51交变电流图文
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5.1交变电流
4、正弦式交变电流的图象 电动势、电流与电压的瞬时值与时间的关系可以用正弦曲线来表示，如下
图所示：
规律 物理量
磁通量
函数（线圈在中性面位置开始计时）
Φ＝ Φmcos ωｔ ＝ BScos ωｔ
图象
电动势
e＝ Emsin ωｔ ＝ nBSωsin ωｔ
电压
u＝U msin ωｔ
＝ REm R＋ r
sin
最大．
(3)分析判断 e、 i 大小和方向随时间的变化规律．
几种常见的交变电波形
（三）课堂总结、点评
本节课主要学习了以下几个问题：
1．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生 正弦式交变电流。
2．从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为 电动势的最大值为 Em=NBSω。
3．中性面的特点：磁通量最大为 Φm，但 e=0。
2
2
此时整个线框中感应电动势 e=eAB+eCD =BL1L2 ωsinωt 若线圈有 n 匝时，相当于 n 个完全相同的电源串联， e=nBL1L2ωsinωt，令 Em=nBL1L2 ，叫做感应电动势的峰值， e 叫做感应电动势的瞬时值。 感应电动势的峰值 (1)转轴在线圈所在平面内且与磁场垂直．当线圈平面与磁场平行时，线圈 中的感应电动势达到峰值，且满足 Em＝ nBSω. (2)决定因素：由线圈匝数 n、磁感应强度 B、转动角速度 ω 和线圈面积 S 决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关． 根据闭合电路欧姆定律，电流的最大值 I m=Em/(R+r )，电压的瞬时值 U =U msinωt。 根据部分电路欧姆定律， 电压的最大值 U m=ImR，电压的瞬时值 U=Umsinωt。 这种按正弦规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流简称正弦式电流。
图所示：
规律 物理量
磁通量
函数（线圈在中性面位置开始计时）
Φ＝ Φmcos ωｔ ＝ BScos ωｔ
图象
电动势
e＝ Emsin ωｔ ＝ nBSωsin ωｔ
电压
u＝U msin ωｔ
＝ REm R＋ r
sin
最大．
(3)分析判断 e、 i 大小和方向随时间的变化规律．
几种常见的交变电波形
（三）课堂总结、点评
本节课主要学习了以下几个问题：
1．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生 正弦式交变电流。
2．从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为 电动势的最大值为 Em=NBSω。
3．中性面的特点：磁通量最大为 Φm，但 e=0。
2
2
此时整个线框中感应电动势 e=eAB+eCD =BL1L2 ωsinωt 若线圈有 n 匝时，相当于 n 个完全相同的电源串联， e=nBL1L2ωsinωt，令 Em=nBL1L2 ，叫做感应电动势的峰值， e 叫做感应电动势的瞬时值。 感应电动势的峰值 (1)转轴在线圈所在平面内且与磁场垂直．当线圈平面与磁场平行时，线圈 中的感应电动势达到峰值，且满足 Em＝ nBSω. (2)决定因素：由线圈匝数 n、磁感应强度 B、转动角速度 ω 和线圈面积 S 决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关． 根据闭合电路欧姆定律，电流的最大值 I m=Em/(R+r )，电压的瞬时值 U =U msinωt。 根据部分电路欧姆定律， 电压的最大值 U m=ImR，电压的瞬时值 U=Umsinωt。 这种按正弦规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流简称正弦式电流。
3-2课件：5.1交变电流 (共42张PPT)
解析：选 B.从题图乙可以看出，t1、t3 时刻通过线圈的磁通量 最大，线圈经过中性面位置时线圈中感应电流方向改变， A 错误，B 正确；t2、t4 时刻通过线圈的磁通量为零，线圈处于 与中性面垂直的位置，此时感应电动势和感应电流均为最大， 故 C、D 均错误．
