高三物理交變電流求電量通常涉及以下幾種情況:
1. 線圈在勻強磁場中轉動時產生的交變電流,可根據法拉第電磁感應定律求出線圈中產生的感應電動勢和感應電流,再根據歐姆定律求出電量。
2. 電阻與電感串聯時,可根據歐姆定律和電感特性(電流不能突變)求出電感和電阻上的電壓,再求解電量。
3. 理想變壓器的電量可以根據功率守恒求解,根據電壓和匝數比求出電壓有效值,再根據電量定義式求出電量。
4. 充電電池組充滿電后,其電量可以通過電荷守恒得到,即電源提供的電荷量與電路中損失的電荷量相等。
5. 在電容器的電路中,電量可以通過電荷守恒得到,即電容器兩端的電壓與電容器的充電電壓相等,而電流隨時間的變化滿足正弦或余弦函數。
請注意,具體的求解方法可能會根據題目中的具體條件而變化。
題目:一個線圈在勻強磁場中勻速轉動,產生的交變電流的電動勢為e = E_{m}\sin\omega t。已知線圈從中性面開始計時,已知線圈從中性面開始計時,已知線圈每分鐘轉動的圈數為60圈,每圈的長度為L,求經過t時間線圈轉過的角度?這段時間內通過線圈橫截面的電荷量是多少?
【分析】
根據電動勢的最大值表達式求出最大值,再根據電動勢瞬時表達式求出電動勢的瞬時值表達式,從而求出電流的瞬時值表達式,再根據電流方向改變的時間求出通過線圈橫截面的電荷量。
【解答】
線圈每分鐘轉動的圈數為60圈,則每秒轉的圈數為1圈,線圈從中性面開始計時,則電動勢瞬時表達式為:e = E_{m}\sin\omega t
其中E_{m}為電動勢的最大值,$E_{m} = BLv_{m}$
又$v_{m} = \frac{\omega L}{2\pi}$
所以$E_{m} = BL\frac{\omega L}{2\pi}\sin\omega t$
電流的瞬時表達式為:$i = \frac{E_{m}}{R} = BL\frac{\omega L}{2\pi R}\sin\omega t$
當電流方向改變時,$\omega t = \frac{2\pi}{2}$
所以$\omega t = \frac{2\pi}{2}$時,線圈轉過的角度為$\frac{\pi}{4}$
這段時間內通過線圈橫截面的電荷量為:$q = It = 60BL\frac{\omega L}{2\pi R}\sin\frac{2\pi}{2}C = 30BL^{2}C$
通過以上解答,你可以了解到如何根據交變電流的電動勢表達式求出電流瞬時值表達式,再根據電流方向改變的時間求出通過線圈橫截面的電荷量。