交流电的产生与描述
交变电流的产生及描述
交变电流的产生与描述一、交变电流的产生和变化规律1、 交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。
2、 正弦式电流；随时间按正弦规律变化的电流叫做正弦式电流，正弦式电流的图象是正弦曲线，我国市用的交变电流都是正弦式电流3、中性面：中性面的特点是，线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零；线圈经过中性面时，内部的电流方向要发生改变。
4、正弦式交流电的产生和变化规律 （1）产生过程 （2）规律函数形式：N 匝面积为S 的线圈以角速率ω转动，从某次经过中性面开始计时，则e=NBSωsinωt ，用Em 表示峰值NBSω，则t E e m ωsin =，电流t i R E R em ωsin ==。
二、 描述交变电流的物理量1、周期和频率交变电流的周期和频率都是描述交变电流变化快慢的物理量。
（1）周期T ：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，单位是秒（S ），周期越大，交变电流变化越慢，在一个周期内，交变电流的方向变化2次。
（2）频率f:交变电流在1s 内完成周期性变化的次数，单位是赫兹，符号为Hz ，频率越大，交变电流变化越快。
（3）关系：πω21==T f 2、瞬时值、最大值、有效值和平均值（1）感应电动势瞬时值表达式：(在计算通电导体或线圈所受的安培力时，应用瞬时值。
) 若从中性面开始，感应电动势的瞬时值表达式：t e e m ωsin =（伏）。
感应电流瞬时值表达式：t I i m ωsin ·=（安）若从线圈平面与磁力线平行开始计时，则感应电动势瞬时值表达式为：t e m ωεcos ·=（伏）。
感应电流瞬时值表达式：t I i m ωcos ·=（安）（2）交变电流的最大值（以交变电动势为例）。
m ε——交变电动势最大值：当线圈转到穿过线圈的磁通量为0的位置时，取得此值。
应强调指出的是，m ε与线形状无关，与转轴位置无关，其表达式为ωεNBS m =。
交流电的产生原理
交流电的产生原理
交流电的产生原理是利用电磁感应现象而实现的。
电磁感应是指导体在磁场中运动时会产生感应电动势的现象。
而交流电就是指电流方向定期地反转的电流。
交流电的产生有几种常见的方式。
第一种方式是通过旋转线圈在磁场中。
当一个线圈在磁场中旋转时，线圈内部的磁通量随着角度的变化而变化。
根据法拉第电磁感应定律，磁通量的变化会引起线圈内部的感应电动势。
当线圈的角速度与旋转频率相等时，感应电动势的大小和方向也发生周期性的变化，从而产生交流电。
这种产生交流电的装置叫做发电机。
第二种方式是通过交变磁场的作用。
当一个磁场的方向周期性地变化时，磁场中的导体会产生感应电动势。
这也是电磁感应现象的另一种表现形式。
可以利用这一原理来产生交流电。
一种常见的装置是变压器，它利用一个交变电源产生交变磁场，从而感应出交流电。
第三种方式是利用振荡电路。
振荡电路是由电容器和电感器组成的电流变化周期性的电路。
当电容器和电感器在不同的时间间隔内充放电时，电路中的电流大小和方向会周期性地变化。
这样就可以产生交流电。
振荡电路广泛应用于无线电和通信技术中。
通过以上方式，我们可以实现交流电的产生。
交流电具有频率可调、方便输送等优点，广泛应用于生活和工业中。
第一节交流电的产生和描述【知识预习】1.我们把的电流,称为交变电流
第一节交流电的产生和描述【知识预习】1.我们把的电流，称为交变电流，俗称交流电。
2.交流电的产生：将线圈置于中，并绕垂直于磁感线的轴，就会产生正（余）弦交变电流。
3.中性面：（1）线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量，磁通量的变化率为，感应电动势为。
（2）线圈转动一周，次经过中性面，线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次。
4.线圈经过位置时，感应电动势最大，感应电动势的最大值为E m=(设线圈的面积为S、匝数为N、磁感应强度为B、线圈绕轴转动的角速度为ω)5.交流的有效值：根据电流的来规定的，即用直流和交流分别给同一个电阻供电，若果在相同的时间内产生的电热相同，我们就把直流叫做交流的有效值。
我们平时所说的照明电压220V，动力电压380V指的都是交流的有效值。
另外，用电器铭牌上所标示的额定电压、额定电流，交流电压表、电流表所测量的读数都指的是交流的有效值。
对于正、余弦交流电，最大值与有效值的关系为：E= ；U= ；I= 。
【预习检测】1.我国交流电的周期为50Hz，那么1min内电流的方向改变多少次？2.一正弦交变电流的最大值为5A，它的有效值是多少？3.下列关于中性面位置的说法中，正确的是：A.线圈经过中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，产生的感应电动势最大B.线圈经过中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，产生的感应电动势最大C.线圈经过中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，产生的感应电动势为零D.线圈每经过中性面位置一次，感应电流的方向改变一次。
*4.如图所示，一矩形线圈abcd置于磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴O以角速度ω从位置Ⅰ开始逆时针匀角速转动，经过时间t到达位置Ⅱ，试写出线圈处于位置Ⅱ时的感应电动势的表达式。
