应电动势瞬时值表达式； (2) 线圈转过130 s 时电动势的瞬时值； (3) 电路中电压表和电流表的示数； (4) 从中性面开始计时，经130 s 通过电阻 R 的电荷量． 思路导图： 解析： 由于从线圈处于中性面时开始计时，分别把 Em、ω 数值算出，代入 e ＝ Emsin ωt 就是瞬时值表达式．求瞬时值时，把 t 值代入表达式就可以了．求电路中电压表和电流表的示数时，注意应为有效值． (1) e ＝ Emsin ωt ＝ NBS 2π f sin 2π ft V ＝ 5 0sin 10π t V (2) 当 t ＝130 s 时 e ＝ 50sin (10π 130) V ≈ 43. 3 V (3) 电动势的有效值 E ＝Em2＝502 V ≈ V 电流表示数 I ＝ER ＋ r＝9 ＋ 1 A ＝ A 电压表示数 U ＝ IR ＝ 9 V ＝ V (4)130 s 内线圈转过的角度 θ ＝ ωt ＝30060 2π 130＝π3 该过程 Δ Φ ＝ BS － BS cos θ ＝12BS 答案： (1) e ＝ 50 sin 10π t V (2) V (3) V 4 A (4)14π C 所以，由 I ＝qΔ t， I ＝ER ＋ r， E ＝N Δ ΦΔ t得 q ＝ I Δ t ＝NBS2  R ＋ r ＝100 1π 2  9 ＋ 1  C ＝14π C 2 － 1 ： (2020 天津理综 ) 如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线 a 、 b所示，则 ( ) A ．两次 t ＝ 0 时刻线圈平面均与中性面重合 B ．曲线 a 、 b 对应的线圈转速之比为 2 ∶ 3 C ．曲线 a 表示的交变电动势频率为 25 H z D ．曲线 b 表示的交变电动势有效值为 10 V 解析： 由交变电流的图象获得最大值、周期等信息，结合交变电流的产生过程求解． A ．从图象可知，两次转动都是从中性面开始计时的，故A 正确． B ．从图象可知，曲线 a 、 b 对应的线圈转动的周期之比为2 ∶ 3 ，则转速之比为 3 ∶ 2 ，故 B 错误． C ．由图象可知曲线 a 的周期 Ta＝ 4 10－ 2 s ，则曲线 a 表示的交变电动势频率 fa＝1Ta＝ 25 Hz ，故 C 正确． D ．交变电动势的最大值 E m ＝ nBSω ，则曲线 a 、 b 表示的交变电动势的峰值之比 E m a ∶ E m。