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高中三年级物理

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    如图所示,交流发电机转子有n匝线圈,每匝线圈所围面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,匀速转动的角速度为ω,线圈总电阻为r,外电路电阻为R。在线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置的过程中,问:
    (1)通过R的电荷量q为多少?
    (2)R上产生的电热QR为多少?
    (3)外力做的功W为多少?


    本题信息:2011年专项题物理计算题难度较难 来源:马凤霞
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本试题 “如图所示,交流发电机转子有n匝线圈,每匝线圈所围面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,匀速转动的角速度为ω,线圈总电阻为r,外电路电阻为R。在线圈由图中实...” 主要考查您对

法拉第电磁感应定律

交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值

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  • 法拉第电磁感应定律
  • 交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值

法拉第电磁感应定律:




导体切割磁感线的两个特例:

的区别与联系及选用原则:



电磁感应中动力学问题的解法:

电磁感应和力学问题的综合,其联系的桥梁是磁场对感应电流的安培力,因为感应电流与导体运动的加速度有相互制约的关系。
1.分析思路
(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向。
(2)求回路中的电流。
(3)分析研究导体受力情况(包含安培力,用左手定则确定其方向)。
(4)列动力学方程或平衡方程求解。
2.常见的动态分析这类问题中的导体一般不是做匀变速运动,而是经历一个动态变化过程再趋于一个稳定状态,故解这类问题时正确进行动态分析确定最终状态是解题的关键。同时也要抓好受力情况和运动情况的动态分析,研究顺序为:导体受力运动产生感应电动势一感应电流一通电导体受安培力一合外力变化一加速度变化一速度变化一周而复始地循环,循环结束时,加速度等于零.导体达到稳定运动状态。

电磁感应中的动力学临界问题:

(1)解决这类问题的关键是通过运动状态的分析,寻找过程中的临界状态,如速度、加速度求最大值或最小值的条件。
(2)基本思路:


交变电流的物理量:

峰值(最大值) 概念 峰值是指最大的瞬时值,通常用表示
获得方法 最大值可由图像获得,可由瞬时值表达式i 获得,也可通过关系式来计算
应用环境 当考虑某些电学元件(电容器、晶体管等) 的击穿电压(耐压值)时,指的是交变电流的最大值
有效值 概念 有效值是根据电流的热效应定义的一个等效概念:让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻,如果它们在一个周期内产生的热量相等,而这个恒定电流是I、电压是U,我们就把I、U叫做这个交流电的有效值。有效值通常用大写字母I、U、E表示
获得方法 对于正弦式交变电流有:

对于非正弦式交变电流,可利用有效值的定义来计算其有效值
对纯电阻电路以下各式仍成立
应用环境 当计算某时间内的功率、产生的热量、电流做的功等问题时需使用有效值
备注 ①提到交变电流,在没有特别说明时都是指有效值。
②交流电气设备上,标出的额定电压、额定电流都是有效值。
③交流电表显示的示数是有效值。
④计算电功、电热时需用有效值。
⑤保险丝的熔断电流是指有效值。
⑥在半个周期的整数倍时间内有最大值,最大值等于有效值的倍。
⑦四分之一周期内峰值等于有效值√2倍的条件是计时起点对应的瞬时值为零或峰值。
⑧小于四分之一周期内有效值不等于峰值的
平均值 概念 交变电流的电学量对时间的平均,通常用符号表示
获得方法
对于纯电阻电路:
应用环境 在计算某段时间内通过导体横截面的电荷量时需用平均值

知识拓展:

1.交变电流的平均值和最大值的联系闭合线圈绕垂直于匀强磁场的转动轴匀速转动时,可产生正、余弦交变电流,以电动势为例,二者联系如下表所示:

2. 几种典型电流的有效性:

3. 中性面:


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