（ab=l1，cd=l2）5.某正弦交流电的图像如图所示，则由图像可知：A.该交流电的频率为0.02Hz BB.该交流电的有效值为14.14AC.该交流电的瞬时值表达式为i =20sin(0.02t)D.在t=T/8时刻，该交流的大小与其有效值相等 【典例精析】 1.交流电的产生【例题1】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 变化的规律如图所示，则下列说法中正确的是：A. t 1时刻通过线圈的磁通量为零B. t 2时刻通过线圈磁通量的绝对值最大C. t 3时刻通过线圈磁通量的变化率最大D.每当感应电动势e 变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都是最大的 【分析】【跟踪练习1】线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流的图像如图所示，由此可知：A.在A 和C 时刻线圈处于磁通量变化率最大的位置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，穿过线圈的磁通量现变大后变小D.若从A 时刻到B 时刻经过0.01s ，则在1s 内交变电流的方向改变50次【例题2】如图所示，矩形线圈abcd （已知ab 边长为L 1，ad 边长为L 2）在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕OO′ 轴以角速度ω从图示位置开始匀角速转动，则线圈中感应电动势的大小为： A.2/sin 21t L BL ωω B. 2/cos 21t L BL ωω C.t L BL ωωsin 21 D.t L BL ωωcos 21【分析】【跟踪练习2】如图所示，一正方形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′ 匀速转动，沿着OO′ 观察，线圈沿逆时针方向转动。
交流电的产生
交流电的产生一、交流电的产生1、交流电：大小和方向都随时间作周期性变化的电流或电压称为交流电。
2、交流电的产生：线圈在匀强磁场中，绕垂直磁场的轴匀速转动时，线圈abcd 中就产生按正弦规律变化的感应电动势，闭合电路中就产生了按正弦规律变化的感应电流。
如图所示。
为更方便说明问题，把图1改画为图2，图2的位置3正与图1所示的位置相对应，根据切割磁感线产生感应电动势的规律，利用右手定则定性判断感应电流的大小，方向随线圈转动而变化的具体情况，以分析1、2、3位置为主。
注意分析过程应指出：中性面：线圈在位置1即线框平面与磁感强度方向垂直时，磁通量最大，但导线ab ，cd 的速度方向与磁感应强度B 方向平行而不切割磁感线，因此不产生感应电动势，故称之为中性面；可见，在此位置虽然磁通量最大，但磁通量的变化率为零。
最大磁通量应为21L BL BS m ==φ，而跟线圈的匝数没有关系。
线框平面与B 平行时，ab,cd 边速度方向与B 垂直，因而产生感应电动势最大，线圈在此位置的磁通量虽然为零，但穿过线圈的磁通量的变化率最大，最大值为ωωφ21L BL BS tm ==∆∆，由于线圈有N 匝，相当于有N 个电源相串联，所以产生的最大感应电动势为ωωφ21L NBL NBS t NE m m ==∆∆= 线框每转一周，感应电流便为一次周期的性的变化，电流方向变化两次。
3、正弦交流电的产生：线圈在匀强磁场中，绕垂直磁感强度的轴ＯＯ′匀速转动时，产生的交流电为正弦交流电，即电动势，电流大小，方向按正弦规律变化。
若图1所示线框ab=L ,bc=l ,ＯＯ′过cb, da 中间，线框以角速度ω匀速转动。
线框从与中性面重合时ad 位置开始计时，经过ts ，转至a ′d ′位置夹角α＝ω t ，速V 与B 不垂直，将其分解为⊥V 、||V 两个分速度，切割磁感线的分速度为,⊥V t l V V ωωαsin 21sin ==⊥， 则，t l BL ωωεsin 212⋅=，即t BLl ωωεsin =，ωBLl 均为不变的量，ε将按t ωsin 的规律变化。
交流电的工作原理
交流电的工作原理一、引言交流电是我们日常生活中不可或缺的电力形式之一。
它被广泛应用于家庭、工业和商业等领域。
本文将详细介绍交流电的工作原理。
二、交流电的定义交流电是指在电路中不断变化方向的电流，其大小和方向都随时间而变化。
它与直流电不同，后者只有一个方向。
三、交流电的产生1. 旋转磁场原理交流电的产生基于旋转磁场原理。
当通过线圈通以交变电压时，线圈内将会产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场会导致线圈内的导体发生运动，从而产生交流电。
2. 发电机原理发电机是一种能够将机械能转换为电能的设备。
它通过旋转磁场原理来产生交流电。
发动机驱动发电机转动，使得发电机内部的线圈与磁极相互作用，从而产生旋转磁场。
这个旋转磁场会导致线圈内的导体运动，从而产生交流电。
四、交流电的特点1. 方向随时间变化由于其方向随时间变化，交流电的平均值为0。
这意味着交流电不会在电路中产生永久性的电荷积累。
2. 频率交流电的频率是指其方向变化的速度。
在欧洲和亚洲，交流电的频率通常为50赫兹（Hz），而在北美，频率通常为60Hz。
3. 有效值由于交流电的大小和方向都随时间而变化，因此无法直接测量其大小。
相反，我们使用有效值来表示其大小。
有效值是指一段时间内交流电平方的平均值再开根号。
五、交流电与直流电的比较1. 方向不同直流电只有一个方向，而交流电方向随时间变化。
2. 大小不同直流电大小恒定，而交流电大小随时间变化。
3. 传输距离不同直流电可以传输很远距离，而交流电传输距离较短。
4. 应用不同直流电主要用于低功率设备和通信系统中，而交流电主要用于家庭、工业和商业等领域。
六、结论本文详细介绍了交流电的工作原理、产生方式、特点以及与直流电的比较。
交流电是我们日常生活中不可或缺的电力形式之一，我们需要了解其工作原理以更好地应用它。
交流电的产生和变化规律
abcda
abcda
v
a
d
v
0
dcbad
0
中性面: 垂直于磁场方向的平面.
中性面特点:
v
1) 磁通量最大, 磁通变化率最小, 电动 a
d
势最小,电流为零.
v 2) 线圈每经过中性面,电流方向改变一
次,线圈转动一周, 电流方向改变两次. 电
流
0
二. 交流电的图象和变化规律 1. 函数表达式
t = 0 时刻, 线圈位于中性面.
线圈转动的加速度为ω, 边长为L
ad边与bc边永不切割磁感线，只有ab 边与cd边切割磁感线，
θ
据右手定则或楞次定律，可知，两边ab与cd 切割的感应电动势是串联关系.
