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高二物理人教版选修3-2课件：第五章 1 交变电流

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人教版高二物理选修3-2 第五章交变电流第1节《交变电流》课件(共40张PPT)

人教版高二物理选修3-2 第五章交变电流第1节《交变电流》课件(共40张PPT)

电流i通过R时：ui R ， U mImR.
成立条件： 转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时
四、交流电的图像
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e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
四、交流电的图像
e
Em
0
t
-Em
i
Im
0
一 科 护 士 长 。这五 年间,在 院领导 班子和 科主任 领导下 ,能坚持 学习,撰 写论 文。 “门诊
做一做
二、交变电流的产生
1、线圈在匀强磁场中绕垂直于
磁场的轴匀速转动
2、过程分析
（1）在线圈转动的过程中，那些边会产生感应电动势？
ab边 cd边
（2）怎样将立体图转化为平面图？
将立体图转化为平面图
1．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 A B D ，属于正弦交变电流的是 A 。
i t
A
B
C
D
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随时 间的变化规律如图所示，下面说法中正确的是 ( )：
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

人教版 高二物理 选修3-2 第五章：5.1 交变电流(共20张PPT)

人教版 高二物理 选修3-2 第五章：5.1 交变电流(共20张PPT)

家庭电路 的正弦式 交流电
示波器中 的锯齿波 扫描电压
电子计算 机的矩形
脉冲
激光通 信的尖 脉冲
一、交变电流的概念
方向变化 方向不变
交流电 (AC) 大小变化（脉动直流）
直流电 (DC) 大小不变（恒定电流）
可见：方向是否改变是区别直流和交流的标准！
二、交变电流的产生
思考（1）：画出正视图
思考（2）：从切割磁感线角度 分析当前状态下的瞬时感应电 动势的大小及方向。
e Em
T/4 T/2 3T/4
T
t
0
-Em
练习1.某线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动，
产生如图所示的交流电，由图可知（ ）D
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时0.02s，则在1s内电流方向改变100次
(C)D
v LAD
2
e NBLABLAD sin t
设线圈面积S LABLAD，则
e NBS sin t Em sin t
B
(其中Em NBS)
三、正弦式交流电
1.产生条件： （1）线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动 （2）线圈从中性面位置开始转动（计时起点在中性面）
2.规律：
i
BC
0A
D
t
思考（3）：填写下表
v
v C(D)
×B
磁通量Φ
电动势E 磁通量的变 化率△Φ/△t
0 最大 最大
A(B)
磁通量Φ 最大
0
最大
0
电动势E
0
最大
0
最大
磁通量变
化率
0
最大
0
最大

高二新人教版物理选修3-2课件5-1 交变电流

高二新人教版物理选修3-2课件5-1 交变电流

时值 u＝
Umsinωt
；电流的瞬时值 i＝
Imsinωt
；
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．
答案： ①电流方向发生改变 垂直磁场方向的轴匀速转动 ④是一条正弦 (或余弦 )曲线 和产生磁场的磁体组成 两类
②线圈在匀强磁场中绕
③ e＝ Emsinωt＝ NBSωsinωt ⑤由产生感应电动势的线圈
3．特点分析： ΔΦ ①线圈平面与中性面重合时，Φ 最大、 ＝ 0，e＝ 0、 Δt 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＝ 0、 ΔΦ 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．
二、交变电流的规律分析 1．瞬时值表达式的推导 若线圈平面从中性面开始转动，如图所示，则经时间 t.
交变电流的变化规律和描述交变电流特征的物理量是 交变电流的基本知识，是这一部分的核心内容．交变电流 的产生是根据电磁感应知识引伸而来，起了承前启后的作 用．变压器是对交变电流知识和前面知识的扩展和应用， 又为后续将要学习的电磁振荡和电磁波等知识奠定了重要 的基础．
本章可分为三个单元：第一单元(第 1、2 节)讲授交流 电的产生和变化规律；讲授表征交变电流的物理量．第二 单元 (第 3 节)讲授电感和电容对交变电流的影响．第三单 元 (第 4、 5 节 )讲授变压器的工作原理和远距离输电．
本章的重点是交变电流的产生、变化规律和变压器的 工作原理， 难点是正弦交流电的描述及变压器的实际应用 .
学 法 指 导
为了学好本章知识， 首先要联系前面所学的电磁感应 的有关知识，理解交流电的产生和变化规律． 其次要比较交流电与直流电通过电阻、电感、电容器 等元件所表现出来的性质和特点．

