高中物理第二章交变电流 1 交变电流教科版选修3-2

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高中物理第二章交变电流第1节交变电流课件教科版选修3-2

弦交流电。
答案：BD
13
3．(多选)下列属于交变电流的是
()
解析：由交变电流的定义知只有方向发生周期性变化的电流才是交变电流，选项 A、D 中的电流方向始终没有改变，所以不是交变电流。答案：BC
14
正弦交变电流的瞬时值和最大值
1．瞬时值表达式推导
若线圈平面从中性面开始转动，如图 2-1-3
(2)只要电流的方向周期性变化，即为交变电流，与电流的大小是否变化无关。
11
1．交变电流是
()
A．矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动时
产生的电流
B．按正弦规律变化的电流
C．大小随时间做周期性变化的电流
D．方向随时间做周期性变化的电流
解析：只要方向随时间做周期性变化的电流就是交变电流。
答案：D
12
2．(多选)关于交变电流和直流电的说法中，正确的是
()
A．如果电流大小做周期性变化，则一定是交变电流
B．直流电的大小可以变化，但方律变化的
D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性的变化
解析：直流电的特征是电流方向不变，交流电的特征是电流
方向周期性改变。另外交变电流不一定都是正弦交流电或余
图 2-1-4
16
3．电流、电压的瞬时值若线圈给外电阻 R 供电，线圈相当于电源，设线圈本身电阻为 r，由闭合电路欧姆定律得： (1)线圈中的电流 i＝R＋e r＝RE＋mrsin ωt，可写为 i＝Imsin ωt。 (2)R 两端电压可记为 u＝iR＝RImsin ωt＝Umsin ωt。 [特别提醒] 若从垂直中性面开始转动则“正弦”变“余弦”，即 e＝Emcos ωt，对应的 i＝Imcos ωt、u＝Umcos ωt，一般也称为正弦交变电流。

高中物理-交变电流说课

感受交变电流在生活、生产中的广泛运用,激发学生学习的热情．体会数学函数与图象是表达物理规律的重要手段。
教学重难点
重点：运用电磁感应的基本知识,配合相应的演示实验,分析交变电流的产生过程,认识交变电流的特点及其规律．
难点：运用楞次定律、法拉第电磁感应定律这些基本原理解决新情境下的问题,以及运用数学图象对物理量随时间变化的情况进行描述,深入理解交变电流的产生过程及其规律与特点．
说课教科版选修3-2 第二章交变电流第一节交变电流
教材分析
1.本节教学地位
本章《交变电流》的内容是刚刚学习的《电磁感应》的知识的发展和应用,并与生产和生活有着密切的关系．通过这些内容的学习,将使学生进一步了解电磁学的核心内容,完善高中阶段电磁学理论的知识结构。
本节知识是全章知识的理论基础．本节内容有承上启下的作用．
2.高考要求
交流发电机及其产生正弦式电流的原理, 正弦式电流的图像和三角函数表达。 Ⅱ
学情分析
学生前面刚学习了磁场和电磁感应,这部分知识是本节课的知识基础；学生有三角函数的知识基础,在合成与分解时也经常运用,但是还不能做到很熟练,再有就是数学上导数刚学习过,学生知道三角函数求导结果,这些都可以为本节课寻找正弦交变电流的表达规律有很大的帮助。
4. 找出感应电动势大小随时间变化的关系。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
E = Emcosωt
学生问题
研究方向变化情况
配合演示
示波器
简单介绍交流电在生活中的应用
小结： 1.产生 2.规律 3.特殊位置
谢谢, 请各位老师批评指导！
三维目标
1.知识与技能：知道什么是交变电流、正弦交变电流；了解闭合线