经过时间t 时: 令cd边切割磁感线产生的感应电动势为E0 则: E0 = BL cd Vd = BL cd ω (L ad /2) sin θ=
= BL cd ω (L ad /2) sin ω t
同理, ab边切割磁感线产生的感应电动势为
θ
E`0 = BL ab Va= BL ab ω (L ad /2) sin (π-θ) =
= BL ab ω (L ad /2) sin ω t
一匝线圈产生的感应电动势
E = E0+ E0` = BL cd ω (L ad /2) sin ω t + BL ab ω (L ad /2) sin ω t = BL cd L ab ω sin ω t = B S ω sin ω t
2. 分类
旋转电枢式交流发电机 旋转磁极式交流发电机
作业： 《互动课堂》P112 1-5
交流发电机的主要结构： 磁极 线圈
灯在闪烁
交流电产生原理
交流电产生原理
交流电是指电流方向和大小都随时间变化的电流，它是由交流发电机产生的。
交流电产生的原理是基于电磁感应现象和发电机的工作原理。
在发电机中，通过相对运动的导体和磁场之间的相互作用，产生感应电动势，从而产生交流电。
首先，我们来看电磁感应现象。
法拉第电磁感应定律指出，当导体相对于磁场
运动或磁场相对于导体运动时，就会在导体中产生感应电动势。
这意味着，当导体在磁场中运动或磁场相对于导体发生变化时，就会产生感应电动势，从而产生电流。
这就是电磁感应现象，也是交流电产生的基础。
其次，我们来了解发电机的工作原理。
发电机是利用电磁感应现象将机械能转
化为电能的装置。
在发电机中，通过旋转的励磁电流产生磁场，这个磁场会穿过导体，当导体相对于磁场旋转时，就会产生感应电动势，从而产生电流。
这个电流的方向和大小都是随着导体的旋转而变化的，因此产生了交流电。
总结来说，交流电产生的原理是基于电磁感应现象和发电机的工作原理。
通过
导体和磁场之间的相互作用，产生了感应电动势，从而产生了交流电。
交流电在现代生活中有着广泛的应用，了解交流电产生的原理对我们理解电力系统和电器设备的工作原理具有重要意义。
高中物理 交流电的产生和描述
3.两个特殊位置
(1)中性面特点：
B⊥S，Φ最大，E=0 ,I=0， 电流方向发生改变,一个周期，电
(2)垂直中性面时：
B//S，Φ=0，E、I最大, 最大 t
流改变两次
从中性面开始计时
从平行面开始计时
三、表征交变电流的物理量
1、描述交变电流变化快慢的物理量
（1）．周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间. 用T表示，单位是s． （2）．频率：1s内交变电流完成周期性变化的次数，用f 表示，单位是Hz．
若它们在相同的时间内产生的热量相等，那么把该恒定电流的数值规定为这个交变
电流的有效值 注：（时间一般取一个周期）
(1) 根据定义计算: （2）正（余）弦式交流电：
E Em I Im U Um
2
2
2
3.四值的应用： （1）计算电荷量用平均值
q=I
t=
E
t
N
t
t
N
R
R
R
（2）电容器的耐压值（击穿电压）指的是最大值
高中物理 交流电的产生和描述
目标导航
• 1理解什么是交流电以及交流电的产生过程 • 2明确交流电“四值”的含义并能正确应用“四值”解决问
题
一、交变电流
1、交变电流(AC): 方向一定改变
大小和方向随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流（AC） 按正弦规律变化的正弦交流电。
2Байду номын сангаас直流(DC): 方向不变
1.U1由电源决定； 2.U2由U1和匝数比决定； U2＝n2/n1·U1
3.输入功率P1由输出功率P2决定；P1＝P2 4.I2由U2和负载决定； I2＝U2／R
5.I1由I2和匝数比决定； I1＝n2/n1·I2
知识讲解 正弦交流电的产生和描述(提高)
高考总复习：正弦交流电的产生和描述编稿：李传安审稿：张金虎【考纲要求】1、知道交变电流的产生及正弦交变电流各物理量的变化规律、变化图像；2、理解交变电流有效值的定义，会计算简单的非正弦交流电的有效值；3、了解电容、电感对交变电流的影响；4、会计算交流电路中的电压、电流、功率、热量、电量等。
【知识络】【考点梳理】考点一、交流电的产生及变化规律1、交变电流：大小和方向随时间变化的电流叫交变电流，常见的交流电如下本章所涉及的将是最简单的交变电流，即正弦交流电—随时间按正弦规律变化的电流。
2、特点易于产生、输送、变压、整流，在生活中有广泛的应用，交流电路理论是电工和电子技术的理论基础。
∴交流电在电力工程、无线电技术和电磁测量中有极广泛的应用，在工程技术中所使用的交流电也是各式各样的。
它具有三大优点：变换容易、输送经济、控制方便，所以已经作为现代国民经济的主要动力。
在稳恒电流中，I —电流、U （E ）—电压（电动势），都是恒定值。
但在本章，i —电流、e —电动势、u —电压，都是瞬时值，因为它随时间而变，所以实际上是i （t ）、e （t ）、u （t ）。
3、交变电流的产生机理 要点诠释：法拉第发现电磁感应定律的最重要的应用就是制成发电机。
（1）发电机的组成磁极、线圈（电枢）旋转电枢：通过滑环、电刷通入外电路，一般产生的电压小于500V 旋转磁极：比较常用，几千~几万V原理：利用线圈在磁场中绕某一固定轴转动，切割磁感线产生感应电动势，继而在闭合回路产生电流能量转化：机械能→电能 （2）交流电的产生矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，角速度ω一定。
其中ab 、cd 边切割磁感线，且ab 、cd 始终与速度v 垂直，从切割效果看总是两个电源串联，其俯视图为：第一象限：方向—abcda (磁通量Φ减少)大小：2sin 2sin sin cd cd od e NBl v NBl l t NBS t θωωωω==⋅=第二象限：方向—abcda (磁通量Φ增加)大小：2sin 2sin()sin()cd cd od e NBl v NBl l t NBS t θωπωωπω==⋅-=-sin e NBS t ωω=依次类推：可得其它象限的情况。
高考物理一轮复习交流电的产生及描述知识点
高考物理一轮复习交流电的产生及描述知识点电流方向随时间作周期性变化的为交流电，下面是交流电的产生及描述知识点，希望对大家有帮助。
一、正弦交流电的产生和图象(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动.(2)图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线。
