高考物理二轮复习讲义：交变电流
高三物理复习《十七、交变电流》(课件)
介绍：实际应用中各种各样的交变电流波形。
4、交流发电机： （1）主要组成部分：产生感应电动势的线圈和产生磁场的磁极。这两部分中转动的部分叫做转子，不转动的部分叫做定子。 （2）通常发电机是电枢线圈不转动，而是磁极转动，这种发电机叫做旋磁式发电机。 说明；①这样的发电机输出的电压一般不超过500V，电压过大会烧坏电刷和滑环。②发电机的转子是由蒸汽轮机、水轮机或其他动力机带电的。 例题分析：见《课课练》第1图象： （观看课件）
理论和实验都表明，通常所说交变电流的图象是正弦函数图象。
（2）它的电流变化规律：
分别表示交变电流随时间变化的瞬时值和最大值
（3）它的电压和电动势变化规律：
想一想：这两个公式中，哪个量表示的是瞬时值，哪个量表示的是最大值？
第十七章 交变电流 一、交变电流的产生的变化规律
1、交变电流的产生：（观看课件） 想一想： ①感应电流的方向可以用什么方法判断？ ②线圈转动到什么位置时感应电流的方向要改变一次？ 说明：“中性面”是指线圈平面跟磁感线垂直时的位置。当线圈转动到中性面时，电流的方向要发生改变，此时的瞬间电流最小（等于零）。
安徽物理《高考专题》(二轮)复习课件：专题五 第11讲恒定电流与交变电流
B.
l1 R0 l1 l2
l C. 2 R 0 l1
D.
l2 R0 l1 l2
【解析】选C。设MN之间的电压为U,则R0上的电压为:
UR
MP上的电压为: U M
U R0 R0 Rx
U l1 l 2 S S
l1 S
由题意UR=UM得:Rx= l2 R0,C项正确。
l1
相关物理量 滑动变阻器电阻R 电路总电阻R总 干路总电流I
变化情况 增大 _____ _____ 增大
减小 _____
增大 _____
路端电压U
【解析】选A。法一 程序法:
触头由中点滑向b端时,外电路总电阻增大,干路电流减小,由 U=E-Ir知路端电压U增大,故 示数增大;由U1=IR1知定值电阻R1
热效应 定义。 (3)有效值:由电流的_______
n (4)平均值: E =______ t 。
3.变压器的四个基本关系:
P入=P出 。 (1)功率关系:______
U1 n1 (2)电压关系:__________ 。 U2 n 2 I1 n 2 (3)电流关系:__________ 。 I2 n1
轴为r1,cd距OO′轴为r2, 则有:eab=BL1ωr1sinωt ecd=BL1ωr2sinωt 线圈中的感应电动势为:e1=eab+ecd=BL1L2ωsinωt 中的感应电动势为: ① ② ③
(2)t时刻线圈平面与中性面的夹角为ωt+φ0,则由③式知线圈
e2=BL1L2ωsin(ωt+φ0)
2.(2012·安徽高考)图甲是交流发电机模型示意图。在磁感应
强度为B的匀强磁场中,有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直 于磁感线的轴OO′转动,由线圈引出的导线ae和df分别与两个 跟线圈一起绕OO′转动的金属圆环相连接,金属圆环又分别与 两个固定的电刷保持滑动接触,这样矩形线圈在转动中就可以 保持和外电路电阻R形成闭合电路。图乙是线圈的主视图,导线 ab和cd分别用它们的横截面来表示。已知ab长度为L1,bc长度
高考物理电磁交变电流知识点总结
高考物理电磁交变电流知识点总结高考物理中，电磁交变电流是一个重要的知识点。
下面将对电磁交变电流的相关知识点进行总结。
1. 交变电流和直流电流的区别：交变电流和直流电流是相对而言的。
直流电流是指电流方向不变的电流，电流大小保持不变；而交变电流是指电流的方向和大小都随时间不断变化的电流。
2. 电磁感应定律：电磁感应定律是描述磁场变化对电路中感应电动势产生的作用的定律。
根据电磁感应定律，当磁场发生变化时，会在电路中产生感应电动势，从而产生感应电流。
3. 交流电路中的电感、电容和电阻：在交流电路中，电感、电容和电阻的相互作用对电路中的电流和电压起着重要影响。
- 电感对交流电流的作用：电感（线圈）对高频交流电有较大的阻碍作用，在电路中产生感抗（XL）。
- 电容对交流电流的作用：电容对低频交流电有较大的阻碍作用，在电路中产生容抗（XC）。
- 电阻对交流电流的作用：电阻对交流电流的阻碍作用不变，产生的阻抗（R）是常数。
4. 交流电压的表示方式：交流电压的大小可用有效值（也称为RMS值）表示，即将交流电压的平方值取平均后开根号。
有效值与直流电压相等时，二者具有相同的功率传输能力。
5. 交流电路中的频率：交流电路中，频率（f）是指单位时间内交流电流或电压的变化次数。