「精品」高中物理第二章交变电流第2节描述交流电的物理量教学案教科版选修3_2

第2节描述交流电的物理量一、周期和频率 1．周期(T )交变电流完成一次周期性变化的时间，单位：秒(s)。

2．频率(f )交变电流在1 s 时间内完成周期性变化的次数，单位：赫兹(Hz)。

3．两者的关系互为倒数关系，即T ＝1f。

4．物理意义描述交变电流变化快慢的物理量。

5．角速度ω与T 、f 的关系：ω＝2πT＝2πf 。

6．我国使用的交变电流：T ＝0.02 s ，f ＝1T＝50 Hz ，ω＝100π rad/s ，电流方向每秒改变100次。

二、峰值有效值 1．峰值交变电流的电流和电压在一个周期内所能达到的最大值。

2．有效值(1)定义：如果交流电与某一直流电通过同一电阻，在相同的时间内所产生的热量相等，则这个直流电的电流和电压值，就分别称为相应交流电的电流和电压的有效值。

1.周期和频率是描述交变电流变化快慢的物理量，周期和频率互为倒数关系，我国使用的交流电的频率为50 Hz 。

2．有效值是根据电流的热效应进行定义的，对于正弦交变电流来说，有效值和峰值的关系为：I ＝I m2，U ＝U m 2，E ＝E m2。

3．在交流电路中，电压表、电流表的示数均为有效值，计算用电器产生的电热时必须应用电流或电压的有效值。

(2)正弦交变电流的有效值与峰值的关系①电动势的有效值：E＝E m2＝0.707E m；②电流的有效值：I＝I m2＝0.707I m；③电压的有效值：U＝U m2＝0.707U m。

1．自主思考——判一判(1)我国提供的生活用电的发电机转子的转速为3 000 r/min。

(√)(2)交变电流在1 s内电流方向变化的次数就是它的频率。

(×)(3)交变电流的周期越大，交变电流的变化就越快。

(×)(4)生活用电的电压220 V指有效值，动力用电的电压380 V指峰值。

(×)(5)只要是交变电流，其峰值就是有效值的2倍。

(×)(6)家用电器铭牌上标称的电流、电压都是指有效值。

教科版高中物理选修3-2：《交变电流》课件2-新版

图2－1－1
三、正弦交变电流的变化规律 1．函数特点瞬时电动势：e＝ Emsinω t ，瞬时电压：u＝ Umsinω t ，瞬时电流：i＝ Imsinω t 式中Em、Um、Im分别表示电动势、电压、电流的最大值． 2．图像特点(图2－1－2)
图2－1－2
一、正弦交流电瞬时值的导出过程 1．中性面：垂直于磁感线的平面．
1 交变电流
1．了解交变电流的概念，知道交变电流是生活中常用的电流．
2．掌握交变电流的产生过程．(重点) 3．理解交变电流的特点和规律，并应用其解决相关问题．(重点＋难点)
一、直流电与交流电 1．直流电：大小和方向不随时间变化的电压和电流，称为
恒定电流，简称直流电． 2．交流电：大小和方向随时间作周期性变化的电流，称为
e＝Emcos ωt，代入数值得 e＝314cos(100πt )V
当 t＝T6时，e＝314cosπ3 V＝157 V.
答案 (1)314sin(100πt) V
(2)200 V
(3)157 V
借题发挥求解交变电流瞬时值时可分三步： (1)确立线圈从哪个位置开始计时，进而确立表达式是正弦还是余弦形式；
s时，
Φ最大，故e＝0，C错；因Φ－t图像为余弦图像，பைடு நூலகம்e－t图像为
正弦图像，D错．
答案 B
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答案 AD
正弦交流电瞬时值计算
1．交流发电机在工作时电动势为 e＝Emsin ω t，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，
则其电动势变为( )．
A．e′＝Emsinω2 t
B．e′＝2Emsinω2 t
C．e′＝Emsin 2ω t