交流发电机原理示意图
实物图
原理简图
(4)可以确定某一时刻电动势大小以及某一时刻电动势的变化 趋势，如 t＝t1，t＝t2 时刻． T (5)可以计算出某些时刻的磁通量 Φ 或 e 的瞬时值， 如 时， ωt 6 π 3 T 2π π ＝ · ＝ ，e＝Emsin ωt＝Emsin ＝ Em，Φ＝Φm·cos ωt 6 T 3 3 2 1 ＝ Φm . 2
第1节 交变电流
概念:
• 1.交变电流: • 大小和方向都随时间做周期性的变化. • 简称交流（AC） 2.直流电: 方向不随时间变化的电流（DC）
恒定电流:大小和方向不随时间变化的电流
第五章
交变电流
观察下列几个电流与时间的图象,判断哪些 是交变电流
i
0
(1)
i t 0
(2)
i
t 0
(3)
中性面
θ
V4
v
u
i
V3
第五章
交变电流
e Em sin t
u iR
e i Rr
Em i sin t Rr
瞬时值
i Im sin t
峰值
R u Em sin t Rr
第五章
u Um sin t
交变电流
2．峰值 (1)由 e＝NBSωsin ωt 可知，电动势的峰值 Em＝NBSω. (2)交变电动势的最大值，由线圈匝数 N、磁感应强度 B、转 动角速度 ω 及线圈面积 S 决定，与线圈的形状无关，与转轴 的位置无关，但转轴必须垂直于磁场，因此如图所示几种情 况，若 N、B、S、ω 相同，则电动势的最大值相同．
51交变电流图文
2、书面完成P33“问题与练习”第3、4、5题。
问题1
中 性 面 的 概 念
v1
A (B)
D(C) v2
电动势是零
思考:在这个位置磁通量是多大? Φ最大
此时线圈所在的平面叫做中性面 返回
问题2:整个单匝线框在与中性面垂直位置时产生 的感应电动势是多大?
D(c)
v4
中性面
v3 A(B)
e=Eab+Ecd=BL1v3+BL1v4=BL1L2ω=Bωs
2
e NBL2 sin t
c(d)
令 Em NBL2 NBS
瞬时值
峰值
.θ
a(b)
则有 e Em sin t
(θ=ωt )
e为电动势在时刻t的瞬时值，
Em为电动势的最大值（峰值）．
问题:若有n匝线框在匀速转动,整个线框的 总电阻为r,外电阻为R,则通过电阻的电流 和电阻两端的电压分别是多少?
从中性面开始计时，规定I感正方向为 BADCB Em e
T/4
T/2
3T/4
Tt
O
π/2
π
3π/2
2π ωt
Em=nBsω e Em sin t
Im i
O
T/4
T/2
3T/4
π/2
π
3π/2
n B s
Im R r i Im sin t
Tt
2π ωt
例1 线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流
电流 i Im sin t通过R时：
u iR，Um ImR.
（3）电路上的电压按正弦规律变化 u Um sin t
成立条件： 转轴垂直匀强磁场，经中性面时（B⊥S） 开始计时.
问题1
中 性 面 的 概 念
v1
A (B)
D(C) v2
电动势是零
思考:在这个位置磁通量是多大? Φ最大
此时线圈所在的平面叫做中性面 返回
问题2:整个单匝线框在与中性面垂直位置时产生 的感应电动势是多大?
D(c)
v4
中性面
v3 A(B)
e=Eab+Ecd=BL1v3+BL1v4=BL1L2ω=Bωs
2
e NBL2 sin t
c(d)
令 Em NBL2 NBS
瞬时值
峰值
.θ
a(b)
则有 e Em sin t
(θ=ωt )
e为电动势在时刻t的瞬时值，
Em为电动势的最大值（峰值）．
问题:若有n匝线框在匀速转动,整个线框的 总电阻为r,外电阻为R,则通过电阻的电流 和电阻两端的电压分别是多少?
从中性面开始计时，规定I感正方向为 BADCB Em e
T/4
T/2
3T/4
Tt
O
π/2
π
3π/2
2π ωt
Em=nBsω e Em sin t
Im i
O
T/4
T/2
3T/4
π/2
π
3π/2
n B s
Im R r i Im sin t
Tt
2π ωt
例1 线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流
电流 i Im sin t通过R时：
u iR，Um ImR.
（3）电路上的电压按正弦规律变化 u Um sin t
成立条件： 转轴垂直匀强磁场，经中性面时（B⊥S） 开始计时.
