交变电流的产生和变化规律

交流电的产生一、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，电流。

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：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：（伏）。

感应电流瞬时值表达式：（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：（伏）。

感应电流瞬时值表达式：（安）（2）交变电流的最大值（以交变电动势为例）。

——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，与线形状无关，与转轴位置无关，其表达式为。

在考虑交流电路中电容器耐压值时，应采用最大值。

（3）交变电流的有效值①有效值是根据电流的热效应来规定的，在周期的整数倍时间内（一般交变电流周期较短，如市电周期仅为0，02s，因而对于我们所考察的较长时间来说，基本上均可视为周期的整数倍），如果交变电流与某恒定电流流过相同电阻时其热效应相同，则将该恒定电流的数值叫做该交变电流的有效值。

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 f2、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：tI 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：te m ωεcos ·=（伏）。

感应电流瞬时值表达式：tI 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 =。

嗦夺市安培阳光实验学校高二物理交变电流的产生和变化规律、表征交变电流的物理量【本讲主要内容】交变电流的产生和变化规律、表征交变电流的物理量【知识掌握】【知识点精析】本讲的重点、难点是交流电的概念和变化规律，交变电流的有效值和交流电的优越性，有效值的物理意义。

高考主要考察交流电的产生和有效值、瞬时值的计算，题型都为选择题，尤其是有效值的计算，主要考察物理中的等效思想。

1. 交变电流的产生及其变化规律（1）交变电流：强度和方向都随时间周期性变化的电流。

（2）正弦交变电流的产生：一个矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴匀速转动便可产生。

（3）正弦交变电流的变化规律中性面：与磁场方向垂直的平面。

线圈转到中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零，线圈每经过一次中性面，电流的方向改变一次。

变化规律：正弦交变电流图象（如下图）：2. 表征交变电流的物理量（1）周期和频率交变电流的周期和频率是表征交变电流变化快慢的物理量。

周期T：交变电流完成一次周期性变化所需要的时间。

从交变电流产生的角度来看，它就等于旋转电枢式发电机中线圈转动的周期。

频率f ：交变电流在1s内完成周期性变化的次数。

显然，f =T1。

（1）有效值和最大值有效值：在热效应上和直流电等效的物理量。

譬如，上面的交流电流的有效值就是I 。

如果我们不要每次都用实验去测量，那么，物理学家已经用高等数学工具计算出来：对于正弦交流电而言，其有效值和最大值之间具有以下关系I =21Im U = 21Um我们已经介绍有效值在意义和对于正弦交流电的计算方法。

那么，在实际应用中，它还有什么价值呢？原来，交流电表中的实数全部都是有效值（交流电表的工作原理、为什么指示有效值，目前不便介绍，有兴趣的同学可以参看相关的课外资料）。

此外，人们通常口头上所说的多少伏、多少安的交流电也是指的交流电的有效值。

与之相对应的，最大值也有它的意义：譬如，当一个电容器接在交流电源上，它是否安全（不被击穿）取决于其间的场强情况，如果超过了额定场强，绝缘介质的击穿是一瞬间的事，而不需要多长时间的热效应累计。