人教版高二物理选修3-2课件：5.1 交变电流 (共34张PPT)

人教版高二物理选修3-2课件：5.1 交变电流 (共34张PPT)

说 教 材
通过本章的学习 使学生更好的把 物理知识与现实 生活有机的结合 在一起。
感应定律的具体 应用
基础
教材 分析
说 模 式 说 学 情
说教学设 计
说 板 书
说 评 价
七说
说 教 材
交变 电流
说 开 发
电磁感应
说 学
选修3-2 第四章第四节 《电磁感应定律 》 选修3-1第二章 《恒定电流》
情
交 流 电 的 产 生
设计意图:
交变电流的产生是这节课的重点之一，我 采用从感性到理性，由定性到定量，逐步 深入的方法，用问题链的方式引导学生分 析线圈转动一周的过程中感应电动势大小 方向变化，以降低难度，突破重点。
教师提出概念
分组讨论
汇总
各组总结交 流 电 的Fra bibliotek产 生概 念
与磁场方向垂直的 平面叫中性面
设计意图： 使学生通过想象更 清楚的认识线框转 动过程
结合之前学习内容 画出线框示意图
设置问题 总结规律 难点
1.线圈转动的线速度为 。 2.时间t内转过的角度为 ，此时ab边线速度 v与磁感线的夹角等于 ？ 3.这时ab边中的感应电动势？cd边切割磁感线 的感应电动势？
设计意图： 用设置问题的 方式引导学生 逐步的进行推 导，有利于学 生记忆知识， 同时体验探索 成功的成就感
人教版高中物理3-2 第五章 交变电流
5.1 交变电流
说教学设 计
说 模 式
说 板 书
说 评 价
说 学 情
七说
说 教 材
交变 电流
说 开 发
电磁感应
说教学设 计
说 模 式
说 板 书
说 评 价

高二物理人教版选修3-2课件：第五章 交变电流

高二物理人教版选修3-2课件：第五章 交变电流

cd＝50 cm，bc＝ad＝30 cm，匝数n＝100匝，线圈电阻r ＝0.2 Ω，外电阻R＝4.8 Ω.线圈在磁感应强度B＝0.05 T的 匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动，角速度 ω＝100π rad/s.
图1
(1)求产生感应电动势的最大值. 解析 设 ab ＝ l1 ， bc ＝ l2 ，则交流电动势的最大值 Em ＝
nBl1l2ω≈235.5 V 答案 235.5 V
(2)若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的 函数表达式.
Em 解析 根据闭合电路欧姆定律， 电流的最大值 Im＝ ＝ R＋r 47.1 A
在题图所示位置时，电流有最大值，则电流的瞬时值表
达式为i＝Imcos ωt，代入数值得i＝47.1cos (100πt) A
2.有效值：正弦式交流电的有效值I＝ Im ，其他交变电流
2 的有效值应根据有效值的定义计算，求电功、电功率，
确定保险丝的熔断电流，要用到有效值；没有特殊说明 时，交流电的电流、电压、电动势指有效值，交流电表 的测量值是有效值，交流用电设备上所标的额定电压、 额定电流是有效值.
3. 瞬时值：当线圈平面处于中性面时开始计时，瞬时电
ΔΦ Bl1l2 q＝ I Δt＝ Δt＝n ＝n ＝0.15 C R＋r R＋r R＋r
答案 150 V 0.15 C
E
二、交变电流图象的应用
交流电的图象反映了交变电动势(电流)随时间的变化特征， 对正弦式交流电来说，我们可以从图象中获取如下信息： 1.交流电的周期(T)
一个完整的正弦波对应的时间段，知道了周期便可以算出 2π 线圈转动的角速度 ω＝ T .
)
D.表达式题图知：最大值 Um＝311 V，且为正弦交流电，有效

人教版高二物理选修3-2 5.1交变电流 课件(共25张PPT)

