第3讲　习题课　交变电流的产生及描述

[目标定位]　1.进一步熟悉交变电流的产生过程，能够求解交变电流的瞬时值.2.进一步理解交变电流图象的物理意义.3.知道交变电流"四值"的区别，应用"四值"求解相关问题．

1．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时产生正弦式交变电流，感应电动势的瞬时值表达式e＝Emsin_ωt(从中性面开始计时)．

2．交变电流感应电动势的最大值Em＝nBSω，即最大值由线圈匝数n、磁感应强度B、转动角速度ω及线圈面积S决定，与线圈的形状、转轴的位置无关(填"有关"或"无关")．

3．线圈在转动过程中的平均感应电动势，要用法拉第电磁感应定律计算，即＝n.

4．正弦交流电的有效值U＝，I＝.其他非正弦交流电的有效值根据有效值的定义求解.

一、交变电流的瞬时值及图象问题

1．求解感应电动势瞬时值

(1)确定线圈转动从哪个位置开始；

(2)确定线圈转动的角速度ω(以rad/s作单位)；

(3)确定感应电动势瞬时值表达式．

2．正弦交流电的图象是一条正弦曲线，从图象中可以得到以下信息：

(1)周期(T)和角速度(ω)：线圈转动的角速度ω＝.

(2)峰值(Em，Im)：图象上的最大值，可计算出有效值E＝，I＝.

(3)瞬时值：每个"点"表示某一时刻的瞬时值．

(4)可确定线圈位于中性面的时刻，也可确定线圈平行于磁感线的时刻．

(5)判断线圈中磁通量Φ及磁通量变化率的变化情况．

例1　一个匝数N＝100 匝的平面线圈所包围的面积S＝0.02 m2，在磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴以角速度ω＝100π rad/s匀速转动时，在线圈中产生交流电，若自线圈通过中性面时开始计时，那么选项中能够反映线圈中感应电动势随时间变化的图象是(　　)