易错点26 交变电流的产生和描述易错总结一、交变电流的变化规律 1．中性面(1)中性面：与磁感线垂直的平面．(2)当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量最大，线圈中的电流为零．2．从中性面开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式：e ＝E m sin ωt ，E m 叫作电动势的峰值，E m ＝NωBS .3．正弦式交变电流：按正弦规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称正弦式电流． 4．正弦式交变电流和电压电流表达式i ＝I m sin_ωt ，电压表达式u ＝U m sin_ωt .其中I m 、U m 分别是电流和电压的最大值，也叫峰值． 二、周期和频率 1．周期(T )：交变电流完成一次周期性变化所需的时间． 2．频率(f )：周期的倒数叫作频率，数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数． 3．周期和频率的关系：T ＝1f 或f ＝1T .4．角速度与周期、频率的关系：ω＝2πT ＝2πf .三、峰值和有效值1．峰值：交变电流的电压、电流能达到的最大数值叫峰值．电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿．2．有效值：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，则此恒定电流的数值叫作交变电流的有效值． 3．在正弦式交变电流中，最大值与有效值之间的关系 E ＝E m 2＝0.707E m ，U ＝U m 2＝0.707U m ，I ＝I m2＝0.707I m 四、正弦式交变电流的公式和图像1．正弦式交变电流的公式和图像可以详细描述交变电流的情况．若线圈通过中性面时开始计时，交变电流的图像是正弦曲线．2．若已知电压、电流最大值分别是U m 、I m ，周期为T ，则正弦式交变电流电压、电流表达式分别为u ＝U m sin 2πΤt ，i ＝I m sin 2πTt . 解题方法一、交变电流图像的应用正弦交流电的图像是一条正弦曲线，从图像中可以得到以下信息：(1)周期(T )、频率(f )和角速度(ω)：线圈转动的频率f ＝1T ，角速度ω＝2πT ＝2πf .(2)峰值(E m 、I m )：图像上的最大值．可计算出有效值E ＝E m 2、I ＝I m2. (3)瞬时值：每个“点”表示某一时刻的瞬时值．(4)可确定线圈平面位于中性面的时刻，也可确定线圈平面平行于磁感线的时刻． (5)可判断线圈中磁通量Φ及磁通量变化率ΔΦΔt 的变化情况．二、交变电流“四值”的比较及应用易错类型1：对物理概念理解不透彻1．（2020·全国高三课时练习）下列关于家庭电路与安全用电的说法正确的是（ ） A ．家庭电路中控制用电器的开关应接在火线和用电器之间B．电冰箱使用三脚插头，是为了防止电流过大引起火灾C．在家庭电路中，同时工作的用电器越多，总电阻越大D．使用测电笔时，手不能接触笔尾的金属体，防止电流通过人体，造成触电事故2．（2019·浙江高三月考）矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO 匀速转动，产生交变电流．在如图所示位置时，下列关于穿过线框的磁通量与线框中产生的感应电动势的大小的说法正确的是（）A．磁通量最大，感应电动势最小B．磁通量最大，感应电动势最大C．磁通量最小，感应电动势最大D．磁通量最小，感应电动势最小3．（2020·浙江高三）如图所示为教学演示用交流发电机．以不太快的速度摇动发电机，与发电机相连的小灯泡将一闪一闪发光．现将摇动速度加倍，下列分析正确的是：A．小灯泡闪光周期将加倍，亮度增大B．小灯泡闪光频率将加倍，亮度增大C．小灯泡闪光频率将不变，亮度增大D．小灯泡闪光频率将加倍，亮度不变4．（2021·福建）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示。

第63课时交变电流的产生与描述(双基落实课)[命题者说]本课时内容是交变电流的基础学问，包括交变电流的产生与变化规律、交变电流的有效值、交变电流的“四值”的应用等，其中交变电流的有效值、图像等是高考的热点，虽然很少单独考查，但在相关类型的题目中经常涉及。

一、交变电流的产生与变化规律1.正弦式交变电流的产生和图像(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)图像：用以描述交变电流随时间变化的规律，假如线圈从中性面位置开头计时，其图像为正弦曲线。

如图甲、乙所示。

2．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＝2πω。

(2)频率(f)：交变电流在1 s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 f。

3．正弦式交变电流的函数表达式(线圈从中性面开头计时) (1)电动势e＝E m sin ωt＝nBSωsin_ωt。

(2)电流i＝I m sin_ωt＝E mR＋rsin ωt。

(3)电压u＝U m sin_ωt＝E m RR＋rsin ωt。

[小题练通]1．(2021·惠州模拟)如图甲所示，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，有一矩形单匝线圈，其面积为S，总电阻为r，线圈两端外接一电阻R和一个抱负沟通电流表。