高中物理 第五章 交变电流 5.1 交变电流课件2高二选修32物理课件
值均为Em=nBSω。
12/10/2021
第二十一页，共四十一页。
探究
(tànjiū)
一
探究
(tànjiū)
二
探究
(tànjiū)
问题导引
当堂检测
名师精讲
典例剖析
三
【例题2】 如图所示,匀强磁场磁感应强度B=0.1 T,所用矩形线圈的匝
数n=100,边长lab=0.2 m,lbc=0.5 m,以角速度ω=100π rad/s绕OO'轴匀速转动。
1
交变(jiāo biàn)电流
12/10/2021
第一页，共四十一页。
-1-
学 习 目 标
1.会观察电流(或电压)的波形,
理解交变电流和直流的概念
2.理解交变电流的产生过程,
会分析电动势和电流方向的
变化规律
3.知道交变电流的变化规律及
表示方法,知道交变电流的瞬
时值、峰值的物理含义
思 维 导 图
12/10/2021
)
解析:如果线圈绕与磁场平行的轴转动,则不会产生感应电流。
答案(dá àn):×
(2)当线圈中的磁通量最大时,产生的电流也最大。 (
)
解析:线圈与磁场平行时,电动势最大,此时磁通量为零。
答案:×
(3)当线圈平面与磁场垂直时,线圈中没有电流。 (
解析:线圈与磁场垂直时,线圈中电流为零。
答案:√
12/10/2021
B.当穿过线圈的磁通量为零时,线圈中感应电动势最大
C.线圈在磁场中每转一周,产生的感应电流方向改变一次
D.每当线圈经过中性面时,感应电流的方向就改变一次
12/10/2021
第十四页，共四十一页。
12/10/2021
第二十一页，共四十一页。
探究
(tànjiū)
一
探究
(tànjiū)
二
探究
(tànjiū)
问题导引
当堂检测
名师精讲
典例剖析
三
【例题2】 如图所示,匀强磁场磁感应强度B=0.1 T,所用矩形线圈的匝
数n=100,边长lab=0.2 m,lbc=0.5 m,以角速度ω=100π rad/s绕OO'轴匀速转动。
1
交变(jiāo biàn)电流
12/10/2021
第一页，共四十一页。
-1-
学 习 目 标
1.会观察电流(或电压)的波形,
理解交变电流和直流的概念
2.理解交变电流的产生过程,
会分析电动势和电流方向的
变化规律
3.知道交变电流的变化规律及
表示方法,知道交变电流的瞬
时值、峰值的物理含义
思 维 导 图
12/10/2021
)
解析:如果线圈绕与磁场平行的轴转动,则不会产生感应电流。
答案(dá àn):×
(2)当线圈中的磁通量最大时,产生的电流也最大。 (
)
解析:线圈与磁场平行时,电动势最大,此时磁通量为零。
答案:×
(3)当线圈平面与磁场垂直时,线圈中没有电流。 (
解析:线圈与磁场垂直时,线圈中电流为零。
答案:√
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B.当穿过线圈的磁通量为零时,线圈中感应电动势最大
C.线圈在磁场中每转一周,产生的感应电流方向改变一次
D.每当线圈经过中性面时,感应电流的方向就改变一次
12/10/2021
第十四页，共四十一页。
高中物理选修3课件-5-1交变电流
1、交变电流是指大小和方向都随时间作周期性变化的电流
2、线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 匀速旋转时产生正弦规律 NBS
2020/5/15
2020/5/15
2020/5/15
交变电流
2020/5/15
一、交变电流 大小和方向都随时间作周期变化的电流，
叫做交变电流，简称交流 ．
例：在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的
是
。
AB
i
t
A
B
C
2020/5/15
二、交变电流的产生
立 体 图
平
A(B)
面
图
D(C) B
e0
电流 无 方向
• 我们把这种按正弦规律变化的电流叫正
弦式交变电流
（1）电流按正弦规律变化
i Im sin t
Im
Em Rr
（2）电路上的电压按正弦规律变化 u U m sin t
电流 i Im sin t 通过R时：
u iR，U m Im R.
2020/5/15
常见的交变电流
2020/5/15
小结：
3、交变电流的变化规律
设矩形线圈的AB边 v2 长 为 L1，BC 边 长 为 L2 , 在匀强磁场B中 v 绕垂直于磁场的对称 轴以角速度ω匀速转 动，以线圈经过中性 面开始计时，在任意 时刻t线圈中的感应 电动势为多大？
A(B)
ωt v1
v
D(C)
2020/5/15
e 2BL1v1 2BL1v sin t
v L2
2
e BL1L2 sin t BS sin t
思考：若线圈有N匝呢？
相当于N个完全相同的电源串联
5.1 交变电流
（1）磁感应强度B （2）在t＝T/12时刻，线圈平面与磁感线的夹角
答案：EmT ,300
2S
思考与讨论
线圈转动一周， 多少次经过中性面? 电流方向改变多少次?
