3-2交变电流学案

自主探究 一．交变电流

________和________随时间做_________变化的电流叫做交变电流，简称交流（ ） ________不随时间变化的电流称为直流（ ）

大小和方向都不随时间变化的电流叫做_________电流 二．交变电流的产生 1．过程分析

d(c) a(b) a(b) d(c) a(b) d(c) d(c) a(b) B B B B B a(b) d(c)

甲 乙 丙 丁 戊 特殊位置 B与S的关系 磁通量Φ的大小 4个过程中 Φ的变化 电流方向 甲→乙 甲 乙 乙→丙 丙 丙→丁 丁 丁→甲 戊 磁通量Φ的变化率 t 2．结论：（1）在线圈转动时，磁通量最大时，磁通量的变化率 ， 磁通量为零时，磁通量的变化率 。

（2）中性面：_______________________________

磁通量___________

磁通量的变化率____________

特点

感应电动势e＝________，_______感应电流

感应电流方向________，线圈转动一周，感应电流方向改变______次

三．交变电流的变化规律

从中性面计时，t时刻线圈中的感应电动势e的推导： 1． 线圈转过的角度为θ=

2． ab边的线速度跟磁感线的夹角为

3． ab边的线速度大小为

4． ab边产生的电动势eab=

5．线圈产生的电动势e=

d(c) θ a(b) B 6.N匝线圈产生的电动势e= 结论：当线圈在均强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动： （1） 交流电的电动势按正弦规律变化，

（2） 当θ=900，即线圈处于 位置时，电动势最大，即电动势的峰

值Em= （3） 交流电流的电动势随时间变化规律为 （4） 当负载为电灯等纯电阻用电器时：

① 电流按正弦规律变化 ② 电压按正弦规律变化 例题：

1．两电路中的电流分别为图a和图b所示，试判断a、b是否为交变电流？

i i O O t t

a b

2．下图中哪些情况线圈中产生了交流电( )．

3.如图所示，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，转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值为e＝0.5sin(20t) V，由该表达式可推知以下哪些物理量( )．

A．匀强磁场的磁感应强度 B．线框的面积

C．穿过线框的磁通量的最大值 D．线框转动的角速度

练习1．下列各图中，表示交变电流的是( )．

2．矩形线框绕垂直于匀强磁场且沿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( )．

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，各边不切割磁感线

3.如图所示，一矩形线圈abcd，已知ab边长为l1，bc边长为l2，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω从图示位置开始匀速转动，则t时刻线圈中的感应电动势为( )．

A．0.5Bl1l2ωsin ωt B．0.5Bl1l2ωcos ωt C．Bl1l2ωsin ωt D．Bl1l2ωcos ωt

4.如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是( )． 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

5．正弦交变电动势的最大值出现在（ ） A．线圈经过中性面时

B．穿过线圈的磁通量为零时 C．穿过线圈的磁通量变化最快时 D．线圈边框的速度与磁感线垂直时

6．如图所示的100匝矩形线框绕OO′轴匀速转动，转速为120r/min。ab=cd=0.2m，ad=bc=0.1m，磁感应强度B＝1T，试求：

（1）线圈中产生的感应电动势的最大值是多少？ （2）感应电动势的瞬时表达式；

（3）线圈与外电路组成闭合电路时，总电阻为100Ω，从图示位置计时，求电流的瞬时表达式及t=1/12s时的电流。

（4）从图示位置转过90°和180°的过程中，平均感应电动势分别为多大？

O

d a

B

c b O′