若线圈绕对称轴OO′以角速度ω做匀速转动，图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图像，下列说法正确的是()A．在t1～t3时间内，穿过线圈平面的磁通量的变化量为BSB．在t3～t4时间内，通过电阻R的电荷量为BSRC．在t3时刻穿过线圈平面的磁通量的变化率为2BSωD．在t3时刻电流表的示数为BSω2(R＋r)解析：选D由题图可知，在t1和t3时刻穿过线圈平面的磁通量大小为BS，方向相反，则在t1～t3时间内穿过线圈平面的磁通量的变化量为2BS，A错误；在t3～t4时间内，磁通量的变化量为BS，则平均电动势E＝BSΔt，因此通过电阻R的电荷量为q＝ER＋r·Δt＝BSΔt(R＋r)Δt＝BSR＋r，故B错误；在t3时刻电动势E＝BSω，则由法拉第电磁感应定律，E＝ΔΦΔt可知，则穿过线圈的磁通量变化率为BSω，故C错误；在t3时刻电流表的示数为交变电流的有效值，则有I＝E2(R＋r)＝BSω2(R＋r)，故D正确。

交变电流一、交变电流的产生规律1．正弦式交变电流的产生(1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。

(2)两个特殊位置的特点：①线圈平面与中性面重合时，S ①B ，Φ最大，ΔΦΔt ＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变。

①线圈平面与中性面垂直时，S ①B ，Φ＝0，ΔΦΔt 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变。

(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次。

(4)交变电动势的最大值E m ＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关。

2．产生正弦交流电的四种其他方式 (1)线圈不动，匀强磁场匀速转动。

(2)导体棒在匀强磁场中做简谐运动。

(3)线圈不动，磁场按正弦规律变化。

(4)在匀强磁场中导体棒的长度与时间成正弦规律变化。

3．交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)4．书写交变电流瞬时值表达式的步骤(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图像读出或由公式E m ＝nωBS 求出相应峰值。

(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。

①线圈从中性面位置开始计时，则i －t 图像为正弦函数图像，函数表达式为i ＝I m sin ωt 。

①线圈从垂直于中性面的位置开始计时，则i －t 图像为余弦函数图像，函数表达式为i ＝I m cos ωt 。

二、交变电流有效值的求解方法1．有效值的规定交变电流、恒定电流I 直分别通过同一电阻R ，在交流电的一个周期内产生的焦耳热分别为Q 交、Q 直，若Q 交＝Q 直，则交变电流的有效值I ＝I 直(直流有效值也可以这样算)． 2．有效值的理解(1)交流电流表、交流电压表的示数是指有效值；(2)用电器铭牌上标的值(如额定电压、额定功率等)指的均是有效值； (3)计算热量、电功率及保险丝的熔断电流指的是有效值； (4)没有特别加以说明的，是指有效值；(5)“交流的最大值是有效值的2倍”仅适用于正(余)弦式交变电流． 3．有效值的计算(1)计算有效值时要根据电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间(周期整数倍)”内“相同电阻”上产生“相同热量”，列式求解．(2)分段计算电热求和得出一个周期内产生的总热量． (3)利用两个公式Q ＝I 2Rt和Q ＝U 2Rt 可分别求得电流有效值和电压有效值．(4)若图象部分是正弦(或余弦)式交变电流，其中的14周期(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 m2求解．4．几种典型交变电流的有效值三、交变电流“四值”的理解和计算交变电流“四值”的比较四、针对练习1、如图所示，一矩形线圈的面积为S ，匝数为N ，电阻为r ，处于磁感应强度大小为B 的水平匀强磁场中，绕垂直磁场的水平轴OO ′以角速度ω匀速运动。

交变电流的产生和变化规律引言交变电流是一种在电路中周期性地正负变化的电流。

交变电流的产生和变化规律是电力系统中重要的基础知识，并且对于我们理解电能输送、电动机运行以及电路分析等方面都具有重要意义。

本文将介绍交变电流的产生机制和变化规律，以帮助读者更好地理解和运用该知识。

交变电流的产生交变电流的产生源于交流电压。

在电力系统中，交流电源是通过发电机产生的，这些发电机通过转动磁场与线圈之间的相互作用来产生电压。

当转子在磁场中旋转时，磁通量也随之变化，从而导致线圈中感应出交变电动势。

根据法拉第电磁感应定律，线圈中感应出的电动势大小与变化的磁通量成正比。

交变电流的频率通常用赫兹（Hz）来表示，即每秒变化的周期数。

在电力系统中，标准的电网频率通常为50赫兹或60赫兹。

交变电流的变化规律交变电流的变化规律可以通过正弦曲线来描述。

在纯正弦交流电路中，电流随着时间的变化呈现周期性的正弦波形。

正弦波形可用如下公式表示：I = I_m * sin(ωt + φ)其中，I表示电流的大小，I_m表示最大电流值，ω表示角频率（2πf，f为频率），t表示时间，φ表示相位差。

