摘要：交流电图象的应用 [例3]一矩形线圈.绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动.线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图.下面说法中正确的是:(CD) A.t1时刻通过线圈的磁通量为零, B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大, C.t3时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大, D.每当e变换方向时.通过线圈的磁通量绝对值为最大. 解析:t1.t3时刻线圈中的感应电动势ε＝0,即为线圈经过中性面的时刻.此时线圈的磁通量为最大.但磁通量的变化率却为零.所以选项A不正确.t2时刻ε＝一Em,线圈平面转至与磁感线平行.此时通过线圈的磁通量为零.磁通量的变化率却为最大.故B也不正确．每当e的方向变化时.也就是线圈经过中性面的时刻.通过线圈的磁通量的绝对值都为最大.故D正确． 小结:①对物理图象总的掌握要点 一看:看“轴 .看“线 看“斜率 看“点 ． 二变:掌握“图与图 .“图与式 .“图与物 之间的变通关系． 三判:在此基础上进行正确的分析.判断． ②应用中性面特点结合右手定则与楞次定律.能快速.一些电磁感应现象问题． [例4]一只矩形线圈匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动穿.过线圈的磁通量随时间变化的图像如图中甲所示.则下列说法中正确的是( B ) A.t=0时刻线圈平面与中性面垂直 B.t=0.01s时刻.Φ的变化率达最大 C.t=0.02s时刻.交流电动势达到最大 D.该线圈相应的交流电动势图像如图乙所示 [例5]一长直导线通以正弦交流电i=ImsinωtA.在导线下有一断开的线圈.如图所示.那么.相对于b来说.a的电势最高时是在(C) A.交流电流方向向右.电流最大时 B.交流电流方向向左.电流最大时 C.交流电流方向向左.电流减小到0时 D.交流电流方向向右.电流减小到0时 解析:若把i=ImsinωtA用图象来表示.可以由图象直观看出在i=0时.电流变化率最大.因此在周围产的磁场的变化率也最大.所以只能在C,D两个选项中选.再用假设法.设在a,b两点间接个负载形成回路.可判定出向左电流减小时.a点相当于电源正极.故C选项正确． [例6]有一交流电压的变化规律为u=311sin314tV.若将一辉光电压最小值是220V的氖管接上此交流电压.则在1秒钟内氖管发光的时间是多少? 分析:根据氖管的发光条件|U|＞220V.先计算在半个周期的时间内氖管发光的时间间隔△t.再算出1秒包含的半周期数n.两者相乘即是1秒钟内氖管发光的时间. 解:根据u=311sin314tV.可知周期为 在0-T/2.即0-1/100s的时间内.将U=220V代入u=311sin314tV中.可得 氖管的发光时间为 1秒钟的时间包含的半周期数为 答:1秒钟内氖管的发光时间为0.5s. 解题技巧:交流电的瞬时值反映的是不同时刻交流电的大小和方向.瞬时值是时间的函数.不同时刻瞬时值是不一样的.要求熟练掌握正弦交流电瞬时值表达式. [例7]如图所示.两块水平放置的平行金属板板长L = 1.4m.板距为d = 30cm .两板间有B=1.5T.垂直于纸面向里的匀强磁场.在两板上加如图所示的脉动电压.在t = 0 时.质量为m = 2×10-15 Kg.电量为q = 1×10-10C的正离子.以速度v0 = 4×103m/s从两板中间水平射入.试问: (1)粒子在板间作什么运动?画出其轨迹. (2)粒子在场区运动的时间是多少? 解答:(1)在第一个10-4s内.电场.磁场同时存在.离子受电场力.洛仑兹力分别为F=Qe=q U/d =5×10-7N.f = Bqv=5×10-7.离子作匀速直线运动. 位移为s = v0t = 0.4m 在第二个10 - 4s内.只有磁场.离子作匀速圆周运动.r = mv0/Bq = 6.4×10-2 m<d/2.不会碰板.T = 2πm/Bq=1×10-4s.即正巧在无电场时离子转满一周. 易知以后重复上述运动. (2)因L/s = 1.4/0.4 = 3.5 .离子在场区范围内转了3周.历时t1=3T=3×10-4 s , 另有作匀速运动的时间t2=L/vO=3.5×10-4 s . 总时间t = t1+t2=6.5×10-4 s .

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