频率的单位是赫兹（Hz）。
交流电路中的频率对电路中元件的选择和性能有重要影响。
6. 交流电路中的有功功率和无功功率：- 有功功率：在交流电路中，电阻所消耗的功率称为有功功率，用来产生有用的功效。
- 无功功率：在交流电路中，电感和电容所消耗的功率称为无功功率，没有直接做功用。
7. 交流电路中的复数表示法和相量图表示法：- 复数表示法：利用复数表示交流电压和电流的大小和相位关系。
例如，电压U和电流I可以用复数U=U'+jU''和I=I'+jI''表示，其中U'、I'表示电压和电流的幅值，U''和I''表示电压和电流的相位差。
2023高考总复习讲义——交变电流
专题十三交变电流一、交变电流1．恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流．2．交变电流：大小和方向随时间作周期性变化的电流．3．正弦交变电流：电流随时间按正弦规律变化的电流．二、正弦交变电流的产生和表述1．产生：闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．中性面——①线圈平面垂直于磁场②穿过线圈的磁通量最大③线圈平面通过中性面时感应电动势为零④线圈平面每转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次。
线圈转动一周，线圈中电流方向改变两次．2．正弦式交变电流瞬时值表达式：(1)当从中性面开始计时：电动势瞬时值表达式为e＝E m sin_ωt.当正弦交变电流的负载为灯泡等用电器时，负载两端的电压u、流过的电流i也按正弦规律变化，即u＝U m sin_ωt，i＝I m sin_ωt.(2)当从与中性面垂直的位置开始计时：e＝E m cos_ωt.3．正弦式交变电流的峰值表达式：E m＝NSBω4．正弦式交变电流的图像及应用：从中性面计时从平行面计时【例1】如下图所示图像中属于交流电的有()【例2】线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生的交变电流的图像如图4所示，由图中信息可以判断()图4A．在A和C时刻线圈处于中性面位置B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C．从A～D线圈转过的角度为2πD．若从O～D历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次练习：一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图6甲所示，则下列说法中正确的是()图6A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直B．t＝0.01 s时刻，Φ的变化率最大C．t＝0.02 s时刻，交变电动势达到最大D．该线圈产生的相应交变电动势的图像如图乙所示【例3】如图7所示，线圈的面积是0.05 m 2，共100匝，匀强磁场的磁感应强度B ＝1π T ，当线圈以300 r/min 的转速匀速旋转时，求：图7(1)若从线圈的中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式．(2)从中性面开始计时，线圈转过130 s 时电动势瞬时值多大？答案 (1)e ＝50sin(10πt )V (2)43.3 V解析 (1)n ＝300 r /min ＝5 r/s ，因为从中性面开始转动，并且求的是瞬时值，故 e ＝E m sin ωt ＝NBS ·2πn sin (2πnt )＝50sin (10πt )V(2)当t ＝130 s 时，e ＝50sin (10π×130)V ≈43.3 V练习1：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50 V ，那么该线圈由图5所示位置转过30°，线圈中的感应电动势大小为( )图5A ．50 VB ．25 3 VC ．25 VD ．10 V练习2：交流发电机在工作时电动势为e ＝E m sin ωt ，若将发电机的转速提高一倍，同时将线圈所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为( )A ．e ′＝E m sin ωt 2B ．e ′＝2E m sin ωt2C ．e ′＝E m sin 2ωtD ．e ′＝E m2sin 2ωt练习3：如图6所示，匀强磁场的磁感应强度为B ＝0.50 T ，矩形线圈的匝数N ＝100匝，边长L ab ＝0.20 m ，L bc ＝0.10 m ，以3 000 r/min 的转速匀速转动，若从线圈平面通过中性面时开始计时，试求：图6(1)交变电动势的瞬时值表达式；(2)若线圈总电阻为2 Ω，线圈外接电阻为8 Ω，写出交变电流的瞬时值表达式； (3)线圈由图示位置转过π/2的过程中，交变电动势的平均值．三、描述交变电流的物理量1、瞬时值：它是反映不同时刻交流电的大小和方向，正弦交流瞬时值表达式为：t e m ωεsin =，t I i m ωsin =.应当注意必须从中性面开始。