根据该公式可知，交变电流的大小和方向在正半个周期内逐渐增大至最大值，然后在负半个周期内逐渐减小至负最大值，再在下一个正半个周期内重新增大至最大值。

这种周期性的变化使得电流依次经历正半周期、负半周期和零点，如图所示：/\\/ \\/ \\______/ \\_______在实际电路中，电流的大小和相位差可能会发生改变，原因是电阻、电感和电容的存在。

电阻对电流大小没有影响，但会导致电流相位滞后。

而电感和电容则会影响电流的大小和相位。

交变电流的应用交变电流在电力系统中有着广泛的应用。

一方面，可以通过变压器将电压升高或降低，从而实现电能的长距离传输。

另一方面，交变电流还可以驱动各种电动设备，如电动机、磁悬浮列车等。

此外，在电路分析领域，交变电流也是重要的研究对象。

第七讲交变电流的产生和变化规律知识回顾1．和都随时间做的电流叫做交变电流．电压和电流随时间按变化的交流电叫正弦交流电．2．当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做．线圈平面每经过一次，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．3．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εm，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为．若线圈电阻为R，则感应电流的瞬时值i为．4．交流电的有效值是根据电流的效应来规定的．正弦交流电的有效值与峰值间的关系是ε＝．U ＝．I＝．通常所说的交流电的数值，如果没有特别说明，一般都是指交流电的值．要点提示1．交变电流：电流的大小和方向都随时间做周期性变化的电流．(1)当闭合线圈由中性面位置开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：e=E m sinωt．(2)当线圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这个特定位置叫做中性面:①中性面在垂直于磁场位置；②线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大；③线圈平面通过中性面时感应电动势为零；④线圈平面每转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，转动一周线圈两次通过中性面，一周里线圈中电流方向改变两次．2．正弦交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值：(1)交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值．(2)只有正弦交变电流的有效值才一定是最大值的2/2倍，其它形式交流电的有效值可按有效值的定义去处理，不可乱套关系．(3)通常所说的交变电流的电流．电压，交流电表的读数，交流电器的额定电压．额定电流，保险丝的熔断电流等都是指有效值（电容器的耐压值是交流的最大值）．3．生活用电电压为220V，其最大值为2202V=311V，频率为50H Z，所以其电压即时值的表达式为u=311sin314t V．典型例题【例1】如图13.1-1所示，固定在轴OO/上的正方形线圈以ω=50πrad/s的角速度匀速转动，线圈每边长a=0.2m，匝数n=10匝，线圈总电阻r=2Ω．整个装置处在磁感应强度B=1T的匀强磁场中，线圈中产生的电流向R=8Ω的电阻供电．（取π2=10）求：Array⑴线圈从图示位置开始计时，写出闭合电路中电流随时间变化的表达式，并作出图像．⑵交流电流表和电压表的示数．⑶在图示位置穿过线圈磁通量的变化率是多少．⑷从图示位置开始转动t=1/100 s内，外力做的功为多少．⑸从图示位置线圈转动t=1/300 s内，通过电阻R的电量．图13.1-1【例2】有一正弦交流电源，电压有效值U=120V，频率为f=50Hz，向一霓虹灯供电．若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0=602V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？【例3】如图13.1-2中两交变电流分别通过相同电阻R．①分别写出它们的有效值、周期、频率；②计算它们在R上产生的功率之比．图13.1-2【例4】如图图13.1-3所示，间距为L的光滑平行金属导轨水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，一端接阻值是R的电阻，一电阻是R0．质量为m的导体棒放置在导轨上，在外力F作用下从t=0的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律v=v m sinωt，不计导轨电阻．求：Array(1)从t=0到t=2π/ω时间内电阻R产生的热量；(2)从t=0到t=π/2ω时间内外力F所做的功．图13.1-3u V12345t /10-2su /V 311 图13.1-5t /10-2s31Ф 3 1 0 t /10-2se甲乙巩固练习1．如图13.1-4所示，一个匝数为10的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T ．若把万用电表的选择开关拨到交流电压挡，测得a ．b 两点间的电压为20.0 V ，则可知从中性面开始计时，当t=T/8时，穿过线圈的磁通量的变化率约为 ( ) A ．1.41 Wb/s B ．2.0 Wb/s C ．14.1 Wb/s D ．20.0 Wb/s2．某交流电压为u =62sin314t (V)，则 ( ) A ．用此交流电作打点计时器的电源时，打点周期为0.02s B ．把额定电压为6V 的小灯泡接在此电源上，小灯泡正常发光 C ．把额定电压为6V 的小灯泡接在此电源上，小灯泡被烧毁 D ．耐压6V 的电容器不能直接接在此电源上3．如图13.1-5所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P 使加在电热丝上的电压的波形如右图所示．