二、正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值1.周期和频率(1)周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T=2π/ω(2)频率(f)：交变电流在1s内完成周期性变化的次数.单位是赫兹(Hz).(3)周期和频率的关系：T=1/f2.正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时)(1)电动势e随时间变化的规律：e=Emsinωt.(2)负载两端的电压u随时间变化的规律：u=Umsinωt.(3)电流i随时间变化的规律：i=Imsinωt.其中ω等于线圈转动的角速度，Em=nBSω.三、正弦交变电流的产生及变化规律1.两个特殊位置的特点(1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，=0，e=0，i=0，电流方向将发生改变.(2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ=0，最大，e最大，i 最大，电流方向不改变.2.解决交变电流图象问题的三点注意(1)只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式才是正弦形式，其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关.(2)注意峰值公式Em=nBSω中的S为有效面积.(3)在解决有关交变电流的图象问题时，应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置求特征解. 小编为大家提供的高考物理一轮复习交流电的产生及描述知识点就到这里了，愿大家都能努力复习，丰富自己，锻炼自己。
交流电的产生实验
交流电的产生实验引言：交流电是一种周期性变化的电流，它在实际生活中有广泛的应用，如电力输送和通信等领域。
交流电的产生是许多物理定律的综合运用，包括法拉第电磁感应定律、法拉第电磁感应定律和欧姆定理等。
本文将介绍交流电的产生原理、实验准备、过程以及应用和其他专业性角度的讨论。
一、交流电的产生原理：交流电的产生是通过电磁感应原理实现的，根据法拉第电磁感应定律，当一个导体穿过或离开一个磁场时，会在该导体中产生感应电动势。
在交流电的产生中，一个发电机用于产生磁场，并将导线或线圈放入磁场中进行旋转。
导线或线圈与磁场相互作用，通过电磁感应产生电动势和电流，最终形成交流电。
二、实验准备：1. 发电机：选择一个合适的发电机，其产生的电压和频率符合实验需求。
2. 导线或线圈：选择合适的导线或线圈，这是产生电流的主要部分。
3. 磁场：一个稳定而均匀的磁场是实验的必需条件，可以使用恒定磁场装置或电磁铁。
4. 电表：用于测量交流电的电流和电压。
5. 连接线和插头：用于连接电路和将交流电输出。
三、实验过程：1. 搭建电路：将导线或线圈连接到发电机的输出端口，确保电路接触良好。
2. 启动发电机：启动发电机并调整其转速，使得产生的交流电满足实验要求。
3. 测量电流和电压：用电表分别测量电流和电压的数值，并记录下来。
4. 观察波形：将交流电接入示波器等设备中，观察交流电的波形特征，如频率、振幅和相位等。
5. 数据处理：根据测得的电流和电压数值，计算相关参数，如功率、电阻和电感等。
四、应用和其他专业性角度的讨论：交流电的产生实验不仅有助于理解交流电的产生原理，还与许多专业领域有关。
1. 电力工程：交流电是电力输送和供应的主要形式，通过交流电的产生实验，可以研究和优化发电机的设计和运行参数，实现更高效、可靠的电力供应。
2. 通信工程：交流电在通信设备和系统中广泛应用，通过交流电的产生实验，可以研究和改进通信线路的传输性能和信号处理等相关技术。
交流电的产生及变化规律
交流电的产生、描述交流电的物理量学习目的：（1）了解交流电的产生原理（2）掌握正弦交流电的变化规律（3）理解瞬时值、最大值、有效值、周期、频率等概念一、几个概念1、交变电流：大小和方向随时间变化的电流叫交变电流，常见的交流电如下本章所涉及的将是最简单的交变电流，即正弦交流电—随时间按正弦规律变化的电流。
从微观上讲 i=nesv其中v为电荷的平均定向移动速率，可设想若v都随时间整齐地按正弦规律变化，即一起做简谐振动时，电路中将有正弦交变电流。
2、特点易于产生、输送、变压、整流，在生活中有广泛的应用，交流电路理论是电工和电子技术的理论基础。
∴交流电在电力工程、无线电技术和电磁测量中有极广泛的应用，在工程技术中所使用的交流电也是各式各样的。
它具有三大优点：变换容易、输送经济、控制方便，所以已经做为现代国民经济的主要动力。
在稳恒电流中，I—电流、U(ε)—电压（电动势），都是恒定值。
但在本章，i—电流、e—电动势、u—电压，都是瞬时值，因为它随时间而变，所以实际上是i(t)、e(t)、u(t)。
二、交流电的产生法拉第发现电磁感应定律的最重要的应用就是制成发电机1、发电机的组成磁极、线圈（电枢）旋转电枢：通过滑环、电刷通入外电路，一般产生的电压小于500V旋转磁极：比较常用，几千~几万V原理：利用线圈在磁场中绕某一固定轴转动，切割磁感线产生感应电动势，继而在闭合回路产生电流机械能→电能2、交流电的产生矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，角速度ω一定。
其中ab、cd边切割磁感线，且ab、cd始终与速度v垂直，从切割效果看总是两个电源串联，其俯视图为：第一象限：方向—abcda(磁通量Φ减少)大小：e=2NB vsinθ=2NB ω sinωt=NBωSsinωt第二象限：方向—abcda(磁通量Φ增加)大小：e=2NB vsinθ=2NB ω sin(π-ωt)=NBωSsinωt依次类推：可得其它象限的情况总之，e=NBωSsinωt=εm sinωt 与轴的位置无关①大小为NBωSsinωt②方向取决于角度ωt0<ωt<π e>0π<ωt<2π e<0线圈每经过中性面一次，电流方向改变一次；线圈旋转一周，电流方向改变两次③εm=NBωS为感应电动势的最大值④当线圈与中性面重合时，磁通量Φ最大，感应电动势最小，磁力矩最小当线圈与中性面垂直时，磁通量Φ最小，感应电动势最大，磁力矩最大三、交流电的变化规律1、几个表达式瞬时值 e i u最大值εm I m U m若外电阻为R，电动机内阻为r，则2、图象四、描述交流电的物理量在稳恒电流里用两个物理量（I、U）就能描述电路的情况，但在交流电路里，由于电流的大小、方向都在随时间做周期性的变化，所以要描述它们的物理量就要多一些。
