,在电路中产生周期性变化的交变电流,线圈经过中性面时电流改变方向,线圈每转动一周,有两次通过中性面,电流方向改变两次,指针左右摆动一次。线圈处于图示位置时,ab边向右运动,ab边的感应电流方向为a→b;线圈平面与磁场方向平行时,ab、cd边垂直切割磁感线,线圈产生的电动势最大,也可以这样认为,线圈平面与磁场方向平行时,磁通量为零,但磁通量的变化率最大。2如图所示图象中属于交流电的有
解析:选ABCA、B、C选项中e的大小和方向均做周期性变化,故它们属于交流电,正确选项为A、B、C
3下列线圈中产生了交流电流的是
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f图5-1-13解析:选BCD由正弦式交流电的产生条件可知,轴必须垂直于磁感线,但对线圈的形状没有特别要求.二、交变电流的规律分析
1.瞬时值表达式的推导若线圈平面从中性面开始转动,如图所示,则经时间t1线圈转过的角度为ωt2ab边的线速度跟磁感线方向的夹角θ=ωt3ab边转动的线速度大小:v=ωR=ωL2ad4ab边产生的感应电动势:eab=BLabvsi
θ=BS2ωsi
ωt5整个线圈产生的感应电动势:e=2eab=BSωsi
ωt,若线圈为
匝,e=
BSωsi
ωt2.峰值表达式由e=NBSωsi
ωt可知,电动势的峰值Em=NBSω=NΦmω,与线圈的形状及转轴位置无关
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f特别提醒:
1若线圈从中性面开始计时,e=Emsi
ωt。
若线圈从位于与中性面垂直的位置开始计时,e=Emcosωt,所用瞬时值表达式与开始计时的位置有关。
2物理学中,正弦交变电流与余弦交变电流都统称为正弦式交变电流,简称正弦式电流。
3交变电动势的峰值Em=NBSω,由线圈匝数N,磁感应强度B,转动角速度ω及线圈面积S决定。当线圈转到穿到线圈的磁通量为0的位置时,取得此值。
典型例题:1、矩形线圈在磁场中匀速转动时,产生的感应电动势最大值为50V,那么该线圈绕轴OO′由图所示位置转过30°,线圈中的感应电动势大小为
A.50V
B.253V
C.25V
D.10V
解析:由题示条件知:交变电流瞬时值表达式为e=50cosωt=50cosθ,当θ=30°时,e=253V,B对。
2、如图所示,面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动,能产生正弦交变电动势e=BSωsi
ωt的图是
解析:线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴轴在线圈所在平面内匀速转动,产生的正弦交变电动势为e=BSωsi
ωt,由这一原则判断,A图中感应电动势为e=BSωsi
ωt;B图中的转动轴不在线圈所在平面内;C、D图转动轴与磁场方向平行,而不是垂直。3、线圈在匀强磁场中匀速转动,产生交变电流的图象r