高中物理教科版选修3-2课件：2-2描述交流电的物理量

答案：BD
解析：根据题图可知该交变电流电压的最大值为100 V，周
期为4×10－2 s，所以频率为25 Hz，A错，B对；而ω＝2πf＝50π
rad/s，所以u＝100sin50πt
V，C错；又P＝
U2 R
＝
10202 100
W＝50
W，D对。
02 题型分类指导
No.1 描述交变电流的物理量例1 [2012·广东高考]某小型发电机产生的交变电动势为e＝ 50sin100πt(V)。对此电动势，下列表述正确的有( ) A．最大值是50 2 V B．频率是100 Hz C．有效值是25 2 V D．周期是0.02 s
解析：由题图可得其T＝0.8 s，f＝T1＝1.25 Hz，故A对，D 错；又由题图读得Im＝4 A，故B对；因为电流为非正弦式交流电，故有效值I≠ Im2＝2 2 A，C错。
答案：AB
No.2 交变电流有效值的计算例 2 如图表示一交变电流随时间变化的图象，此交变电流的有效值是( )
A．5 2 C.722 A
②交变电流的平均值是交变电流图象中图线与时间轴所围的面积跟时间的比值。
(2)计算的方法不同：
①交变电流的有效值要根据电流的热效应进行求解。
②交变电流的平均值与交变电流的方向及所取时间的长短
均有关，其数值需根据法拉第电磁感应定律E＝n
ΔΦ Δt
计算。例
如，对于正弦交变电流，在0～
T 4
时间内
E
＝
2 π
B．2.5 A D．3.5 A
[分析] 解答本题的思路如下：
[解析] 根据交变电流有效值的定义，让题图中的交变电流和某一恒定电流分别通过同一个电阻，如果在相同时间内电阻产生的热量相同，则此恒定电流的数值就等于此交变电流的有效值。设此交变电流的有效值为 I，则任意一个周期内，有 I2RT＝ I21RT2＋I22RT2，代入数据得 I2＝(2 2)2×12＋(322)2×12，解得 I＝2.5 A，选项 B 正确。

教科版高中物理选修3-2《交变电流》优质课件

第二章 1
第 7页
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1．如图所示图象中属于交流电的有(
)
答案：ABC
第二章 1
第 8页
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解析：选项A、B、C中电流的方向和大小均发生周期性变化，故它们属于交变电流，但不是正弦式交变电流；选项 D中电流的方向不发生变化，故是直流电。
第二章 1
第20页
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2．如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，说法正确的是( )
第二章 1
第21页
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A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次 B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流 C．图示位置ab边的感应电流方向为a→b D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零
答案：C
第二章 1
第22页
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解析：线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次。线圈处于题图位置时，ab边向右运动，由右手定则， ab边的感应电流方向为a→b；线圈平面与磁场方向平行时， ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈处于竖直位置时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，只有C正确。
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第二章 1
第11页
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2．正弦交变电流的函数表达式及图象 (1)特点：按正弦规律 (2)函数和图象：变化。

高中物理选修3-2-交变电流

交变电流知识元交变电流知识讲解交变电流1．交变电流定义：电流方向随时间做周期性变化的电流称为交变电流，简称交流（AC）．与直流电相比，交流电有许多优点，如：可以利用变压器升高或降低电压，利于长途传输；可以驱动结构简单，运行可靠的感应电动机．2．直流：方向不随时间而变化的电流。

交变电流的产生图1是交流发电机的简图，根据图1可知（1）甲、丙位置时线圈中没有电流，乙、丁位置时线圈中电流最大。

（2）甲→乙→丙电流方向为DCBA，丙→丁→甲电流方向为ABCD，在甲、丙位置电流改变方向。

（3）结论：线圈每转一周，电流方向改变两次，电流方向改变的时刻也就是线圈中无电流的时刻(或者说磁通量最大的时刻)，如图中甲、丙位置，我们把线圈平面垂直于磁感线时的位置叫作中性面。

正弦式电流表达式的推导设线圈从中性面以角速度ω开始转动，经时间t，线圈转过θ=ωt，此时V与B夹角也为θ，令ab=dc=L，ad=bc=L′，则线圈面积S=LL′。

