2017-2018学年高中创新设计物理教科版选修3-2学案:第二章 习题课 交变电流的产生及描述
2017-2018学年高中创新设计物理教科版选修3-2学案:第二章 习题课 交变电流的产生及描述第2页

④可确定线圈位于中性面的时刻,也可确定线圈平行于磁感线的时刻.

⑤判断线圈中磁通量Φ及磁通量变化率的变化情况.

二、平均值及电荷量的求解

例2 发电机的转子是匝数为100匝、边长为20 cm的正方形线圈,将它置于磁感应强度B=0.05 T的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的轴以ω=100π rad/s的角速度转动,当线圈平面与磁场方向垂直时开始计时.线圈和外电路的总电阻R=10 Ω.

(1)写出交变电流的瞬时值表达式.

(2)线圈从计时开始,转过过程中通过线圈某一横截面的电荷量为多少?

解析 (1)感应电动势的最大值为Em=nBSω=100×0.05×0.2×0.2×100π V=20π V,

Im==2π A,所以

i=Imsin (ωt)A=2πsin (100πt) A.

(2)线圈从计时开始,转过过程中通过线圈某一横截面的电荷量q=t=.从中性面开始计时,转过,如图所示.

ΔΦ=BΔS=BS(1-sin 30°)=BS,

q== C=1×10-2 C.

答案 (1)i=2πsin (100πt) A (2)1×10-2 C

1感应电动势的平均值=n.

2求电荷量要用感应电流的平均值:=,q=·Δt=n.