第一节　认识交变电流第二节　交变电流的描述

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1、1．知道交流电发电机的原理、理解中性面的特点．2．理解交变电流的两种描述方法、掌握峰值与平均值的区别．[来源:学+科+网]1．强弱和方向都随时间周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电．2．交变电流是由交流发电机产生的，交流发电机的最基本结构是线圈和磁极．3．下图是交流发电机的示意图．为了观察清楚，图中只画出了一匝线圈，它的ab边连在金属滑环K上，cd边连在滑环L上；两个滑环通过金属片做的电刷A、B和外电路相连，线圈沿逆时针方向转动．我们观察ab这段导线，根据右手定则可以判断，当线圈转到图乙位置时，电流由a到b流动，而当线圈转到图丁位置时，则由a到b流动；在图丙和图戊的位置

2、，因为导线ab的运动方向和磁感线平行，电路中没有感应电流．线圈在不断转动，电路中的电流方向也就不断改变．交变电流就是这样产生的．4．线圈垂直磁场方向的平面叫中性面．5．正弦式交流电：按正弦式规律变化的交变电流叫正弦式电流．若N匝、面积为S的线圈以角速度ω转动，回路总电阻为R，从中性面开始计时，则有：(1)瞬时电动势的表达式：e＝Emsinωt或e＝NBSωsin_ωt，e表示交流电的瞬时值，Em表示交流电的最大值，ω表示交流电的角速度．(2)瞬时电流的表达式：i＝．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、末位置

3、两个时刻瞬时值的平均值，必须用法拉第电磁感应定律计算，即：＝n，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：q＝t.例　如下图所示，匀强磁场B＝0.1T，所用矩形线圈的匝数N＝100匝，边长ab＝0.2m，bc＝0.5m，以角速度ω＝314rad/s绕OO′轴匀速转动，当线圈平面通过中性面时开始计时，求由t＝0至t＝过程中的平均电动势值．解析：用E＝N计算，t＝0至t＝过程中的平均电动势E＝N＝N＝.即E＝NBSω，[来源:学&科&网Z&X&X&K]代入数值得：E＝200V.答案：200V[来源:学.科.网Z.X.X.K]一、单项选择题1．(2

4、013·梅州模拟)如图所示，面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e＝BSωsinωt的图是(A)解析：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为e＝BSωsinωt，由这一原则判断，A图中感应电动势为e＝BSωsinωt；B图中的转动轴不在线圈所在平面内；C、D图中的转动轴与磁场方向平行，而不是垂直，故选A项．2．如图甲所示，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，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦

5、规律变化，则在t＝时刻(B)A．线圈中的电流最大B．穿过线圈的磁通量最大C．线圈所受的安培力最大D．穿过线圈磁通量的变化率最大解析：t＝＝，线圈转过90°，线圈平面与磁感线垂直，此时穿过线圈的磁通量最大，穿过线圈磁通量的变化率为零，感应电流为零，线圈不受安培力作用，故A、C、D三项错误，B项正确．3．下列各物理量中，对线圈上产生的交流电动势不产生影响的是(B)A．匀强磁场的磁感应强度B．线圈的总电阻C．线圈的转速D．线圈的匝数解析：Em＝NBSω，e＝Emsinωt，与B、S、ω、N有关．4．如图所示，处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平

6、行于纸面并与ab垂直．在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合，线圈的cd边离开纸面向外运动．若规定a→b→c→d→a方向的感应电流为正方向，则下图能反映线圈感应电流I随时间t变化的图线是(C)解析：在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合，即此时磁通量为零，磁通量变化率最大，所以产生的感应电动势最大，故感应电流最大，所以选C.二、多项选择题[来源:Z

7、xx

8、k.Com]5．(2014·佛山模拟)一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e＝220sin100πt(V)，则(BC)A．交流电的频率是100πB．t＝0时，线圈位于中性面C．交流电的周期是0.02sD．t＝0.05s时，e

9、有最大值解析：由瞬时值表达式知：角速度ω＝100πrad/s，感应电动势按正弦规律变化，所以t＝0时，线圈平面位于中性面．因ω＝2πf，所以f＝＝Hz＝50Hz；由T＝得T＝s＝0.02s，当t＝0.05s时，e＝220sin5π＝0，故B、C选项正确．6．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间变化关系如右图所示，则下列说法中正确的是(BC)A．t＝0时，线圈平面与磁感线平行B．t＝0.01s时，磁通量的变化率最大C．t＝0.03s时，线圈上的电动势值最大D．线圈上的et图象与Фt图象重合解析：t