c(d)
O a(b)
三、交变电流的变化规律
以线圈经过中性面开始计时，ad边为 L1，ab边为L2,
e 2NBL1v sin t
又v L2
2 e NBL1L2 sin t
令：Em=NBωL1L2=NBSω源自则有 e Em sin t
五、交变电流的种类
六、交流发电机
1.组成： ①线圈（电枢） ②磁极
2.种类 ①旋转电枢式发电机 ②旋转磁极式发电机转动的部分叫转子，不
动的部分叫定子
题型1 如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场
中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速
度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始
计时，则在0～
π
2ω
电动势按正弦规律变化 Em=NBSω
e Em sin t
i Im sin t u Um sin t
u iR，U m Im R
四、交流电的图像
b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
K L
A d
B
b
c
a
d
k
L
A
B
e
Em
0
t
-Em
正弦交变电流随时间变化情况可以从 图象上表示出来，图象描述的是交变电流 随时间变化的规律，它是一条正弦曲线，
答案：EmT ,300
2S
思考与讨论
线圈转动一周， 多少次经过中性面? 电流方向改变多少次?
c(d)
O a(b)
三、交变电流的变化规律
以线圈经过中性面开始计时，ad边为 L1，ab边为L2,
e 2NBL1v sin t
又v L2
2 e NBL1L2 sin t
令：Em=NBωL1L2=NBSω源自则有 e Em sin t
五、交变电流的种类
六、交流发电机
1.组成： ①线圈（电枢） ②磁极
2.种类 ①旋转电枢式发电机 ②旋转磁极式发电机转动的部分叫转子，不
动的部分叫定子
题型1 如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场
中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速
度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始
计时，则在0～
π
2ω
电动势按正弦规律变化 Em=NBSω
e Em sin t
i Im sin t u Um sin t
u iR，U m Im R
四、交流电的图像
b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
K L
A d
B
b
c
a
d
k
L
A
B
e
Em
0
t
-Em
正弦交变电流随时间变化情况可以从 图象上表示出来，图象描述的是交变电流 随时间变化的规律，它是一条正弦曲线，
第五章《交变电流》.ppt
10
判断此位置有没有感应电流，方向怎么样？
N
b
a d
S
2020-11-9
c a
V
感谢你的观看
N
V
d
S
11
B∥S Φ=0 E最大 I最大
感应电流方向a到b
线圈与磁场平行时，Φ最小，
但线圈中的电动势最大 (V⊥B)
2020-11-9
感谢你的观看
12
判断此位置有没有感应电流，方向怎么样？
NN
SS
2020-11-9
感谢你的观看
25
３、当线圈平面垂直于磁感线时， 线圈各边都不切割磁感线，线圈中没 有感应电流，这样的位置叫 做 中性面 ．线圈平面每经过中性面 一次，感应电流方向就改变一次，因 此线圈转动一周，感应电流方向改 变 两次 ．
2020-11-9
感谢你的观看
26
４、线圈从中性面开始转动，角速度是ω，
线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在
任一时刻t感应电动势的瞬时值e
为 e=Emsinωt ．若电路总电阻为Ｒ，则
感应电流的瞬时值Ｉ为 i=(Em/R)·sinωt．
e
Em
2020-11-9
0
-Em
感谢你的观看
t
27
六、交流发电机
2020-11-9
感谢你的观看
28
2020-11-9
感谢你的观看
29
1、组成：①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） ②用来产生磁场的磁极
（2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈 转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两 次．
2.线圈平行与磁感线时，φ=0,△φ/△t最大，感应电
动势最大。
5-1交变电流
有一10匝正方形线框，边长为20cm，线框 总电阻为1Ω，线框绕OO′轴以10πrad/s的角 速度匀速转动，如图所示垂直于线框平面 向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5T.问：
(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、 电流最大值分别是多少？ (2)线框从图示位置转过60°时，感应电动 势的瞬时值是多大？ (3)写出感应电动势随时间变化的表达式．
答案：BCD 解析：紧扣正弦交流电产生的条件可知， 轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状没 有特别要求.