高考总复习《物理》交变电流ppt课件
(2)电容器对交变电流的阻碍作用
①容抗：电容器对交变电流阻碍作用的大小。 ②影响因素：电容器的电容越大，交流的频率越高，容
抗越小。 ③作用：“通交流，隔直流；通高频，阻低频”。 2．变压器 (1)工作原理 电流的磁效应、电磁感应。 (2)理想变压器的基本关系
①功率关系：P入＝P出。 ②电压关系：UU12＝nn12。 ③电流关系：n1I1＝n2I2(只有一个副线圈)。
C．线圈A的感应电动势的瞬时值表达式为
e＝500π·cos 5πt(V)
D．线圈B在t＝0.3 s时刻时，感应电流为零
解析：由图象可得 Ta＝0.4 s，Tb＝0.6 s，则转速 na＝T1a＝2.5 r/s，nb＝T1b ＝53 r/s，所以线圈 A 与线圈 B 转速之比为 3∶2，A 错误；线圈 A、B 中产生的最大电动势分别为 Ema＝NaΦmaωa＝NaΦma2Tπa＝10×10×02.π4 V ＝500π V，Emb＝NbΦmbωb＝30×5×02.π6 V＝500π V，所以线圈 A 与线 圈 B 产生的最大电动势之比为 1∶1，B 错误；在 t＝0 时刻，线圈 A 的感应电动势最大，因此感应电动势的瞬时值表达式为 e＝ 500πcos 5πt(V)，C 正确；在 t＝0.3 s 时刻，通过线圈 B 的磁通量为零， 磁通量的变化率最大，故感应电流最大，D 错误。 答案：C
考点一 交变电流及描述交变电流的物理量 1．交变电流
(1)产生：线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
(2)两个特殊位置的特点：
①线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，
ΔΦ Δt
＝0，
e＝0，i＝0，电流方向将发生改变。
②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，
ΔΦ Δt
2023年高考物理热点复习：交变电流的产生和描述(附答案解析)
第1页（共21页）2023年高考物理热点复习：交变电流的产生和描述
【2023高考课标解读】
1．掌握交变电流、交变电流的图象
2．掌握正弦交变电流的函数表达式，峰值和有效值
【2023高考热点解读】
一、交变电流的产生
1．产生
如图所示，将闭合线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
2．交变电流
(1)定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。
(2)按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流。
3．正弦式交变电流
(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
(2)函数表达式(线圈在中性面位置开始计时)
①电动势e 随时间变化的规律：e ＝E m sin ωt 。
②负载两端电压u 随时间变化的规律：u ＝U m sin_ωt 。
③电流i 随时间变化的规律：i ＝I m sin_ωt 。
其中ω等于线圈转动的角速度，E m ＝nBl 1l 2ω＝nBSω。
(3)图象(如图所示
)
甲乙
丙。
高考物理二轮复习讲义：交变电流
高考物理交变电流辅导讲义一、课堂导入我们的日常生活离不开电，城市的灯火辉煌、工厂里的机器轰鸣，一切都离不开电。
长江三峡水力发电站已投入生产，各地火力发电厂比比皆是，它们的共同之处就是生产和输送的大多都是交变电流(如图是实验室手摇发电机产生的交变电流)。
什么是交变电流？与直流电流有什么不同？它又是如何产生的呢？发电站中的发电机能把天然存在的能量资源(如风能、水能、核能等)转化成电能(如图)，通过高压输电线路，将电能输送到乡村、工厂、千家万户。
