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2012高二物理课件：第二章第一节认识交变电流（粤教版选修3-2）

上传时间: 2014-08-17

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第二章交变电流

第一节

认识交变电流

知识点 1 交变电流的概念

大小和方向

1．交变电流的定义：____________都随时间作___________

的电流叫交变电流，简称交流电．

周期性变化

2．波形图：电流或电压随时间变化的图象．

3．示波器：能够直观显示电信号随时间变化的情况的一种

常用的电子仪器．

4．我们日常生活和生产中所使用的交变电流是按正弦规律

变化的．图 2－1－1 是用示波器观察到的正弦交流电随时间变

化的图象．

图 2－1－1

5．注意

大小和方向都不变

(1)___________________的电流叫恒定电流；___________

_________的电流也是直流电．

(2)大小不变而方向改变的电流也是交变电流．如图 2－1

－2 中的甲是交流电，乙则是直流电．

图 2－1－2

知识点2 交变电流的产生及其变化规律

1．交变电流产生的原理和条件：

图 2－1－3

如图 2－1－3 所示，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴

做匀速转动的线圈能产生大小和方向都随时间变化的交变电

流．图中交变电流实际上是 ab、cd 边做切割磁感线运动产生的．

2．中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置叫中性面．

3．交变电流的变化规律

(1)大小变化的规律

①当线圈经过中性面时，通过线圈的磁通量最大，感应电

动势最小为零，感应电流为零[如图 2－1－3 中(a)，(c)，(e)位置]．

②当线圈与磁感线平行时，通过线圈的磁通量最小，感应

电动势最大，线圈中的感应电流也最大[如图 2－1－3 中(b)，(d)

位置]．

故线圈离开中性面时，感应电动势、感应电流变大，线圈

回到中性面时感应电动势、感应电流变小．

(2)方向变化的规律

线圈每经过一次中性面时，感应电流的方向就改变一次，

一个周期线圈要两次经过中性面，故线圈转动一周感应电流的

方向改变两次．

【例题】(双选)矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向

的轴匀速转动，以下正确的是(

)

A．在中性面时，通过线圈的磁通量最大

B．在中性面时，感应电动势不为零

C．穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零

D．线圈每通过一次中性面，电流方向改变一次

解析：中性面是线圈在磁场中运动但不产生感应电动势的

位置，是线圈的每一条边都不切割磁感线的位置，是线圈平面

与磁感线垂直的位置，是穿过线圈的磁通量最大的位置，所以

A 选项正确，B、C 选项错误．由楞次定律(或右手定则)知，在

中性面处穿过线圈的磁场的方向不发生变化，但磁通量的增减

情况发生了变化，决定感应电流方向的两个因素中若是其中一

个因素发生变化，感应电流方向必然发生变化，故D 选项正确．

答案：AD

1．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时，

下列说法正确的是( )

A．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大

B．穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大

C．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零

D．穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零

解析：当线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，线

圈中的感应电动势等于零．

题型1

交变电流及其变化规律的理解

【例题】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，磁场方向平行于纸面并与 ab 垂直．在 t＝0 时

刻，线圈平面与纸面重合(如图 2－1－4 所示)，线圈的 cd 边离

开纸面向外运动．若规定由 a→b→c→d→a

方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应

电流 i 随时间 t 变化的图线是(

)

图 2－1－4

解析：用图象来表达线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交

变电流的变化情况，首先确定初值，其次确定大小变化的情况，

从而确定曲线的走向．

在 0 时刻cd 边离开纸面向外运动，由右手定则可知产生的

感应电流方向是a→b→c→d→a，即题中的正方向．并且由图

知，线圈所处的位置与磁感线平行，线圈中的感应电动势和感

应电流都达最大值，故从几个图象中应确认为C 正确．

答案：C

1．(双选)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势 e

－t 图象如图 2－1－5 所示，则在以下时刻正确的是( )

A．t1、t3 线圈通过中性面

B．t2、t4 线圈中磁通量最大

C．t1、t3 线圈中磁通量变化率最大

D．t2、t4 线圈平面与中性面垂直

图 2－1－5

解析：中性面时，磁通量最大，感应电动势为零，线圈平

面与磁感线平行时，磁通量最小，感应电动势最大．

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