此时，ab与dc边产生的电动势大小均为BLV sinωt，整个线圈中产生的瞬时电动势大小为：e=2BLV sinωt，又，故有令E m=BωS有：e=E m sinωt（E m为最大值）若电路总电阻为R，则瞬时电流为：交变电流图象1．正弦交流电图象2．其他交流电图象例题精讲交变电流例1.一交流电流的图象如图所示，由图可知（）A．用电流表测该电流，其示数为10 AB．该交流电流的频率为0.01HzC．该交流电流通过10Ω电阻时，电阻消耗的电功率为1000WD．该交流电流即时值表达式为i=10sin628tA例2.如图甲所示，将阻值为R=5Ω的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流表串联在电路中测量电流的大小．对此，下列说法正确的是（）A．电阻R两端电压变化规律的函数表达式为u=2.5sin（200πt）VB．电阻R消耗的电功率为1.25WC．如图丙所示，若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1AD．这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为例3.一个闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生的感应电流如图所示．由该图可得出的正确判断是（）A．0.01s时，线圈平面处于中性面位置B．0.02s时，线圈平面与磁感线平行C．该交变电流的频率为50HzD．1s内电流的方向变化50次例4.某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图中信息可以判断（）A．在A和C时刻线圈处于中性面位置B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量最大C．从A～D时刻线圈转过的角度为2πD．若从O～D时刻历时0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次例5.如图1所示，在匀强磁场中，有一匝数为10匝的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，则下列说法中不正确的是（）A．曲线a、b对应的线圈转速之比为2：3B．曲线a、b对应的t=6×10-2s时刻线圈平面均与中性面重合C．曲线b对应的t=0时刻穿过线圈磁通量为WbD．曲线b对应的交变电动势有效值为10V例6.图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表．线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是（）A．电流表的示数为10 AB．线圈转动的角速度为100πrad/sC．0.01s时线圈平面与磁场方向平行D．0.02s时电阻R中电流的方向自右向左例7.闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，转速为240r/min，若线圈平面转至与磁场方向平行时的电动势2V，则从中性面开始计时，所产生的交流电动势的表达式为e=___________V，电动势的峰值为___V，从中性面起经s，交流电动势的大小为___V。

高中物理教科版选修3-2课件：2-3示波器的使用

5符号“DC”表示直流，“AC”表示交流。
[变式训练1－1] 某示波器工作时，屏上显示出如图所示的波形，且亮度较弱。
(1)要将波形调到中央，应调节示波器的________旋钮和 ________旋钮；若要增大显示波形的亮度，应调节________旋钮。
(2)此时衰减调节旋钮位于“ ”挡，若要使此波形横向展宽，并显示出3个完整的波形，同时要求波形幅度适当大些，需要进行的操作是( )
A．调节X增益调节旋钮和竖直位移旋钮 B．调节X增益调节旋钮和扫描微调旋钮 C．调节扫描微调旋钮和Y增益调节旋钮 D．调节水平位移旋钮和Y增益调节旋钮
解析：因为是由一个波形变为两个波形，所以用扫描微调旋钮；Y增益调节旋钮可调节波形的幅度。
答案：C
03 课堂效果自测
04 课后巩固训练
谢谢观看！
(1)当屏幕上出现如图所示的波形时，应调节________旋钮。如果正弦波的正负半周均超出了荧光屏的范围，应调节 ________旋钮或________旋钮，或这两个旋钮配合使用，以使正弦波的整个波形出现在荧光屏内。
(2)如需要荧光屏上正好出现一个完整的正弦波形，应将 ________旋钮置于________位置，然后调节________旋钮。
3扫描范围旋钮用来改变扫描电压的频率范围；扫描微调旋钮使扫描电压的频率在选定的范围内连续变化。
[变式训练2－1] 用示波器观察某交流信号时，在荧光屏上显示出一个完整的波形，如图所示。经下列四组操作之一，使该信号显示出两个完整的波形，且波形幅度增大。此组操作是 ________(填选项前的字母)。( )
如图为示波器面板，屏上显示的是一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形。
(1)若要增大显示波的亮度，应调节________旋钮。 (2)若要使屏上波形线条变细且边缘清晰，应调节________ 旋钮。 (3)若要将波形曲线调至屏中央，应调节________与 ________旋钮。