(1)函数形式：电动势瞬时值 e ＝ Emsinω t ； 电压的瞬时值u＝Umsinω t；电流的瞬时值 i＝Imsinω t； (2)图象形式：用正弦(或余弦)曲线表示 交变电流随时间的变化规律，如下图所 示．
A．将线圈水平向右匀速拉出磁场 B．使线圈以OO′为轴匀速转动 C．使线圈以ab为轴匀速转动 D．磁场以B＝B0sinωt规律变化 答案：BCD 解析：将线圈向右拉出磁场时，线圈中电 流方向不变，A错，B、C两种情况下产生 交变电流，只是在C情况下当线圈全部位 于磁场外的一段时间内线圈内没有电流， 由法拉第电磁感应定律可知D种情况下产 生按余弦规律变化的电流，B、C、D对.
ΔΦ ①线圈平面与中性面重合时，Φ 最大、 ＝0，e (3)特点分析： Δt
＝0、i＝0、电流改变方向； ②线圈平面与中性面垂直时(与平行面重合时)，Φ ＝ ΔΦ 0、 最大、e 最大、i 最大、电流方向不变． Δt ③线圈平面转动一周，电流方向改变两次．
线圈转动过程中的平均电动势如何求？ 答案：线圈在转动过程中某一段时间内或 从一个位置到另一个位置的过程中所产生 的电动势，称为平均电动势，它不等于始、 末两时刻瞬时值的平均值，必须用法拉第 电磁感应定律计算，即 同理，计算交变电流在某段时间内通过导 体横截面的电荷量，也必须用平均值，即
人教版选修3-2 5.1交变电流(共19张PPT)
小结
1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。
2、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
3、交变电流的变化规律： （1）方向变化规律-------线圈平面每经过中性面一 次，感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周，感 应电流的方向改变两次。
（2）大小变化规律-------按正弦规律变化：
优 质 课 件 优 秀课件 课件公 开课免 费课件 下载免 费ppt下 载人教 版选修 3－2 5 . 1 交 变电流 (共19张 PPT)
5.1 交变电流
优 质 课 件 优 秀课件 课件公 开课免 费课件 下载免 费ppt下 载人教 版选修 3－2 5 . 1 交 变电流 (共19张 PPT)
优 质 课 件 优 秀课件 课件公 开课免 费课件 下载免 费ppt下 载人教 版选修 3－2 5 . 1 交 变电流 (共19张 PPT)
1.线圈经过中性面时，磁通量最大，感应电动势为零， 感应电流为零。
2.线圈每经过中性面一次，交流电方向改变一次， 线圈每转动一周，两次经过中性面，交流电的方向 改变两次。 3.线圈与磁感线平行时（与中性面垂直） ，磁通量为 零，感应电动势最大，感应电流最大。
优 质 课 件 优 秀课件 课件公 开课免 费课件 下载免 费ppt下 载人教 版选修 3－2 5 . 1 交 变电流 (共19张 PPT)
理解
公式：e Em sin t
1、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时，所 产生的交变电流按照正弦函数的规律变化——正弦式交流电
2、Em匀速转动过程中能产生电动势的最大值——峰值， ω为线圈转动的角速度 e为瞬时值
3、此表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立
4、若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电路欧
叶飞飞5.1交变电流课件(PPT41张) - 副本
（2）发电机的基本种类 ①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动） ②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动
无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部 分叫定子.
• 练习：在交流式发电机中，如 果磁感应强度为0.1T，单匝线 圈面积为0.2 m2 ,转速为每秒 50转，求线圈转动时的感应电 动势的最大值。
总结
一.交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化 的电流。 二.交变电流的产生 线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就 改变一次；线圈转动一周，感应电流的方向改变 两次。 三.交变电流的变化规律
大小变化规律-------按正（余）弦规律变化 电动势瞬时值： e=Emsinωt 电动势的峰值 ：Em=nBSω
e
Em
T/4
2T/4
3T/4
Tt
o
π/2
π
3π/2
2π ωt
课后练习：试画u-t 图
四.交变电流的种类 (1)正弦交流电 (2)示波器中的锯齿波扫描电压 (3)电子计算机中的矩形脉冲 (4)激光通信中的尖脉冲
交流发电机
（1）发电机的基本组成： ①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） ②用来产生磁场的磁极
i=(nBSω/R)sinωt=Imsinωt (从中性面开始计时) Im为电动势的峰值Im=nBSω/R (3)外电路电阻两端电压的瞬时值:
u=Umsinωt (从中性面开2T/4
3T/4
T
t
o
π/2
π
3π/2
2π ωt
i
Im
0
t
-Im
（4）.交流电的图像 e=Emsinωt (从中性面开始计时)
3.电流变化特点：线圈每经过中性面一次， 感应电流的方向改变一次，线圈转动一周， 感应电流的方向改变两次 •
无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部 分叫定子.
