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第三章　交变电流
第一节　认识交变电流
物理·选择性必修二
观察交变电流的图像
交变电流的产生
用公式描述交变电流
小结及作业
目录
几个概念
直流
方向不随时间变化的电流称为直流
符号：DC、
实例：电池供电
交变电流
大小和方向随时间做周期性变化的电流称为交变电流
简称：交流
符号：AC、
实例：家庭用电
一　观察交变电流的图像
用示波器观察交变电流的图像
观察发现：生活用电是呈正弦规律变化的交变电流。
一　观察交变电流的图像
例1　下列图像中表示交变电流的是（　　）
参考答案：D
一　观察交变电流的图像
A　　　　　　　　　B　　　　　　　C　　　　　　　　　D
交流发电机的结构
：匝线圈
、：金属滑环（连，连）
、：电刷
二　交变电流的产生
探究交变电流产生原理
中性面：线圈平面垂直于磁感线时，线圈所处位置称为中性面。
一个周期内，线圈经过两次中性面。
二　交变电流的产生
中性面的几个特征
线圈平面　　磁场
磁通量最大
线圈速度　//　磁场
电动势
一个周期有两次经过中性面
电流方向发生改变
二　交变电流的产生
推导交变电流的表达式
三　用公式描述交变电流
推导交变电流的表达式
感应电动势的峰值
电动势瞬时值
电流瞬时值
电压瞬时值
三　用公式描述交变电流
几个补充说明
符号使用规范
峰值：、、
瞬时值：、、
线圈位于垂直中性面位置时开始计时，则电动势瞬时值为：
交流发电机的线圈不一定是矩形。
常见的交变电流
正弦式交变电流（正弦式电流）、锯齿波扫描电压、方波（矩形脉冲）、尖脉冲等。
三　用公式描述交变电流
例2　（多选）如图甲中所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图乙所示。下列论述正确的是（　　）
初始时刻线圈中感应电动势最小
时刻导线的速度方向跟磁感线平行
时刻线圈平面与中性面重合
、时刻线圈中感应电流方向相反
参考答案：CD
例题
例3　（多选）下图中哪些情况，线圈中产生了正弦交变电流（均匀速转动）（　　）
参考答案：BCD
例题
例4　（多选）矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是（　　）
当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大
当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零
每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流的方向就改变一次
线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零
参考答案：CD
例题
例5　一闭合矩形线圈绕垂直于磁感线的固定轴匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中。通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
、时刻通过线圈的磁通量变化率最大
、时刻线圈中感应电流方向改变
、时刻线圈中磁通量最大
、时刻线圈中感应电动势最小
参考答案：B
例题
例6　如图所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，有一个面积为的矩形线圈绕垂直于磁感线的对称轴以角速度匀速转动。则
穿过线框平面磁通量的变化率何时最大？最大值为多少？
线框由图示位置转过过程中，平均感应电动势为多大？
线框由图示位置转到时，瞬时感应电动势为多大？
如果线框绕转动，电动势最大值又是多少？
参考答案：
和两边垂直切割磁感线时；
　　③ 　　④
例题
例7　如图所示，矩形线圈，已知为，为，在磁感应强度为的匀强磁场中绕轴以角速度（从图中位置开始）匀速转动，则线圈中感应电动势的瞬时值表达式为（　　）
参考答案：C
例题
例8　如图所示，一半径为的圆形线圈共匝，在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的中心轴线以的转速匀速转动，当线圈转至中性面位置（图中位置）时开始计时（　　）
写出线圈内所产生的交变电动势的瞬时值表达式；
求线圈从图示位置开始在时的电动势的瞬时值；
求线圈从图示位置开始在s时间内的电动势的平均值。
参考答案：
① (V)　　②86.6 V　　③ V
例题
例9　（多选）某线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过它的磁通量Φ随时间变化的规律如图所示，则（　　）
时刻，穿过线圈的磁通量的变化率最大
时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为零
时刻，线圈中的感应电动势为零
时刻，线圈中的感应电动势最大
参考答案：CD
例题
例10　如图所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置时（　　）
穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大
穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大
穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小
穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小
参考答案：A
例题
例11　如图所示，虚线右侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，边长为的单匝正方形线圈的中轴线位于磁场边界，并与磁场方向垂直，线圈每条边电阻为。线圈绕中轴线以角速度匀速转动，从线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，经过时间，线圈中的感应电流为（　　）
参考答案：B
例题
例12　（多选）如图，一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，转动过程中产生感应电动势瞬时值（V），由该表达式可推知的物理量有（　　）
匀强磁场的磁感应强度
线圈的面积
穿过线圈的磁通量的最大值
线圈转动的角速度
参考答案：CD
例题
例13　（多选）有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示；图中、是一对固定的磁极，磁极间有一固定在绝缘转轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘接触的摩擦轮.如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电.下列说法正确的是（　　）
自行车匀速行驶时线圈中产生的是交流电
自行车的速度加倍，线圈中交变电流的周期加倍
小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关
知道摩擦轮和后轮的半径，就可以知道后轮转一
周的时间里电流方向变化的次数
参考答案：B
例题

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