高中物理第二章1交变电流课件教科选修32教科高中选修32物理课件

第八页，共二十一页。
探究
(tànjiū)
一
探究
(tànjiū)
二
探究
(tànjiū)
三
对正弦交变电流图像的理解
正弦交变电流随时间的变化情况可以从图像上表示出来,图像描述的是
交变电流和感应电动势随时间变化的规律,它们是正弦曲线,如图所示.
从图像中可以解读到以下信息:
(1)交变电流的最大值Im、Em、周期T.
特点然后就可判断线圈所处的位置,最后即可判断这四个时刻Φ的特点.
解析:由题图可知,t1和t3时刻,i最大,所以这两个时刻磁通量的变化率最大,线
圈处于垂直中性(zhōngxìng)面的位置,穿过线圈的磁通量为0.t2和
Δ
t4 两时刻 i=0,即 Δ = 0, 线圈处于中性面位置,此时穿过线圈的磁通
量变化率的变化规律,进而确定电流的变化规律.

解析:在 0~ 内,ab 一侧的线框在磁场中绕 OO'转动产生正弦交流
4

4
2
电,电流方向由楞次定律判断为 dcba 且越来越大. ~ 内,ab 一侧
线框在磁场外,而dc一侧线框又进入磁场产生交流电,电流方向为dcba且越
来越小,以此类推,可知i-t图像正确(zhèngquè)的为B.
量最大.
答案:BC
反思正弦交变电流产生过程中,熟练掌握线圈处于(chǔyú)中性面和垂直于中
性面时相关量的特点是解决这类问题的关键.
第十五页，共二十一页。
【例题(lìtí)2】如图甲所示,虚线OO'的左边存在着方向垂直于纸面向里的匀
强磁场,右边没有磁场.单匝矩形线圈abcd的对称轴恰与磁场右边界重合,线
(2)因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零,磁通量最大,所以可确定

2021_2022学年高中物理第二章交变电流1交变电流学案教科版选修3_2

交变电流必备知识·自主学习一、交变电流干电池电源和手摇发电机均能使小灯泡发光,这两种电源的本质区别是什么?提示:干电池提供直流电,而手摇发电机提供交流电。

1.恒定电流:大小和方向都不随时间变化的电流。

2.交变电流:大小和方向随时间做周期性变化的电流,简称交流电。

3.正弦交变电流:电流随时间按正弦函数规律变化的交变电流,简称正弦交流电。

二、正弦交变电流的产生和表述1.产生:闭合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, 线圈中产生的感应电流。