来自发电厂的电有什么特性？我们怎样才能更好地利用它？这一章我们就来学习与此相关的内容。
新疆达坂城风力发电站三、本节知识点讲解1.交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。
注：大小不变方向改变的电流也是交变电流。
2．直流电：方向不随时间变化的电流。
交变电流的产生1．产生：在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是交变电流，实验装置如图所示。
2．过程分析：如图所示。
(图A)(图B)(1)如图A所示：线圈由甲位置转到乙位置过程中，电流方向为a→b→c→d。
线圈由乙位置转到丙位置过程中，电流方向为a→b→c→d。
线圈由丙位置转到丁位置过程中，电流方向为b→a→d→c。
线圈由丁位置转到戊位置过程中，电流方向为b→a→d→c。
(2)如图B所示：在乙位置和丁位置时，线圈垂直切割磁感线，产生的电动势和电流最大；在甲位置和丙位置时，线圈不切割磁感线，产生的电动势和电流均为零。
3．两个特殊位置物理量的特点特别提醒：1线圈每经过中性面一次，线圈中感应电流就要改变方向。
2线圈转一周，感应电流方向改变两次。
典型例题：1、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→bD．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零解析：线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次。
2022年高考物理二轮专题复习讲义：专题14 交变电流
高考物理一轮复习专题14 交变电流【考点预测】预测高考中交变电流考点主要考查：一考查正弦交变电流的产生过程，正弦交变电流的产生过程要做到“情、数、形”三者相统一。
“情”就是物理情景，即线圈在磁场中转动的情形；“数”就是用数学表达式表示交变电流的产生过程；“形”就是用图象表示交变电流的产生过程。
在这三者中已知其一，便知其二。
交流电路的分析与计算考查的知识点主要是交流电的产生、有效值与瞬时值的计算．要求能对正弦交流电的函数表达式、图象表示法有正确的理解，能利用函数关系式或图象求解涉及交流电的“四值”问题，特别要注意交流电四值适用的场合．变压器电路考查的内容主要有两个方面：一是变压器原、副线圈电路中的电流、电压与电功率的求解，求解过程中注意相应的制约关系，同时对于动态变化过程的分析，可以借助于直流电路的动态分析方法，结合原、副线圈中电流、电压与功率的关系进行判断．二是应用变压器进行远距离输电的分析，对于远距离输电，关键在输电导线损耗功率的计算上，注意选用正确的求解公式．【考点定位】交流电路部分由于与工农业生产和日常生活紧密结合，在近几年的高考中考查的频度较高，重点考查交流电有效值、变压器的有关知识．考查的形式多以难度中等或中等偏下的选择题、填空题出现，但也有以计算题的形式出现．本考点是电磁感应的应用和延伸．高考对本章知识的考查主要体现在"三突出"：一是突出考查交变电流的产生过程；二是突出考查交变电流的图象和交变电流的四值；三是突出考查变压器．一般试题难度不大，且多以选择题的形式出现．对于电磁场和电磁波只作一般的了解．本考点知识易与力学和电学知识综合，如带电粒子在加有交变电压的平行金属板间的运动，交变电路的分析与计算等．同时，本考点知识也易与现代科技和信息技术相联系，如"电动自行车"、"磁悬浮列车"等．另外，远距离输电也要引起重视．尤其是不同情况下的有效值计算是高考考查的主要内容；对变压器的原理理解的同时，还要掌握变压器的静态计算和动态分析．【考点PK】考点1、交变电流的产生及变化规律电感和电容【例1】在图A-13-55-5所示电路中，L为电感线圈，R为灯炮，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交变电流源的电压u=220sinl00πt(V)．若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100 Hz，下列说法正确的有( )A．电流表示数增大B．电压表示数增大C．灯泡变暗D．灯泡变亮【解析】由u=220sinl00πt(v)可得电源原来的频率为．当电源由原来的50Hz增为100Hz时，线圈的感抗增大；在电压不变的情况下，电路中的电流减少，选项A错误，灯泡的电阻R是一定的，电流减小时，实际消耗的电功率(P=I2R)减小，灯泡变暗，选项C正确，D错误．