交流电的产生
交流电的产生、描述交流电的物理量学习目的：（1）了解交流电的产生原理（2）掌握正弦交流电的变化规律（3）理解瞬时值、最大值、有效值、周期、频率等概念一、几个概念1、交变电流：大小和方向随时间变化的电流叫交变电流，常见的交流电如下本章所涉及的将是最简单的交变电流，即正弦交流电—随时间按正弦规律变化的电流。
从微观上讲i=nesv其中v为电荷的平均定向移动速率，可设想若v都随时间整齐地按正弦规律变化，即一起做简谐振动时，电路中将有正弦交变电流。
2、特点易于产生、输送、变压、整流，在生活中有广泛的应用，交流电路理论是电工和电子技术的理论基础。
∴交流电在电力工程、无线电技术和电磁测量中有极广泛的应用，在工程技术中所使用的交流电也是各式各样的。
它具有三大优点：变换容易、输送经济、控制方便，所以已经做为现代国民经济的主要动力。
在稳恒电流中，I—电流、U(ε)—电压（电动势），都是恒定值。
但在本章，i—电流、e—电动势、u—电压，都是瞬时值，因为它随时间而变，所以实际上是i(t)、e(t)、u(t)。
二、交流电的产生法拉第发现电磁感应定律的最重要的应用就是制成发电机1、发电机的组成磁极、线圈（电枢）旋转电枢：通过滑环、电刷通入外电路，一般产生的电压小于500V旋转磁极：比较常用，几千~几万V原理：利用线圈在磁场中绕某一固定轴转动，切割磁感线产生感应电动势，继而在闭合回路产生电流机械能→电能2、交流电的产生矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，角速度ω一定。
其中ab、cd边切割磁感线，且ab、cd 始终与速度v垂直，从切割效果看总是两个电源串联，其俯视图为：第一象限：方向—abcda(磁通量Φ减少)大小：e=2NB vsinθ=2NB ω sinωt=NBωSsinωt第二象限：方向—abcda(磁通量Φ增加)大小：e=2NB vsinθ=2NB ω sin(π-ωt)=NBωSsinωt依次类推：可得其它象限的情况总之，e=NBωSsinωt=εm sinωt与轴的位置无关①大小为NBωSsinωt②方向取决于角度ωt0<ωt<πe>0π<ωt<2πe<0线圈每经过中性面一次，电流方向改变一次；线圈旋转一周，电流方向改变两次③εm=NBωS为感应电动势的最大值④当线圈与中性面重合时，磁通量Φ最大，感应电动势最小，磁力矩最小当线圈与中性面垂直时，磁通量Φ最小，感应电动势最大，磁力矩最大三、交流电的变化规律1、几个表达式瞬时值e i u最大值εm I m U m若外电阻为R，电动机内阻为r，则2、图象四、描述交流电的物理量在稳恒电流里用两个物理量（I、U）就能描述电路的情况，但在交流电路里，由于电流的大小、方向都在随时间做周期性的变化，所以要描述它们的物理量就要多一些。
专题07交流电的产生与描述——学生版
专题7交流电的产生与描述（学生版）一、目标要求目标要求重、难点交流电的产生重点交流电的描述重点、难点电阻、电感、电容对交流电的阻碍二、知识点解析1．直流电和交流电的区别(1)定义：方向不随时间变化的电流称为直流电，如图1(a)；大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流，如图1(b)：图1大小和方向随时间发生周期性变化的电流称为交变电流，简称交流电，如图1(c)和图1(d)，其中电流随时间按正弦函数规律变化的交变电流称为正弦交变电流，简称正弦交流电，如图1(d)．2．正弦交流电的产生原理产生机理如图2所示，线圈abcd置于匀强磁场中，绕中轴匀速转动，ab边和cd边切割磁感线产生感应电流，并通过电刷将电流输出至外电路．①产生机理：若线圈abcd 在磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度ω绕中轴OO '做匀速圆周运动，如图3(a)所示，其中ab = L 1，bc = L 2，经过时间t 后线圈转过的角度为θ = ωt ．以ab 为研究对象，转至图3(b)位置时速度为v ，则ab 产生的感应电动势为：e ab = BL 1v ⊥= BL 1v sin θ． ab 线速度v 与线圈角速度关系为：22L v R ωω==．除ab 边外，cd 边同时以大小相等方向相反的速度也切割磁感线，线圈abcd 的总感应电动势为：e =2e ab ． 由上可得：2111222sin 2sin sin 2ab L e e BL v BL t BL L t ωθωωω===⋅⋅=．设矩形线圈面积为S ，则S = L 1L 2，考虑到线圈实际匝数为N ，则：e = NBSωsin ωt ．其中E m = NBSω为线圈产生感应电动势的最大值．②表达式：e = E m sin ωt若将线圈两端与外电路相接，组成闭合回路，电路中将产生按正弦函数规律变化的交变电流，其电流大小i 随时间t 变化的关系为：i = I m sin ωt ；外电路的电压u 随时间t 变化的关系为：u = U m sin ωt ．图2图3③图象：正弦交流电电流随时间变化的图象如图4所示．④中性面：a ．定义：当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量最大，则将线圈所处的平面称为中性面，如图5．b ．特点：线圈处于中性面位置时，穿过磁通量最大，但磁通量的变化率最小，0t Φ∆=∆，回路中的感应电动势 e =0，感应电流i =0，回路中电流在此时变换方向；当线圈处于与中性面垂直的位置时，穿过的磁通量为0，但磁通量变化率最大，回路中感应电动势最大，感应电流最大．3．描述交流电的物理量(1)周期和频率：①定义：交变电流作一次周期性变化所需的时间称为周期，用符号T 表示，单位是秒(s)；在1 s 时间内完成周期性变化的次数称为频率，用符号f 表示，单位是赫兹(Hz)．两者的大小关系为：1T f =或1f T=． ②理解：线圈在磁场中匀速转动产生正弦交流电，转动一周所花的时间正好为一个周期，若线圈转动的角速度为ω，则有2Tωπ=，则在正弦交流电中，电动势、电流和电压的表达式还可以写成： 图4图5m m 2sin sin e E t E t T ωπ==，m 2sin i I t T π=，m 2sin u U t Tπ= (2)瞬时值：电动势e = E m sin ωt 、电流i = I m sin ωt 和外电路的电压u = U m sin ωt 中，e 、i 和u 分别称为感应电动势、感应电流和外电路电压的瞬时值，不同时刻下，e 、i 和u 也不相同．