20xx人教版高中物理选修3-251交变电流

20xx人教版高中物理选修3-251交变电流内容摘要：

应电动势。 ( 2 ) 转过角度 θ ,切割磁感线的两条边的速度方向与磁场方向夹角为 θ ,感应电动势为 E = 2 B L v s in θ。 探究一 探究二 ● 名师精讲 ● 1 . 正弦式电流表达式的推导 ( 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 t : 探究一 探究二 ( 2 ) 峰值 ① 由 e= NB S ω s in ω t 可知 , 电动势的最大值 , 即峰值 Em= NB S ω。 ② 交变电动势最大值由线圈匝数 N 、磁感应强度 B 、转动角速度 ω 及线圈面积 S 共同决定 , 与线圈的形状无关 , 与转轴的位置无关。 如图所示的几种情况 , 若 N 、 B 、 S 、 ω 相 同 , 则电动势的最大值相同。 探究一 探究二 ( 3 ) 推广 : ① 若线圈给外电阻 R 供电 , 线圈相当于电源 , 设线圈本身电阻为 r , 由闭合电路欧姆定律得线圈中的电流 i=eR + r=E 𝑚R + rsin ω t , 可写为 i= I m sin ω t。 R 两端电压可记为 u = iR=R E 𝑚R + rsin ω t= U m sin ω t。 ② 若从垂直中性面开始转动则 “ 正弦 ” 变 “ 余弦 ” , 即 e=E m cos ω t , 一般也称为正弦式电流。 探究一 探究二 【例题 2 】 如图所示 , 匀强磁场 B = 0 . 1 T , 所用矩形线圈的匝数 N= 1 0 0 , 边长 ab = 0 . 2 m , b c = 0 . 5 m ,以角速度 ω = 100 π r a d / s 绕 OO 39。 轴匀速转动。 当线圈平面通过中性面时开始计时 , 试求 : ( 1 ) 线圈中感应电动势的瞬时值表达式。 ( 2 ) 由 t= 0 至 t=T4过程中的平均电动势值。 点拨 : 正弦式电流的瞬时值表达式 ,从中性面开始计时为 e = NB S ω s in ω t ,将相关量代入即可求解 ,平均电动势可以由前面学习过的法拉第电磁感应定律 E = N𝛥 Φ𝛥 t求解。 探究一 探究二 解析 : ( 1 ) 感应电动势的瞬时值 e= NB S ω s in ω t ,由题可知S= ab bc = 0 . 2 0 . 5 m2= 0 . 1 m2 Em= NB S ω = 1 0 0 0 . 1 0 . 1 1 0 0 π V= 314 V 所以 e= 3 1 4 s in 100 π t V。 ( 2 ) 用 E = N𝛥 Φ𝛥 t计算 t= 0 至 t=T4过程中的平均电动势 E =N|Φ t Φ0|T4 0=N|0 BS |T4=4 NB S2 𝜋ω 即 E =2�。