电压表与电感线圈并联，其示数为线圈两端的电压，设灯泡两端电压为，则电源电压的有效值为．因，故电流减小时，减小．因电源电压有效值保持不变，故增大，选项B正确．考点2、变压器电能的输送【例2】在绕制变压器时，某人将2个线圈误绕在如图A-13-56-4 所示的变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，而另一半则通过中间的臂，已知线圈1和2的匝数比为2：1，在不接负载的情况下( ) A．当线圈1输入电压为200 V时，线圈2输出电压为110 VB．当线圈l输入电压为220 V时，线圈2输出电压为55 VC．当线圈2输入电压为110 V时，线圈1输出电压为220 VD．当线圈2输入电压为110 V时，线圈l输出电压为110 V【解析】当线圈1接220V的交流电压时，设穿过线圈1的磁通量为Ф，依题意则穿过线圈2的磁通量为，若线圈1的匝数为n，则线圈2的匝数为，根据法拉第电磁感应定律得；；整理得。
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高考物理交变电流辅导讲义一、课堂导入我们的日常生活离不开电，城市的灯火辉煌、工厂里的机器轰鸣，一切都离不开电。
长江三峡水力发电站已投入生产，各地火力发电厂比比皆是，它们的共同之处就是生产和输送的大多都是交变电流(如图是实验室手摇发电机产生的交变电流)。
什么是交变电流？与直流电流有什么不同？它又是如何产生的呢？发电站中的发电机能把天然存在的能量资源(如风能、水能、核能等)转化成电能(如图)，通过高压输电线路，将电能输送到乡村、工厂、千家万户。
来自发电厂的电有什么特性？我们怎样才能更好地利用它？这一章我们就来学习与此相关的内容。
新疆达坂城风力发电站三、本节知识点讲解1.交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。
注：大小不变方向改变的电流也是交变电流。
2．直流电：方向不随时间变化的电流。
交变电流的产生1．产生：在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是交变电流，实验装置如图所示。
2．过程分析：如图所示。
(图A)(图B)(1)如图A所示：线圈由甲位置转到乙位置过程中，电流方向为a→b→c→d。
线圈由乙位置转到丙位置过程中，电流方向为a→b→c→d。
线圈由丙位置转到丁位置过程中，电流方向为b→a→d→c。
线圈由丁位置转到戊位置过程中，电流方向为b→a→d→c。
(2)如图B所示：在乙位置和丁位置时，线圈垂直切割磁感线，产生的电动势和电流最大；在甲位置和丙位置时，线圈不切割磁感线，产生的电动势和电流均为零。
3．两个特殊位置物理量的特点特别提醒：1线圈每经过中性面一次，线圈中感应电流就要改变方向。
2线圈转一周，感应电流方向改变两次。
典型例题：1、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→bD．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零解析：线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次。
线圈处于图示位置时，ab边向右运动，ab边的感应电流方向为a→b；线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大。
2.如图所示图象中属于交流电的有()解析：选ABC.A、B、C选项中e的大小和方向均做周期性变化，故它们属于交流电，正确选项为A、B、C.3.下列线圈中产生了交流电流的是()图5－1－13解析：选BCD.由正弦式交流电的产生条件可知，轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状没有特别要求．二、交变电流的规律分析1．瞬时值表达式的推导若线圈平面从中性面开始转动，如图所示，则经时间t(1)线圈转过的角度为ωt(2)ab 边的线速度跟磁感线方向的夹角θ＝ωt(3)ab 边转动的线速度大小：v ＝ωR ＝ωLad 2(4)ab 边产生的感应电动势：eab ＝BLabvsinθ＝BSω2sinωt (5)整个线圈产生的感应电动势：e ＝2eab ＝BSωsinωt ，若线圈为n 匝，e ＝nBSωsinωt2．峰值表达式由e ＝NBSωsinωt 可知，电动势的峰值Em ＝NBSω＝NΦmω，与线圈的形状及转轴位置无关特别提醒：1若线圈从中性面开始计时，e＝Emsinωt。