(3)峰值：E m 、I m 和U m 分别称为电动势、电流和电压的峰值，表示在一个周期内电动势、电流和电压能达到的最大值；电容器和发光二极管在接入交流电路中时，不能让峰值超过其击穿电压．(4)有效值：①定义：如果交流电与某一直流电通过同一电阻，在相同时间内(一般为交流电周期整数倍)产生的热量相等，则这个直流电的电流和电压就分别称为相应交流电的电流和电压的有效值．②正弦交流电的有效值：大量实验和理论基础表明，正弦交流电电流和电压的有效值与峰值存在以下关系：mm 222I I I ==；m m 222U U U ==． ③意义：a ．交流电的有效值是通过电流的热效应给出，体现能量守恒思想．b ．平时所描述的交流电的电压和电流指的是其有效值，如我国家庭电路电压220V ，工农业生产所使用的动力电路电压380V 指的都是有效值，对应的峰值分别是311V 和538V ；使用交流电压表和交流电流表测出的数据也是正弦交流电的有效值．(5)平均值：①定义：指某段时间内平均感应电动势和平均电流的大小，在交变电流的图象中，平均值即图线与横轴所围面积与时间的比值．图6②计算式：E n t Φ∆=∆，正弦式交流电的平均值122E E E +≠． ③注意：平均值与有效值物理意义不同，因此平均值不等于有效值．4．电感、电容对交流电的作用(1)电感对交流电的作用：①探究：图7中两灯泡规格相同，图7(b)中交流电电压的有效值与图7(a)的直流电电压相同．闭合开关后，图7(a)中的灯泡要比图7(b)中的灯泡更亮，说明线圈对交流电有阻碍作用．线圈对交流电的阻碍作用可以总结为：通直流，阻交流；通低频，阻高频．(2)电容对交流电的作用：①探究Ⅰ：图8中两灯泡规格相同，图8(b)中交流电电压的有效值与图8(a)的直流电电压相同．闭合开关后，图8(a)中灯泡不亮而图8(b)中灯泡亮，说明电容器可以导通交流电而不能导通直流电． 电容对交流电的阻碍作用可以总结为：隔直流，通交流；阻低频，通高频．三、考查方向题型1：交流电的产生典例一：（2020•房山区二模）如图所示，（a ）→（b ）→（c ）→（d ）过程是交流发电机发电的示意图，下列说法正确的是()A ．当线圈转到图（a ）位置时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量变化率最大B ．从图（b ）开始计时，线圈中电流i 随时间t 变化的关系是sin m i I t ω=C ．当线圈转到图（c ）位置时，感应电流最小，且感应电流方向将要改变图7 图8D．当线圈转到图（d）位置时，感应电动势最小，ab边感应电流方向为b a→题型2：交流电的描述典例二：（2014•天津•多选）如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a，b所示，则()A．两次0t=时刻线圈平面均与中性面重合B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2:3C．曲线a表示的交变电动势频率为25HzD．曲线b表示的交变电动势有效值为10V题型3：有效值的计算典例三：（2016•朝阳区二模）A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的交变电流，B通以图乙所示的交变电流，则两电热器的电功率之比:P P等于()A BA．2:1B．1:1C D．1:2题型4：电感、电容对交流电的作用典例四：（2017海南物理·多选）如图，电阻R、电容C和电感L并联后，接入输出电压有效值、频率可调的交流电源。
交流电的产生及描述(原卷版)高考物理复习热点题型
29 交流电的产生及描述【专题导航】目录热点题型一正弦交变电流的产生及变化规律 (1)（一）交变电流的产生过程分析 (2)（二）交变电流的函数表达式的理解 (2)交变电流的图象分析 (3)热点题型二交变电流的有效值 (3)热点题型三交变电流“四值”的理解与应用 (4)（一）交变电流峰值的应用 (5)（二）交变电流有效值的计算 (6)（三）交变电流平均值的求法及应用 (7)（四）交变电流“四值”的综合应用 (8)【题型演练】 (9)【题型归纳】热点题型一正弦交变电流的产生及变化规律1．交流电产生过程中的两个特殊位置2.正弦式交变电流的变化规律磁通量：Φ＝Φm cos ωt；电动势：e＝E m sin ωt；电流：i＝I m sin ωt.（一）交变电流的产生过程分析【例1】．(2019·南京、盐城模拟)图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为10 Ω，外接一只电阻为90 Ω 的灯泡，不计电路的其他电阻，则()A．t＝0时刻线圈平面与中性面垂直B．每秒钟内电流方向改变100次C．灯泡两端的电压为22 V D．0～0.01 s时间内通过灯泡的电荷量为0【变式】(2019·北京市通州区高三第一学期期末)如图所示，一个矩形线圈abcd在匀强磁场中匀速转动，转轴OO′与磁场方向垂直，线圈中产生感应电动势。
下列说法正确的是()A．线圈平面与磁场垂直时，磁通量为零B．线圈平面与磁场垂直时，磁通量变化最快C．线圈平面与磁场平行时，感应电动势为零D．线圈平面与磁场平行时，感应电动势最大（二）交变电流的函数表达式的理解【例2】．一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的电动势e＝2002·sin 100πt(V)，那么()A．该交变电流的频率是100 Hz B．当t＝0时，线圈平面恰好与中性面垂直C．当t＝1200s时，e达到峰值D．该交变电流的电动势的有效值为200 2 V【变式】一交流电压为u＝1002sin(100πt)V，由此表达式可知() A．用电压表测该电压其示数为50 VB．该交流电压的周期为0.02 sC．将该电压加在“100 V,100 W”的灯泡两端，灯泡的实际功率小于100 WD．t＝1400s时，该交流电压的瞬时值为50 V交变电流的图象分析【例3】(2019·扬州市一模)电阻为1 Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，线圈的电动势随时间变化的图象如图所示．现把线圈的电动势加在电阻为9 Ω的电热丝上，则下列说法正确的是()A．线圈转动的角速度为31.4 rad/s B．如果线圈转速提高一倍，则电流发生改变C．电热丝两端的电压U＝100 2 V D．电热丝的发热功率P＝1 800 W【变式】．(2017·高考天津卷)在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化．设线圈总电阻为2 Ω，则()A．t＝0时，线圈平面平行于磁感线B．