• 练习：在交流式发电机中，如 果磁感应强度为0.1T，单匝线 圈面积为0.2 m2 ,转速为每秒 50转，求线圈转动时的感应电 动势的最大值。
总结
一.交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化 的电流。 二.交变电流的产生 线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就 改变一次；线圈转动一周，感应电流的方向改变 两次。 三.交变电流的变化规律
大小变化规律-------按正（余）弦规律变化 电动势瞬时值： e=Emsinωt 电动势的峰值 ：Em=nBSω
e
Em
T/4
2T/4
3T/4
Tt
o
π/2
π
3π/2
2π ωt
课后练习：试画u-t 图
四.交变电流的种类 (1)正弦交流电 (2)示波器中的锯齿波扫描电压 (3)电子计算机中的矩形脉冲 (4)激光通信中的尖脉冲
交流发电机
（1）发电机的基本组成： ①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） ②用来产生磁场的磁极
i=(nBSω/R)sinωt=Imsinωt (从中性面开始计时) Im为电动势的峰值Im=nBSω/R (3)外电路电阻两端电压的瞬时值:
u=Umsinωt (从中性面开2T/4
3T/4
T
t
o
π/2
π
3π/2
2π ωt
i
Im
0
t
-Im
（4）.交流电的图像 e=Emsinωt (从中性面开始计时)
3.电流变化特点：线圈每经过中性面一次， 感应电流的方向改变一次，线圈转动一周， 感应电流的方向改变两次 •
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江苏教院附中
二、交变电流的产生 （1）当B⊥S时，Φ最大 电流计无示数I=0，E=0 这个位置称为“中性面”。
线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面
线圈经过中性面特点：
Φ最大；线圈中的E=0；电流方向改变。
二、交变电流的产生 （2）当B∥S时，Φ=0 电流计示数最大，I感 最大，E最大；感应电 流方向A到B。
这时感应电动势是最大还是最小?
c(d)
此时E=0，最小。
3、线圈转到什么位置时磁通量最小?
O
这时感应电动势是最大还是最小? a(b)
B∥S时最小。此时E最大。
三、交变电流的变化规律
以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈 中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线）
e 2nBLv sin t
v L
2
e NBL2 sin t
c(d)
令 Em NBL2 NBS
瞬时值
峰值
.θ
a(b)
则有 e Em sin t
(θ=ωt )
e为电动势在时刻t的瞬时值，
Em为电动势的最大值（峰值）．
问题:若有n匝线框在匀速转动,整个线框的 总电阻为r,外电阻为R,则通过电阻的电流 和电阻两端的电压分别是多少?
图所示。下面说法中正确的（ D ）
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变化率的绝对值最大 D．每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为
最大
t1, t3, t5 为中性面。
本节课小结: 1、交变电流:大小和方向都随时间做周期性的变化 2、正弦式交变电流的规律:(从中性面开始计时)
阻R=12Ω ，试求：
（1）线圈中感应电动势和感应电流的最大值；
（2）t=0时线圈平面与磁感线垂直，当ω t=30°时， 线圈中感应电动势和感应电流的瞬时值各是多大？
(1)Em 24 (V ); Im 2 (A) a
(2)e 12 (V );i (A) bLeabharlann Od Bc
O/
【例2】 如图,匀强磁场的磁感应强度B=2 T，匝
电流 i Im sin t通过R时：
u iR，Um ImR.
（3）电路上的电压按正弦规律变化 u Um sin t
成立条件： 转轴垂直匀强磁场，经中性面时（B⊥S） 开始计时.