此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为 ( ) A ．110V B ．156V C ．220V D ．311V4．下列说法正确的是 ( ) A ．用交流电压表测量交流电压时，指针来回摆动 B ．一周期内交流电的方向改变两次C ．如果交流电的最大值是5A ，则最小值为－5AD ．用电器上所标电压值是交流电的有效值5．电学元件的正确使用对电路安全工作起着重要作用，某电解电容器上标有“25V ，450μF ”字样，下列说法中正确的是 ( )A ．此电容器在交流．直流电路25V 的电压时都能正常工作B ．此电容器只有在不超过25V 的直流电压下才能正常工作C ．当工作电压是直流25V 时，电容才是450μFD ．若此电容器在交流电压下工作，交流电压的最大值不能超过25V6．单匝闭合线框在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动．在转动的过程中，线框中的最大磁通量为Φm ，最大感应电动势为E m ，下列说法中正确的是A ．当穿过线框的磁通量为零时，线框中感应电动势也为零 ( )B ．当穿过线框的磁通量减小时，线框中感应电动势也减小C ．当穿过线框的磁通量等于0.5Φm 时，线框中感应电动势为0.5E mD ．线框转动的角速度等于E m /Φm9．一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13.1-6甲所示，则下列说法中的正确的是 ( ) A ．t =0时刻，线圈平面与中性面垂直 B ．t =0.01s 时刻，磁通量的的变化率最大 C ．t =0.02s 时刻，交流电电动势达到最大D ．该线圈产生的交流电电动势的图象如图乙所示10．如图图13.1-7所示，三个定值电阻接在一电动势为e =240sin πt (V)的交流电源上，三个电阻消耗的功率相等，通过R 1电流的最大值为1A，则 () A ．R 1＝80Ω B ．R 1＝160Ω C ．电路总功率为 240WD ．t =0时，电路总电流不为零 图13.1-4图13.1-6 图13.1-7图13.1-9vO /Rc abdBO11．多数同学家里都有调光台灯．调速电风扇，过去是用变压器来实现的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速．现在的调光台灯．调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的．调节台灯上的旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯上的电压．如图图13.1-8所示为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压．即在正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去．那么现在电灯上的电压为 ．12．如图13.1-9所示，正方形线圈abcd 绕对称轴OO ．在匀强磁场中匀速转动，转数n =1200r/min ，若已知ab=ad =10cm ，匝数N =1000，磁感应强度B =10T ，图示位置线圈平面与磁感线平行．设线圈是闭合的，外电阻R =12Ω，线圈的电阻r =4Ω (1)写出线圈转动过程中的最大感应电动势的表达式及其数值； (2)从如图t =0时开始计时，写出感应电流瞬时表达式； (3)交流电压表的示数．(4)从如图位置开始，转过900的过程中通过线圈某横截面的电量．13．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 ，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13.1-10中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：⑴通过R 的电荷量q 为多少？⑵R 上产生电热Q R 为多少？⑶外力做的功W 为多少？14．将一根电阻为0.5Ω，长为0.5m 的粗细均匀的导线弯成如图13.1-11所示的形状，且Oa ＝ab ＝bc ＝cd ＝d O ’，置于匀强磁场的金属框架上．已知磁感应强度B ＝4T ，R ＝1.5Ω．在O ’处接一个绝缘手柄P ，令其以50r/s 匀速转动，试问： ⑴当电键K 断开时，电压表的示数是多少？ ⑵当电键K 闭合时，安培表的示数是多少？⑶如果当线框从图示位置开时计时，令bc 边向纸外转动，写出通过电阻R 的电流强度瞬时值表达式．15． 一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动．线圈匝数n =100．穿过每匝线圈的磁通量Ф随时间按正弦规律变化，如图13.1-12所示发电机内阻r =5.0Ω， 外电路电阻R =95Ω. 已知感应电动势的最大值E m =n ωФm ， 其中Фm 为穿过每匝线圈磁通量的最大值．求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数． 图13.1-8Φ/×10-2Wb图13.1-11图13.1-10第七讲 交流电【例1】⑴t i ππ50cos 2= A ⑵4.4A 35.5V ⑶2πWb/s ⑷2J ⑸0.02C【例2】2/3h【例3】 【例4】解：(1)导体棒产生的感应电动势E=BLv= BLv m sin ωt 是正弦交流电，其有效值E=BLv m /2，Q=I 2Rt=πRB 2L 2v 2m /ω(R+R 0)2(2)t=0时到π/2ω的时间是1/4周期，在这段时间内 W=mv m 2/2+πB 2L 2v 2m /4ω(R+R 0)巩固练习：1、B2、ABD3、B4、BD5、B6、D 9． B 10． A 11、U m /212．【答案】（1）4000π （2）250πcos40πt (3)15002π (4)6.25c13、解：⑴按照电流的定义I =q /t ，计算电荷量q 应该用电流的平均值：即()()rR nBS q r R t nBS r R t n r R E I t I q +=∴+=+∆Φ=+==,,而，这里电流和电动势都必须要用平均值，不能用有效值、最大值或瞬时值。