t＝1 s时，线圈中的电流改变方向C．t＝1.5 s时，线圈中的感应电动势最大D．一个周期内，线圈产生的热量为8π2 J热点题型二交变电流的有效值1．利用公式法计算利用E＝E m2、U＝U m2、I＝I m2计算，只适用于正(余)弦式交变电流．2．利用有效值的定义计算(非正弦式电流)计算时“相同时间”至少取一个周期或周期的整数倍．3．利用能量关系计算当有电能和其他形式的能转化时，可利用能的转化和守恒定律来求有效值．4.计算交变电流有效值的方法(1)分段计算电热，然后求和得出一个周期内产生的总热量．(2)利用两个公式Q ＝I 2Rt 和Q ＝U 2R t 可分别求得电流有效值和电压有效值． (3)若图象部分是正弦(或余弦)式交变电流，其中的14(但必须是从零至最大值或从最大值至零)和12周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系I ＝I m 2、U ＝U m 2求解． 【例4】(2019·南京、盐城一模)一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如下图所示， 在相同时间内电阻产生热量最大的是 ( )【变式1】(2019·贵阳一模)如图甲所示为某品牌电热毯的简易电路，电热丝的电阻为R ＝484 Ω，现将其接在u ＝2202sin100πt (V)的正弦交流电源上，电热毯被加热到一定温度后，温控装置P 使输入电压变为图乙所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝的电阻保持不变，则保温状态下，理想交流电压表V 的读数和电热毯消耗的电功率最接近下列哪一组数据( )A ．220 V 、100 WB ．156 V 、50 WC ．110 V 、25 WD ．311 V 、200 W【变式2】图示为表示一交流电的电流随时间而变化的图象，此交流电的有效值是 ( )A ．5 2 AB ．3.5 2 AC ．3.5 AD ．5 A热点题型三 交变电流“四值”的理解与应用 交变电流“四值”的比较（一）交变电流峰值的应用 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转到与磁感线平行时，感应电动势有最大值m E NB S ω=。
交流电的工作原理
交流电的工作原理
交流电是我们日常生活中常见的一种电流形式，它在各种电器设备中发挥着重
要的作用。
那么，交流电是如何工作的呢？本文将从交流电的产生、传输和作用三个方面来详细介绍交流电的工作原理。
首先，交流电是如何产生的呢？交流电是由发电机产生的，发电机通过机械能
转换为电能。
当发电机的转子在磁场中旋转时，会在导线中感应出电动势，从而产生电流。
这个过程中，发电机的转子旋转会导致导线中的电流方向不断变化，这就是交流电的产生原理。
其次，交流电是如何传输的呢？交流电在输电过程中通常会经过变压器的调节，变压器可以将高压的交流电转换为低压的交流电，这样可以减小电流损耗和线路损耗。
然后，交流电会通过输电线路传输到各个地方，供给家庭和工业用电。
在传输过程中，交流电会经过配电箱和开关等设备进行分配和控制，以确保电能的安全和有效利用。
最后，交流电在各种电器设备中是如何发挥作用的呢？交流电在电器设备中可
以驱动电动机工作，比如家用电器、工业设备等都需要交流电来提供动力。
同时，交流电也可以通过变压器转换成低压电流，供给各种电子设备使用。
在电子设备中，交流电可以通过整流器转换为直流电，以满足不同设备的电能需求。
综上所述，交流电的工作原理主要包括产生、传输和作用三个方面。
通过发电
机产生、变压器调节和各种电器设备的作用，交流电在我们的日常生活中发挥着重要作用。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地理解交流电的工作原理，为我们的生活和工作提供便利。
高三物理交流电知识点讲解
高三物理交流电知识点讲解在高三物理学习中，交流电是一个非常重要的知识点。
交流电（Alternating Current，简称AC）指的是电荷在电路中周期性改变方向的电流。
相对于直流电（Direct Current，简称DC）而言，交流电在生活和工业应用中更为常见和普遍。
本文将对高三物理学习中的交流电知识点进行讲解。
1. 交流电的产生和表示方式交流电的产生可通过交流发电机实现。
交流发电机通过转动磁场和导线之间的相互作用，产生交变方向的电流。
交流电的表示方式可以用正弦函数来描述，即I=I_msin(ωt+φ)，其中I表示电流大小，I_m表示最大电流值，ω表示角频率，t表示时间，φ表示相位差。
正弦函数的图像为一条波动的曲线，表示了电流大小随时间的变化。
2. 交流电的频率和周期交流电的频率指的是单位时间内交流电的周期数，单位是赫兹（Hz）。
在中国，电力系统的频率一般为50Hz。
而交流电的周期则是指交流电一次完整的正弦波的时间，单位为秒。
频率和周期是交流电的两个基本特征，它们之间有着倒数的关系，即f=1/T。
3. 交流电的有效值与峰值在交流电中，电流大小是不断变化的，因此需要对其进行一种平均化的描述。
这就引入了交流电的有效值和峰值概念。
交流电的有效值表示其等效于相同功率的直流电的大小。
通常所说的交流电电压220V即为有效值。
峰值则表示交流电最大值与零值之间的差异，峰值的大小是有效值的1.414倍。
4. 交流电的相位差和相位关系交流电的相位差指的是两个交流电信号之间的时间差。
对于交流电而言，相位差可以用来描述电流和电压之间的关系。
当电流和电压的相位差为0或180度时，它们之间呈现同相或反相关系。
同相表示电流和电压的正负两个极性同时发生变化，而反相则表示它们的正负极性相反。
相位差的改变会导致交流电电路中电压和电流的变化，从而产生不同的电路特性。
5. 交流电的电阻、电感和电容在交流电路中，电阻、电感和电容是基本的电路元件。
交流电的描述
电流和电压关系的除了电阻，还有电感和电容．通过电感和电容对交变电流
影响的分析讨论，我们可以进一步认识到交流与直流的区别．
二、电感对交变电流的阻碍作用
1．实验表明电感对交变电流有阻碍作用．
2．感抗：电感对交变电流阻碍作用的大小叫做感抗，用XL表示．
3．成因：由于交变电流是不断变化的，所以在电感上产生自感电动势，自感电
峰值，否则电容器可能被击穿。
例如：将e=400 sin 314 t加在电容器两端，那么电容器的耐压值不得低于
400V
一、描述交变电流大小的物理量
情景：
甲、乙图中电炉烧水,设壶材料相同、水质量相等、水的初温相
同．若直流电源用10分钟把水烧开， 而第二次用交流电时也用10分
钟把水烧开.