三、交变电流的变化规律
（1）电动势按余弦规律变化 e Emcost
（2）电流按余弦规律变化 i Imcost
e Em sin t
i e Rr
u iR
vu i
i Em sin t Rr
i Im sin t
瞬时值
峰值
u
R R
r
Em
sin t
u Um sin t
三、交变电流的变化规律
（1）电动势按正弦规律变化 e Em sin t
（2）电流按正弦规律变化 i Im sin t
问题:
观察下列几个电流与时间的图象,判断哪些 是交变电流?
i
i
i
i
i
0
t0
0
t0
t0
t
t
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
（1）（2）（5）
定子
转子
电刷
交流电的的产生(以AB边为例)
甲
乙
丙
丁
无
有，B到A
无
有, A到B
在旋转的过程中，电流方向发生改变
高中物理
单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级
数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO′匀速转动，角
速度ω =200 rad/s。已知ab=0.1 m，bc=0.2 m.线
圈的总电阻R=12Ω
（1）感应电动势和感应电流的最大值.
（2）设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出
线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
O
(1)Em nBS 48v
a
Im=Em/R=4A
从中性面开始计时，规定I感正方向为 BADCB Em e
T/4
T/2
3T/4
Tt
O
π/2
π
3π/2
2π ωt
Em=nBsω e Em sin t
Im i
O
T/4
T/2
3T/4
π/2
π
3π/2
n B s
Im R r i Im sin t
Tt
2π ωt
例1 线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流
线圈与磁场平行时，Φ最小，但线圈中的电 动势E最大
思考与讨论
设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B 中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转 动，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．
1、线圈转动一周，多少次经过中性面? 2次
电流方向改变多少次?
2次，每经过一次中性面，电流方向改变一次。
2、线圈转到什么位置时磁通量最大?中性面（B⊥S)
的图象如图所示，由图示可知（ ACD ）
A、在A和C时刻线圈处于磁通量变化率最大位置 B、在A和C时刻穿过线圈的磁通量为最大 C、在B时刻到D时刻线圈转过的角度为π弧度 D、若从B时刻到D时刻经过0.01s，则在1s内交变电
流的方向改变100次 T=00.2s ； t=1s=50T
一周电流改变2次
例2 一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内 的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如
e Em sin t; i Im sin t; u Um sin t
峰值
3、中性面的特点： 磁通量最大为Φm； e=0；电流方向改变。
作业：
问题与练习 1-5
成才之路本节第1 页
2、如图，匀强磁场的磁感应强度B=2T，匝数n=6 的矩形线圈abcd绕中心轴OO′匀速转动，转速n=5 0 r/s。已知 ab=0.1 m，bc=0.2 m，线圈的总电
第五章 交变电流
第一节 交变电流
【演示】手摇发电机 观察二极管的发光情况 交替发光 单向导电性
通过二极管的电流方向是周 期性变化的
线框中产生的感应电流方向是变化的
概念:
1.交变电流: 大小和方向都随时间做周期性的变化.
简称交流（AC）
2.直流电: 方向不随时间变化的电流（DC）
恒定电流:大小和方向不随时间变化的电流
（3）电路上的电压按余弦规律变化 u Umcost
成立条件：
转轴垂直匀强磁场，经垂直于中性面 （B∥S）时开始计时。
通过分析可知：线圈在匀强磁场中绕垂直于 磁场方向的轴匀速转动，可以得到按正弦规律 变化的交变电流,这种交变电流叫做正弦式交变 电流,简称正弦式电流.
在目前的电力系统中应用的大多是正弦式电流.
二、交变电流的产生 （1）当B⊥S时，Φ最大 电流计无示数I=0，E=0 这个位置称为“中性面”。
线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面
线圈经过中性面特点：
Φ最大；线圈中的E=0；电流方向改变。
二、交变电流的产生 （2）当B∥S时，Φ=0 电流计示数最大，I感 最大，E最大；感应电 流方向A到B。
这时感应电动势是最大还是最小?
c(d)
此时E=0，最小。
3、线圈转到什么位置时磁通量最小?
O
这时感应电动势是最大还是最小? a(b)
B∥S时最小。此时E最大。
三、交变电流的变化规律
以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈 中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线）
e 2nBLv sin t
v L
2
e NBL2 sin t
c(d)
令 Em NBL2 NBS
瞬时值
峰值
.θ
a(b)
则有 e Em sin t
(θ=ωt )
e为电动势在时刻t的瞬时值，
Em为电动势的最大值（峰值）．
问题:若有n匝线框在匀速转动,整个线框的 总电阻为r,外电阻为R,则通过电阻的电流 和电阻两端的电压分别是多少?