若线圈从位于与中性面垂直的位置开始计时，e＝Emcosωt，所用瞬时值表达式与开始计时的位置有关。
2物理学中，正弦交变电流与余弦交变电流都统称为正弦式交变电流，简称正弦式电流。
3交变电动势的峰值Em＝NBSω，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。
当线圈转到穿到线圈的磁通量为0的位置时，取得此值。
典型例题：1、矩形线圈在磁场中匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50V，那么该线圈绕轴OO′由图所示位置转过30°，线圈中的感应电动势大小为()A．50V B．253VC．25V D．10V解析：由题示条件知：交变电流瞬时值表达式为e＝50cosωt＝50cosθ，当θ＝30°时，e＝253V，B对。
2、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()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图转动轴与磁场方向平行，而不是垂直。
3、线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图可知()A．在A、C时刻线圈处于中性面位置B ．在B 、D 时刻穿过线圈的磁通量为零C ．从A 时刻到D 时刻线圈转过的角度为πD ．若从0时刻到D 时刻经过0.02s ，则在1s 内交变电流的方向改变100次解析：A 、C 时刻感应电流最大，线圈位置与中性面垂直，B 、D 时刻感应电流为零，线圈在中性面，此时磁通量最大。
从A 时刻到D 时刻线圈转过角度为3π2。
若从0时刻到D 时刻经过0.02s ，则T ＝0.02s ，则在1s 内交变电流的方向改变10.02×2＝100次，故D 正确。
4、一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示。
则下列说法正确的是( )A ．t ＝0时刻，线圈平面与中性面垂直B ．t ＝0.01s 时刻，Φ的变化率最大C ．t ＝0.02s 时刻，交流电动势达到最大D ．该线圈相应产生的交流电动势的图象如图乙所示解析：由题图甲可知，t ＝0和t ＝0.02s 时刻，Φ值最大，线圈平面恰在中性面位置，感应电动势为零，而Φ－t 图象在t ＝0.01s 和t ＝0.03s 时刻切线的斜率最大，即Φ的变化率最大，交流电动势达到最大值。
5、如图所示，匀强磁场B ＝0.1T ，所用矩形线圈的匝数N ＝100，边长lab ＝0.2m ，lbc ＝0.5m ，以角速度ω＝100πrad/s 绕OO′轴匀速转动．当线圈平面通过中性面时开始计时，试求：(1)线圈中感应电动势随时间变化的表达式。
(2)由t ＝0至t ＝T 4过程中的平均电动势值。
课堂小结：正弦式交变电流的图象1．正弦交变电流随时间变化情况可以从图象上表示出来，图象描述的是交变电流随时间变化的规律，它是一条正弦曲线，如图所示。
2．从图象中可以解读到以下信息：(1)交变电流的最大值Im、Em。
(2)因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零，磁通量最大，所以可确定线圈位于中性面的时刻。
(3)可找出线圈平行磁感线的时刻。
(4)判断线圈中磁通量的变化情况。
(5)分析判断i、e随时间的变化规律。
特别提醒：解决图象问题的基本方法：一看：看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“点”。
二变：掌握“图与图”、“图与式”和“图与物”之间的变通能力。
三判断：结合图象和公式进行正确分析和判断。
典型例题：1、对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列说法中正确的是()A ．电流大小变化，方向不变，是直流电B ．电流大小、方向都变化，是交流电C ．电流的周期是0.02s ，最大值是0.2AD ．电流做周期性变化，是交流电解析：方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的特征。
因为在此坐标系中电流的方向用正负表示，所以此电流的方向没有改变，是直流电，A 正确，B 、D 错；由图象可以看出电流的周期是0.01s ，而不是0.02s ，C 错误。
2、如图所示，虚线OO′的左边存在着方向垂直于纸面向里的匀强磁场，右边没有磁场。