2.表述:(1)电动势:e=E m sinωt,E m=NBSω。

(2)电流:i=I m sinωt。

(3)电压:u=U m sinωt。

3.中性面:中性面的特点有①④⑤。

①线圈平面与磁场垂直。

②线圈平面与磁场平行。

③穿过线圈的磁通量为零。

④穿过线圈的磁通量最大。

⑤线圈越过中性面时电流的方向改变。

关键能力·合作学习知识点一直流电和交变电流1.直流电分类及图像:(1)大小和方向都不随时间改变的电流叫恒定电流,如图甲所示。

(2)方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉冲直流电,如图乙所示。

2.交变电流的分类及图像:(1)正弦交流电随时间变化的图像是一条正弦曲线,如图所示。

从图中可以知道正弦交流电的最大值I m和周期T。

(2)非正弦交流电的形式多种多样,如图是几种常见的交变电流的图像。

【典例】(2020·莱西高二检测)图中各图线不表示交流电的是( )【解析】选B。

交流电是指电流的方向发生变化的电流,电流的大小是否变化对其没有影响,电流的方向变化的有A、C、D,B是直流,本题选不是交流电的,故选B。

1.(多选)如图所示的四种随时间变化的电流图像,其中属于交变电流的是 ( )【解析】选C、D。

电流的大小和方向都随时间做周期性变化的电流是交变电流,A、B所示的电流虽然大小做周期性变化,但电流的方向不变,所以不是交变电流,选项C、D正确,A、B错误。

高中物理教科版选修3-2课件：2-4、5 电容器、电感器在交流电路中的作用

A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流圈 B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流圈 C．a是电容较小的电容器，b是高频扼流圈 D．a是电容较小的电容器，b是低频扼流圈
解析：a起到的作用是让高频成分通过，所以a的作用效果为通高频、阻低频，所以a应为电容器，且为高频旁路电容器，电容较小。b起到的作用是通低频、阻高频，所以应该选择高频扼流圈。选项C正确。
A．三灯亮度不变 C．a不变，b变亮，c变暗
B．三灯均变亮 D．a不变，b变暗，c变亮
[分析] 解答本题时要注意以下两点： (1)电阻、电感器和电容器对交变电流的阻碍作用与哪些因素有关。 (2)明确交变电流的频率增大时电阻、感抗、容抗的变化情况，进而判断灯泡的亮度变化情况。
[解析] 此题主要考查电感器、电容器对交变电流的影响，也就是感抗、容抗与交变电流频率的关系。具体解题过程如下：
答案：C
No.2 含电感器、电容器电路的分析例 2 如图所示电路中，a、b 两端连接的交流电源既含高频交流，又含低频交流，L 是一个 25 mH 的高频扼流圈，C 是一个 100 pF 的电容器，R 是负载电阻。下列说法中正确的是( )
A．L 的作用是“通低频、阻高频” B．C 的作用是“通交流、隔直流” C．C 的作用是“通高频、阻低频” D．通过 R 的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比
解析：感抗产生的机理就是通过电感的电流发生变化，电感中会产生自感电动势阻碍原电流的变化，这种对变化电流的阻碍作用就是感抗。此过程中电感存储的电能没有消耗，交变电流频率越大，自感电动势越大，产生的阻碍作用越强；线圈自感系数越大，感抗越大，产生的自感电动势也越大，阻碍作用也越大，所以只有A、C对。
L2、L3亮度相同