图所示。下面说法中正确的（ D ）
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变化率的绝对值最大 D．每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为
最大
t1, t3, t5 为中性面。
本节课小结: 1、交变电流:大小和方向都随时间做周期性的变化 2、正弦式交变电流的规律:(从中性面开始计时)
阻R=12Ω ，试求：
（1）线圈中感应电动势和感应电流的最大值；
（2）t=0时线圈平面与磁感线垂直，当ω t=30°时， 线圈中感应电动势和感应电流的瞬时值各是多大？
(1)Em 24 (V ); Im 2 (A) a
(2)e 12 (V );i (A) bLeabharlann Od Bc
O/
【例2】 如图,匀强磁场的磁感应强度B=2 T，匝
电流 i Im sin t通过R时：
u iR，Um ImR.
（3）电路上的电压按正弦规律变化 u Um sin t
成立条件： 转轴垂直匀强磁场，经中性面时（B⊥S） 开始计时.
三、交变电流的变化规律
（1）电动势按余弦规律变化 e Emcost
（2）电流按余弦规律变化 i Imcost
e Em sin t
i e Rr
u iR
vu i
i Em sin t Rr
i Im sin t
瞬时值
峰值
u
R R
r
Em
sin t
u Um sin t
三、交变电流的变化规律
（1）电动势按正弦规律变化 e Em sin t
（2）电流按正弦规律变化 i Im sin t
问题:
观察下列几个电流与时间的图象,判断哪些 是交变电流?
i
i
i
i
i
0
t0
0
t0
t0
t
t
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
（1）（2）（5）
定子
转子
电刷
交流电的的产生(以AB边为例)
甲
乙
丙
丁
无
有，B到A
无
有, A到B
在旋转的过程中，电流方向发生改变
高中物理
单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级
数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO′匀速转动，角
速度ω =200 rad/s。已知ab=0.1 m，bc=0.2 m.线
圈的总电阻R=12Ω
（1）感应电动势和感应电流的最大值.
（2）设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出
线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
O
(1)Em nBS 48v
a
Im=Em/R=4A
从中性面开始计时，规定I感正方向为 BADCB Em e
T/4
T/2
3T/4
Tt
O
π/2
π
3π/2
2π ωt
Em=nBsω e Em sin t
Im i
O
T/4
T/2
3T/4
π/2
π
3π/2
n B s
Im R r i Im sin t
Tt
2π ωt
例1 线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流
线圈与磁场平行时，Φ最小，但线圈中的电 动势E最大
思考与讨论
设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B 中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转 动，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．
1、线圈转动一周，多少次经过中性面? 2次
电流方向改变多少次?
2次，每经过一次中性面，电流方向改变一次。
2、线圈转到什么位置时磁通量最大?中性面（B⊥S)
的图象如图所示，由图示可知（ ACD ）
A、在A和C时刻线圈处于磁通量变化率最大位置 B、在A和C时刻穿过线圈的磁通量为最大 C、在B时刻到D时刻线圈转过的角度为π弧度 D、若从B时刻到D时刻经过0.01s，则在1s内交变电
流的方向改变100次 T=00.2s ； t=1s=50T
一周电流改变2次
例2 一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内 的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如
e Em sin t; i Im sin t; u Um sin t
峰值
3、中性面的特点： 磁通量最大为Φm； e=0；电流方向改变。
作业：
问题与练习 1-5
成才之路本节第1 页
2、如图，匀强磁场的磁感应强度B=2T，匝数n=6 的矩形线圈abcd绕中心轴OO′匀速转动，转速n=5 0 r/s。已知 ab=0.1 m，bc=0.2 m，线圈的总电
第五章 交变电流
第一节 交变电流
【演示】手摇发电机 观察二极管的发光情况 交替发光 单向导电性
通过二极管的电流方向是周 期性变化的
线框中产生的感应电流方向是变化的
概念:
1.交变电流: 大小和方向都随时间做周期性的变化.
简称交流（AC）
2.直流电: 方向不随时间变化的电流（DC）
恒定电流:大小和方向不随时间变化的电流
（3）电路上的电压按余弦规律变化 u Umcost
成立条件：
转轴垂直匀强磁场，经垂直于中性面 （B∥S）时开始计时。
通过分析可知：线圈在匀强磁场中绕垂直于 磁场方向的轴匀速转动，可以得到按正弦规律 变化的交变电流,这种交变电流叫做正弦式交变 电流,简称正弦式电流.
在目前的电力系统中应用的大多是正弦式电流.