人教版高二物理选修3-2 5.1交变电流 课件(共25张PPT)
5.1 交变电流
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甲
乙
丙
丁
戊
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
图示 概念 中性面位置 与中性面垂直的位置
B⊥S
B∥S
Φ＝BS，最大
Φ＝0，最小
特点
e＝nΔΔΦt ＝0，最小
e＝nΔΔΦt ＝nBSω，最大
2.(2018·湖南邵阳二中月考)(多选)一正弦交流电的电压随时间 变化的规律如图12所示。由图可知( )
A.该交流电的电压瞬时值的表达式为 u＝100sin 25πt(V) B.该交流电的频率为 25 Hz C.该交流电的电压的有效值为 100 2 V D.若将该交流电压加在阻值 R＝100 Ω 的电阻两端，则电阻消耗的功率为 50 W
2.如图6所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，其转动轴 线OO′与磁感线垂直。已知匀强磁场的磁感应强度B＝1 T，线 圈所围面积S＝0.1 m2，转速12 r/min。若从中性面开始计时， 则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式应为( )
A.e＝12πsin 120t(V) C.e＝0.04πsin 0.4圈匝数之比为4∶1，原线圈接入
一电压为U＝U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5 Ω的
负载电阻．若U0＝220 2 V，ω＝100π rad/s，则下述结论正

人教版高中物理选修3-2课件高二：第五章1交变电流

高中物理课件
灿若寒星整理制作
第五章 交变电流
1 交变电流
知识点 1 交变电流 1．交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流． 2．直流：方向不随时间变化的电流． 3．中性面：线圈平面垂直于磁感线时的位置． 4．正弦式交变电流：按正弦规律变化的交变电流．
2．电流特点 (1)线圈处于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但感应电 动势和感应电流为零； (2)线圈平面与磁感线平行时，穿过线圈的磁通量为零，但 感应电动势和感应电流最大； (3)感应电动势和感应电流的方向每一个周期改变两次，在 中性面时开始改变．
解析： 以 OO′为转轴时，图示位置相当于是峰值面，根 据感应电动势的表达式 e＝Emcosωt及Em＝BSω=Bl1l2w 可知e ＝Bl1l2ωcos ωt，则 C 对 A 错；再根据三角函数关系可知 D 选 项正确．若线圈以 O1O1′为转轴，线圈磁通量变化始终为零， 则感应电动势为零．
答案：CD
对于单匝线圈，令 Em＝BSω，则： (1)电动势的瞬时表达式 e ＝Emsin ωt. (2)根据闭合电路欧姆定律 i＝Re＝EmsRin ωt， 令 Im＝ERm，则电流的瞬时表达式为 i＝Imsin ωt. (3)路端电压 u＝iR＝ImRsin ωt，令 Um＝ImR， 则 u＝Umsin ωt . (4)当线圈平面与磁场方向平行时，|sin ωt|＝1，电动势得最 大值 Em，此面叫峰值面．
解析：e=nBSωsin ωt，转速增大一倍，所围面积减少一半，
最大值不变，则可知表达式为 e＝Emsin 2ωt.
2．如图 5－1－5 所示，一半径为 r＝10 cm 的圆形线圈共 100 匝，在磁感应强度 B＝π52 T 的匀强磁场中绕垂直于磁场方 向的中心轴线 OO′以 n＝600 r/min 的转速匀速转动，当线圈转 至中性面位置时开始计时．求：

(人教版)高中物理选修3-2课件：第5章 交变电流1


练 随堂演练
智能综合训练
答案： C
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
正弦式交变电流瞬时值、峰值表达式的推导
1．瞬时值表达式的推导
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
若线圈平面从中性面开始转动，如图，则经时间 t： 线圈转过的角度为ωt ⇓
二、交变电流的产生
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
1．典型模型：在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀 速转动的线圈里产生的是交变电流．实验装置如图所示．
2．中性面：线圈平面与磁场垂直的位置．
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
3．中性面、中性面的垂直位置的特性比较
Em＝NBSω＝2NBLv＝NΦmω
①
Im＝RE＋mr
②
Um＝ImR′
③
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
【特别提醒】 交变电动势最大值，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，因此如图所示的几种情况，若n、 B、S、ω相同，则电动势的最大值相同．
(3)Em＝nBSω，有 B＝nESmω＝25×16×150－4×100π T＝0.4
T.
答案：
(1)0
1 (2)6π
(3)0.4 T
物理 选修3-2

