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(zhuǎn)動時產(chǎn)生的交變電流,可根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流,再根據(jù)歐姆定律求出電量。
2. 電阻與電感串聯(lián)時,可根據(jù)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(jù)功率守恒求解,根據(jù)電壓和匝數(shù)比求出電壓有效值,再根據(jù)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(shù)。
請注意,具體的求解方法可能會根據(jù)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(zhuǎn)動,產(chǎn)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(zhuǎn)動的圈數(shù)為60圈,每圈的長度為L,求經(jīng)過t時間線圈轉(zhuǎn)過的角度?這段時間內(nèi)通過線圈橫截面的電荷量是多少?
【分析】
根據(jù)電動勢的最大值表達式求出最大值,再根據(jù)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(jù)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(zhuǎn)動的圈數(shù)為60圈,則每秒轉(zhuǎn)的圈數(shù)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(dāng)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(zhuǎn)過的角度為$\frac{\pi}{4}$
這段時間內(nèi)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(jù)交變電流的電動勢表達式求出電流瞬時值表達式,再根據(jù)電流方向改變的時間求出通過線圈橫截面的電荷量。