单匝矩形线圈abcd 的对称轴恰与磁场右边界重合，线圈平面与磁场垂直。
线圈沿图示方向绕OO′轴以角速度ω匀速转动(即ab 边先向纸外、cd 边先向纸里转动)，规定沿a→b→c→d→a 方向为感应电流的正方向。
若从图示位置开始计时，下列四个图象中能正确表示线圈内感应电流i 随时间t 变化规律的是( )解析：0～T 4内，ab 一侧的线框在磁场中绕OO′转动产生正弦交变电流，由楞次定律得电流方向为d→c→b→a 且越来越大；T 4～T 2内，ab 一侧线框在磁场外，而dc 一侧线框又进入磁场，产生交变电流，电流方向为d→c→b→a 且越来越小，以此类推，可知i －t 图象为B 。
3.交流发电机在工作时的电动势e ＝E m sin ωt .若将线圈匝数、线圈面积都提高到原来的两倍，其他条件不变，则电动势变为( )A ．e ＝2E m sin ωtB ．e ＝4E m sin ωtC ．e ＝12E m sin ωtD ．e ＝14E m sin ωt 解析：选B.由电动势最大值表达式E m ＝NBSω，N 、S 变为原来的两倍，则最大值变为4E m ，故B 正确．练一练：1.如图是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感应电动势的图象，根据图象可知()A．此感应电动势的瞬时表达式为e＝200sin0.02t VB．此感应电动势的瞬时表达式为e＝200sin100πt VC．t＝0.01 s时，穿过线圈的磁通量为零D．t＝0.02 s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大答案：B2.一台旋转电枢式交流发电机，在正常工作时的正弦电动势e＝2202sin100πt(V)，由于超负荷使电枢转速降低了110，这时的电动势是() A．e＝2202sin100πt(V)B．e＝2202sin90πt(V)C．e＝1982sin100πt(V)D．e＝1982sin90πt(V)解析：选D.由于超负荷，使电枢转速降低了110，即转速为原来的910，n′＝0.9n，所以电动势最大值E′m＝NBSω′＝NBS2πn′＝0.9E m＝0.9×220 2 V＝1 98 2 V，角速度ω′＝2πn′＝2π×0.9n＝0.9ω＝0.9×100 πrad/s＝90 π rad/s.3.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．当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规律变化，则在t＝π2ω时刻() A．线圈中的电流最大B．穿过线圈的磁通量为零C．线圈所受的安培力为零D．线圈中的电流为零解析：选CD.t＝π2ω＝T4，此时线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，B错误，由于此时感应电动势为零，所以线圈中电流为零．线圈所受的安培力为零，A错误，C、D正确．4.矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示，下列结论正确的是()A．在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，电动势最大B．在t＝0.2 s和t＝0.4 s时，电动势改变方向C．电动势的最大值是157 VD．在t＝0.4 s时，磁通量变化率最大，其值为3.14 Wb/s解析：选CD.E m＝nBωS＝nΦm·2πT＝50×0.2×2π0.4V＝50π V＝157 V，ΔΦΔt＝E mn＝50π50Wb/s＝π Wb/s＝3.14 Wb/s.5.如图所示，甲、乙两个并排放置的共轴线圈，甲中通有如图所示的电流，则()A．在t 1到t2时间内，甲乙相吸B．在t2到t3时间内，甲乙相斥C．t1时刻两线圈间作用力为零D．t2时刻两线圈间吸引力最大解析：选ABC.甲回路电流的磁场减弱时，由楞次定律知，乙回路将产生与甲同向环绕的感应电流．甲、乙电流之间通过磁场发生相互作用，甲、乙相吸．同理，当甲中电流增强时，甲、乙互相排斥，故A、B选项都正确．t1时刻，甲中电流产生的磁场变化率为零，则乙线圈感生电流瞬时值为零，而t2时刻，甲中的电流变化最快，乙中感生电流最强，但此时甲中电流瞬时值为零，所以t1、t2时刻，甲、乙电流间相互作用力为零，C正确，D错误．1.周期T：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫交变电流的周期。