高二物理人教版选修3～2课件：5.1 交变电流


HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
一
二
三
特别提醒表达式中 i、u、e 分别表示电流、电压、电
动势的瞬时值,Im、Um、Em 分别表示电流、电压、电动势的最大值。
首 页
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
主要特征,也是交变电流和直流电的根本区别。 交变电流的典型特征是电流 方向变化,其大小可能不变,如矩形交变电流的方向变化但大小不变,也是交 变电流。
首 页
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
一
二
三
二、交变电流的产生
1.产生:在匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生 的是交变电流。 2.过程分析:如图所示
第五章
交变电流
-1-
1
交变电流
-2-
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J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
情境导入
课程目标
1.知道什么是交变电流,以及 它与直流电的区别 2.了解交变电流的产生原理,会推 导正弦式交变电流的表达式 3.会用数学函数表达式和图象描 述交变电流
请思考: (1)灯丝“抖动”的原因是什么? (2)若小灯泡接在干电池上,同样的操作,会发生灯丝“抖动”的现象吗? 提示:(1)灯丝中有方向变化的电流,因受到磁场的作用力的方向不断变 化而抖动。 (2)不会,因直流电流受的安培力方向不会发生变化。

高二物理人教版选修3-2课件：第五章 交变电流

的示数为10A B．线圈转动的角速度为50π rad/s C．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
Im 解析： 电流表显示的是交变电流的有效值，即 I＝ ＝ 2 2π 10A， 选项 A 正确； 从图象可知周期 T＝ 2× 10 s， 则 ω＝ ＝ T
3．平均值 E ΔΦ 平均值需用 E ＝ n 和 I ＝ 进行计算，求一段时间内通 Δt R 过导体横截面的电荷量时要用平均值， q＝ I t。 4．有效值 Im 正弦式交流电的有效值 I＝ ，其他交变电流的有效值根 2 据有效值的定义计算，求电功、电功率，确定保险丝的熔断电 流，要用到有效值；没有特殊说明时，交流电的电流、电压、 电动势指有效值，交流电表的测量值是有效值，交流用电设备 上所标的额定电压、额定电流是有效值。
入 出
规律方法
• 一、交流电瞬时值、最大值、有效值、平均 值的计算和应用 • 1．瞬时值 • 它反映的是不同时刻交流电的大小和方向， 瞬时值是时间的函数，正弦交流电瞬时值表 达式为：e＝Emsinωt，i＝Imsinωt，应当注意 此式表示从中性面开始计时。 • 2．最大值 • 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴旋转所 产生的交变电流的电动势，其最大值Em＝ nBSω，在考虑电容器的耐压值时，应根据
• 3．任意时刻交变电流的瞬时值
• 图象上每个“点”表示某一时刻交变电流的
瞬时值。
• 4．交流电图象问题的分析方法
• (1)分析要点：一看、二变、三判。
• 一看：看“轴”、看“线”、看“斜率”、
看“截距”、看“面积”、看“拐点”，并 理解其物理意义。 • 二变：掌握“图与图”、“图与式”和“图
(山东烟台市 2014～ 2015 学年高二下学期期中 ) 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， 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 导学号 12220302 ( )
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L2ω 乙：eAB＝BL1vsin ωt＝BL1· 2 sin ωt 1 1 ＝2BL1L2ωsin ωt＝2BSω· sin ωt ωL2 1 1 丙：eAB＝BL1v＝BL1· 2 ＝2BL1L2ω＝2BSω
(2)甲、乙、丙中整个线圈中的感应电动势各为多大？ 答案 整个线圈中的感应电动势由AB和CD两部分组成，
A.当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大 B.当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零
C.每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改
变一次
D.线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零