交流电的热效果和直流电的热效果相同
描述某一时刻的
情况
描述电压高低
和电流强弱
牛刀小试
1、下列说法正确的是（AB ）
A．电流在一个周期内电流方向改变两次
B．正弦交流电的有效值是最大值的
倍
C．因为有效值表示交流产生的平均效果，所以有效值与平均值相同
D．若正弦交变电流的最大值是10A，则它的最小值是-10A
牛刀小试
2 、 一 个 电 阻 接 在 10V 的 直 流 电 源 上 ， 它 的 发 热 功 率 是 p ， 当 接 到 电 压 为
交流电的热量
i/A
２
１
0.８
0
－１
－２
0.2
0.5
1.0
t/s
解析: 1 图象反映的交变电流可以分为4段.前半个周期中,0---0.2S内,
可看成电流大小为1A的恒定电流,0.2S---0.5S内，可看成电流大小为
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3．交变电流的产生与描述
一、交变电流的产生和变化规律
1．交变电流：大小和________都随时间做____________变化的电流，简称交流．
2．正弦式交变电流
(1)定义：按_______________________变化的交变电流，简称正弦式电流．
(2)产生：将闭合矩形线圈置于________磁场中，并绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动，线圈中就会产生正(余)弦交变电流．
(3)中性面：与磁场方向___________的平面．
①线圈平面位于中性面时，穿过线圈的磁通量_________，磁通量的变化率为________，感应电动势为__________，其中E m＝___________
②线圈转动一圈，经过中性面两次，内部电流方向改变两次．
③线圈平面与中性面垂直时，磁感线与线圈平面__________，穿过线圈的磁通量为__________，但磁通量变化率____________，感应电动势___________
(4)正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)：
①电动势e随时间变化的规律为e其中E m＝_______
②电压u随时间变化的规律为u＝__________
③电流i随时间变化的规律为i＝__________ .
④正弦式交流电的电动势e，电流i和电压u其规律可用图表示．(正弦交流电
的图象)
例1．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则
A．电压表的示数为220 V
B．电路中的电流方向每秒钟改变50次
C．灯泡实际消耗的功率为484 W
D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J
例2．如图所示，交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场
的磁感应强度为B，线圈匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为
R.当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：
(1)通过R 的电荷量q 为多少？
(2)R 上产生的电热Q R 为多少？
(3)外力做的功W 为多少？
例3．如图所示，表示一交流电随时间而变化的图象，其中电流的正值为正弦
曲线的正半周，其最大值为I m ；电流的负值的强度为I m ，则该交变电流的有
效值为多少？
练习
1．一矩形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量Φ随时间t 变
化的规律如图所示，下面的说法正确的是( )
A ．t 1时刻线圈中感应电动势最大
B ．t 2时刻导线ad 的速度方向与磁场方向垂直
C ．t
3时刻线圈平面与中性面垂直
D ．t 4、t 5时刻线圈中感应电流方向相同
2．正弦交变电源与电阻R 、交流电压表按照图所示的方式连接，R ＝10 Ω，交流
电压表的示数是10 V ．图是交变电源输出电压u 随时间t 变化的图象，则( )
A ．通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R ＝2cos 100πt(A)
B ．通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R ＝2cos 50πt(A)
C ．R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R ＝52cos 100πt(V)
D ．R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R ＝52cos 50πt(V)
3．如图甲所示，为电热毯的电路图，电热丝接在U ＝311sin
100πt V 的电源上，电热毯被加热到一定温度后，通过装置P
使输入电压变为图乙所示的波形，从而进入保温状态，若电
热丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是( )
A ．110 V
B ．156 V
C ．220 V
D ．311 V
4．交流发电机在工作时的电动势为e ＝E 0sin ωt ，若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为( )
A ．E 0·sin ωt 2
B ．2E 0·sin ωt 2
C ．E 0·sin 2ωt
D ．2
E 0·sin 2ωt 5．如图所示，在同一个平面内，有两个线圈M 、N ，在线圈M 的两端
a 、
b 接正弦交变电流，从t ＝0时刻起，电流开始从a 端进入线圈M ，
在交流的一个周期内，线圈N 中的感应电流随时间的变化图象是图中的
哪一个？(设N 中的感应电流方向与M 中的相同为正，相反为负．)
6．如图所示，矩形线圈共100匝，ab ＝0.8 m ，ad ＝0.4 m ，在磁感应强度为0.5 T 的匀强磁场中绕垂直磁感应线的OO ′轴以每秒50转的速度转动．
(1)线圈在什么位置时感应电动势最大，且为多少？
(2)以图示位置为计时时刻，电动势的变化规律怎样？
(3)从图示位置转过90°过程中感应电动势有效值为多少？
(4)从图示位置转过90°过程中感应电动势的平均值为多少？
(5)从图示位置开始计时，t ＝1150
s 时，线圈中感应电动势是多大？
7．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B ＝0.5 T ，边长L ＝10 cm 的正方形线圈abcd
共100匝，线圈电阻r ＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动，角速
度ω＝2π rad/s ，外电路电阻R ＝4 Ω.求：
(1)转动过程中感应电动势的最大值；
(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转动60°角时瞬时感应电动势；
(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势；
(4)交流电压表的示数；
(5)转动一周外力做的功．
8．矩形单匝线框ABCD 的面积S ＝0.2 m 2，其电阻r ＝4 Ω，该线框以角速度ω＝3 rad/s ，绕过AB 、CD 边的中点OO ′为轴转动．空间中存在着以OO ′上面为理想边界的且垂直于纸面水平向里的匀强磁场，磁感应强度B ＝1.0 T ．OO ′与导线良好接触，导线间连有阻值为R ＝2 Ω的电阻．设t ＝0时刻，该线框从竖直位置开始转动，AD 边向里、BC 边向外，如图所示．
(1)写出从t ＝0时刻线框开始转动，一个周期内通过电阻R 的电流瞬时值表达式
(用分段函数表示)．并画出其一个周期i －t 图象(设从M 流向N 的电流方向为正
方向)．
(2)求出电阻R 上的电功率．
9．如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场．已知线圈的匝数n ＝
100匝，电阻r ＝1.0 Ω，所围成的矩形的面积S ＝0.040 m 2，小
灯泡的电阻R ＝9.0 Ω，磁场的磁感应强度随时间变化的规律
如图乙所示，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e ＝
nBmS 2πT cos 2πT
t ，其中B m 为磁感应强度的最大值，T 为磁场变化的周期．不计灯丝电阻值随温度的变化，求：
(1)线圈中产生感应电动势的最大值．
(2)小灯泡消耗的电功率．
(3)在磁感应强度变化的0～T 4
时间内，通过小灯泡的电荷量．。