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1.交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化
的电流叫做交变电
流，简称交流.
2.直流：方向不随时间变称为恒定电流.
3.正弦式交变电流：电流随时间按正弦函数规律变化的交变电流.这是一
种最简单、最基本的交变电流.
答案
【深度思考】
(1)交变电流的大小一定是变化的吗？答案交变电流的大小不一定变化，如方波交变电流，其大小是不变的. (2)交变电流与直流电的最大区别是什么？答案交变电流与直流电的最大区别在于交变电流的方向发生周期性变化，而直流电的方向不变.
求线圈在t＝T 时刻的感应电动势大小. 6
做正弦式交变电流.
答案
2.对瞬时值表达式的理解
写瞬时值表达式时必须明确是从中性面计时，还是从与中性面垂直(B∥S)
位置计时.
(1)从中性面计时：e＝Emsin
.
(2)从与中性面垂直位置ω计t时：e＝Emcos ωt .
3.正弦式交变电流的峰值
(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
匀速的轴
图1
答案
2.两个特殊位置：
(1)中性面(S⊥B位置，如图1中的甲、丙)
线圈平面与磁场垂直的位置，此时Φ最大 ΔΦ ，0 为 0 ，e0为，i
Δt 为.
(填“最大”或“0”)
两
线圈经过中性面时，电流方向发生改变，线圈转一圈电流方向改变次.
答案
(2)垂直中性面位置(S∥B位置，如图1中的乙、丁)
例2 如图中哪些情况线圈中产生了交变电流(BCD )
解析由交变电流的产生条件可知，轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状及转轴的位置没有特别要求.故选项B、C、D正确.
解析答案
例3 关于矩形线圈在匀强磁场中转动时产生的正弦式电流，正确的说法是( D ) A．线圈每转动一周，感应电流方向改变一次 B．线圈每转动一周，感应电动势方向改变一次 C．线圈每转动一周，感应电流方向改变两次，感应电动势方向改变一次 D．线圈每转动一周，感应电流方向和感应电动势方向都改变两次解析感应电动势和感应电流的方向，每经过中性面时改变一次，每个周期内方向改变两次，故选D.
答案
典例精析
例1 如图所示的图像中属于交变电流的有(ABC )
解析选项A、B、C中e的方向均发生了变化，故它们属于交变电流，但不是正弦式交变电流；选项D中e的方向未变化，故是直流.
解题技巧
解析答案
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二、正弦式交变电流的产生
知识梳理
1.产生：如图1所示，在匀强磁场中的线圈绕垂直于磁感线转动时，产生交变电流.
此时Φ为0 Δ，Φ 最大
Δt
最大，e，最I 大.(填“最大”或“0”)
答案
【深度思考】
如果将图1中的线圈ABCD换为三角形，轴OO′也不在中心位置，其他条件
不变，还能产生交变电流吗？答案能，因为图中产生交变电流的关键因素是轴垂直于磁感线，线圈闭合，对轴的位置和线圈形状没有特定要求.
答案
典例精析
解析答案
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三、正弦式交变电流的描述
知识梳理
1.交变电流的瞬时值表达式推导线圈平面从中性面开始转动，如图2所示，则经过
时间t： (1)线圈转过的角度为ωt. (2)ab边的线速度跟磁感线方向的夹角θ＝ωt . (3)ab边转动的线速度大小：
v＝__ω_·_L_2a_d _.
图2
答案
(4)ab边产生的感应电动势(设线圈面积为S)
圈中的感应电动势达到峰值，且满足Em＝n.BSω (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.
答案
如图3所示的几种情况
中，如果n、B、ω、S
均相同，则感应电动势
的峰值均为Em＝nBSω.
4.正弦式交变电流的图像如图4所示，从图像中可以解读到以下信息：
第二章交变电流
1 交变电流
目标定位
1.理解交变电流、直流的概念，会观察交流电的波形图. 2.理解正弦式交变电流的产生，掌握交流电产生的原理. 3.知道交变电流的变化规律及表示方法.
栏目索引
一、交变电流二、正弦式交变电流的产生三、正弦式交变电流的描述对点检测自查自纠
一、交变电流
知识梳理
【深度思考】
(1)若从垂直中性面的位置(或B∥S位置)开始计时，电动势的表达式还是
按正弦规律变化吗？答案不是，按余弦规律变化. (2)为什么线圈转到中性面时磁通量最大而感应电动势和感应电流为零？答案因为线圈转到中性面时，虽然通过线圈的磁通量最大，但线圈各边速度的方向都与磁感线平行，不切割磁感线，磁通量的变化率为零，故感应电动势和感应电流为零.
图3 图4
(1)交变电流的峰值Em、Im和周期T.
(2)两个特殊值对应的位置：
①e＝0(或i＝0)时：线圈位于中性面上；e最大(或i最大)时：线圈平行于
磁感线.
②e＝0(或 i＝0)时：ΔΔΦt ＝0，Φ 最大； e 最大(或 i 最大)时：ΔΔΦt ＝0，Φ 最大.
(3)分析判断e、i的大小和方向随时间的变化规律.
BSω
eab＝BLabvsin θ＝2___si_n__ω_t_. _____.
(5)整个线圈产生的感应电动势：
e＝2eab＝ BSωsin ωt
，
若线圈为n匝，则e＝n.BSωsin ωt
由上式可以看出，其感应电动势的大小和方向都随时间t做周期性变化，
即线圈中的交变电流按正弦函数
规律变化，这种交变电流叫
答案
典例精析
例4 如图5所示，匀强磁场的磁感应强
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.
试求：
解(1析)感应由电题动可势知的：峰S＝值l；ab·lbc＝0.2×0.5 m2＝0.1 m2，图5 感应电动势的峰值Em＝nBSω＝100×0.1×0.1×100π V＝100π V＝
3答14案V.314 V
解析答案
(2)若从线圈平面垂直磁感线时开始计时，
线圈中瞬时感应电动势的表达式；
解析若从线圈平面垂直磁感线时开始
计时，感应电动势的瞬时值e＝Emsin ωt 所以e＝314sin (100πt) V.答案 e＝314sin (100πt) V
(3)若从线圈平面平行磁感线时开始计时，