解析
线框位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过
线框的磁通量最大，但此时切割磁感线的两边的速度与磁 感线平行，即不切割磁感线，所以电动势等于零，也应该 知道此时穿过线框的磁通量的变化率等于零，感应电动势 或感应电流的方向也就在此时刻变化.线框垂直于中性面时， 穿过线框的磁通量为零，但切割磁感线的两边都垂直切割， 有效切割速度最大，所以感应电动势最大，也可以说此时 穿过线框的磁通量的变化率最大.故C、D选项正确. 答案 CD
场中，并绕 垂直磁场 方向的轴 匀速 转动.
2.中性面——线圈平面与磁感线 垂直 时的位置.
(1)线圈处于中性面位置时，穿过线圈的Φ 最大 ，但线圈
中的电流为 零 . (2)线圈每次经过中性面时，线圈中感应电流方向都要改 变.线圈转动一周，感应电流方向改变 两 次.
三、交变电流的变化规律
问题设计 如图3是图2中线圈ABCD在磁场中绕轴OO′转动时的截面图.线
图1
发光二极管会亮.
2. 把图中电路接在手摇式发电机两端时，又会观察到怎
样的现象？
答案
当接在手摇式发电机两端时两个发光二极管间或
的闪亮，原因是发电机产生与直流不同的电流，两个发 光二极管一会儿接通这一个，一会儿再接通另外一个， 电流方向不停地改变.
要点提炼
1.方向随时间做 周期性 变化的电流叫交变电流，简称 交流 . 2. 方向 不随时间变化的电流称为直流. 大小 、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流. 3.对直流电流和交变电流的区分主要是看电流方向是否变化.
第五章
交变电流
学案1 交变电流
目标定位
1.会观察电流(或电压)的波形图，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.
知识探究
自我检测
一、交变电流
问题设计
知识探究
1. 把图 1 电路接在干电池的两端时，可 以观察到的现象是什么？ 答案 当接在干电池两端时，只有一个
1 2 3 4
C.以OO′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ωcos ωt
D.以OO′为转轴跟以ab为转轴一样，感应电动势e＝ π Bl1l2ωsin (ωt＋ ) 2 解析 以O1O1′ 为轴转动时，磁通量不变，不产生交变 电流.无论以OO′为轴还是以ab为轴转动，感应电动势的
最大值都是 Bl1l2ω. 由于是从与磁场平行的面开始计时， 产生的是余弦式交变电流，故C、D正确. 答案 CD
置时线圈中的电流最大？
答案 线圈转到甲或丙位置时线圈中没有电流，称为中
性面.线圈转到乙或丁位置时线圈中的电流最大.
(4) 大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从 E 经过负载流向 F 的电流记为正，反之为负 . 在横坐标上标
出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻. 答案
要点提炼
1.正弦式交变电流的产生：将闭合矩形线圈置于 匀强 磁
50个周期，100次经过中性面，电流方向改变100次.综合
以上分析可得，只有选项D正确.
答案 D
课堂要点小结
1 2 3 4
自我检测
1.(交变电流的产生)下列各图中，线圈中能产生
交变电流的有(BCD)
1 2 3 4
2.(交变电流的规律)如图7所示，矩形线圈abcd
放在匀强磁场中，ad＝bc＝l1，ab＝cd＝l2.从 图示位置起该线圈以角速度ω绕不同转轴匀速 转动，则( ) 图7 A.以OO′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ωsin ωt B.以O1O1′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ωsin ωt
(2)垂直中性面：线圈平面与磁场 平行 . Φ为 0，
ΔΦ 最大 ，e为 最大，i为 最大.(填“0”或“最大”) Δt
4.正弦式交变电流的图象及应用：(如图4甲、乙所示)
或Байду номын сангаас
图4
从图象中可以解读到以下信息：
(1)交变电流的周期T、峰值Im或者Em.
(2)因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零，磁
)
A.在A和C时刻线圈处于中性面位置
图6
B.在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零
C.从A～D线圈转过的角度为2π
D.若从O～D历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次
解析
根据题图，首先判断出交变电流的瞬时值表达式i＝
Imsin ωt.其中Im是交变电流的最大值，ω是线圈旋转的角速 度.另外，应该进一步认识到线圈是从中性面开始旋转，而 且线圈每旋转一周，两次经过中性面，经过中性面的位置