交变电流的产生和变化规律引言交变电流是指在电路中，电流的方向、大小和频率都随着时间而不断变化的一种电流。

交变电流在电力系统、通信系统、电子设备等各个领域中都有广泛的应用。

本文将详细介绍交变电流的产生和变化规律。

交变电流的产生交变电流的产生是基于电磁感应原理的。

当磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势，从而引起电流的流动。

具体来说，如果把导体环绕在一个磁场中，当磁场的磁极朝向导体的一面移动时，磁通量就会发生变化，从而在导体中产生感应电动势。

如果在导体两端接上电路，就会产生交变电流。

交变电流的大小和方向取决于磁场的变化情况和导体的位置和形状。

交变电流的变化规律交变电流的周期交变电流的周期是指电流方向和大小所经历的完整循环的时间。

交变电流的周期取决于电源的频率和电路的构造。

在电力系统中，交流电源的频率通常为50Hz或60Hz。

因此，交变电流的周期为20ms或16.67ms。

交变电流的幅值交变电流的幅值指交变电流在一个周期内通过任意一点时的最大值。

由于交变电流的大小在周期内不断变化，因此常常用有效值表示交变电流的大小。

在电力系统中，交流电源的电压为220V或110V。

因此，交变电流的有效值为220V/根号2或110V/根号2，约为156V或78V。

交变电流的频率交变电流的频率指单位时间内交变电流的周期数，通常用赫兹（Hz）表示。

在电力系统中，交流电源的频率通常为50Hz或60Hz。

交变电流的相位交变电流的相位是指交变电流相对于某一参考点的相位差。

在电路中，电流和电压之间的相位差决定了电路中能量的传输方式。

在交流电路中，电流和电压的相位关系取决于电路元件的阻抗和电路中电流和电压的相对位置。

总结本文详细介绍了交变电流的产生和变化规律。

交变电流在电力系统、通信系统和电子设备中都有广泛的应用。

在实际应用中，理解交变电流的产生和变化规律对于正确设计和使用电路至关重要。