解析 特征.
方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的
A 、 B 、 D 三项所示的电流大小随时间做周期性变化， 但其方向不变，不是交变电流，它们是直流电. C选项中电流的大小和方向都随时间做周期性变化，故
选C.
答案 C
二、交变电流的产生
例2 矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转 ) 动时产生了交变电流，下列说法正确的是 (
(2)当从与中性面垂直的位置开始计时：e＝ Emcos ωt . 2.正弦式交变电流的峰值表达式： Em＝ nBSω 与线圈的形状及转动轴的位置 无关 .(填“有关”或“无关”)
3.两个特殊位置： (1)中性面：线圈平面与磁场 垂直 .
ΔΦ 最大 Φ为 ， 为 0 ，e为 0 ，i为 0 .(填“0”或“最大”) Δt
三、交变电流的规律 例3 有一个正方形线圈的匝数为 10匝，边长为20 cm， 线圈总电阻为1 Ω，线圈绕OO′轴以10π rad/s的角速度匀 速转动，如图5所示，匀强磁场的磁感应强度为0.5 T，问：
图5
(1)该线圈产生的交变电流电动势的峰值、电流的峰值分 别是多少.
解析 交变电流电动势的峰值为
1 (2)从中性面开始计时，线圈转过 s时电动势瞬时值多大？ 30
解析
1 1 当 t＝30 s 时，e＝50sin (10π×30)V≈43.3 V
答案 43.3 V
通量最大，所以可确定线圈位于中性面的时刻，也可根
据电流或者电压的峰值找出线圈平行磁感线的时刻.
(3) 判断线圈中磁通量 Φ 最小、最大的时刻及磁通量变化 ΔΦ 率 最大、最小时刻. Δt (4)分析判断i、e大小和方向随时间的变化规律.
典例精析
一、交变电流的判断 例1 如图所示，属于交流电的是( )
圈平面从中性面开始转动，角速度为ω.经过时间t，线圈转过的
角度是 ωt ， AB 边的线速度 v 的方向跟磁感线方向间的夹角也等
于 ωt. 设 AB边长为 L1 ， BC 边长为 L2 ，线圈面积 S ＝ L1L2 ，磁感应
强度为B，则：
图3
(1)甲、乙、丙中AB边产生的感应电动势各为多大？
答案 甲：eAB＝0
(3)线圈从中性面位置开始，转过30°时，感应电动势的瞬 时值是多大. 解析 线圈从中性面位置开始转过30°，感应电动势 e＝Emsin 30°≈3.14 V. 答案 3.14 V
四、交变电流的图象
例4 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6所示，
由图中信息可以判断(
1 2 3 4
3.(交变电流的图象)一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于
磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的 图象如图8甲所示，则下列说法中正确的是( )
图8
1 2 3 4 A.t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直 B.t＝0.01 s时刻，Φ的变化率最大 C.t＝0.02 s时刻，交变电动势达到最大
二、交变电流的产生
问题设计
图2
假定线圈沿逆时针方向匀速转动，如图 2 甲至丁所示 . 请 分析判断： (1)图中，在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪 个方向流动？
答案 由B到A
(2)在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向 流动？ 答案 由A到B (3)当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位
且eAB＝eCD，所以 甲：e＝0
乙：e＝eAB＋eCD＝BSω· sin ωt
丙：e＝BSω
(3) 若线圈有 N 匝，则甲、乙、丙中整个线圈的感应电动 势各为多大？ 答案 所以 甲：e＝0 若线圈有N匝，则相当于N个完全相同的电源串联，
乙：e＝NBSωsin ωt
丙：e＝NBSω
要点提炼
1.正弦式交变电流瞬时值表达式： (1)当从中性面开始计时：e＝ Emsin ωt .
D.该线圈产生的相应交变电动势的图象如图乙所示 解析 由题图甲可知t＝0时刻，线圈的磁通量最大，线圈处于
中性面.t＝0.01 s时刻，磁通量为零，但变化率最大，所以A项 错误，B项正确. t＝0.02 s时，交变电动势应为零，C、D项均错误. 答案 B
1 2 3 4
4.(交变电流的规律)如图9所示，线圈的面积是0.05 m2，共 1 100匝，匀强磁场的磁感应强度B＝ T，当线圈以300 r/min π 的转速匀速旋转时，求：
时电流改变方向，从题图可以看出，在O、B、D时刻电流
为零，所以此时线圈恰好在中性面的位置，且穿过线圈的