《交变电流的描述》课件2
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认识交变电流第二节交变电流的描述
根据欧姆定律，纯电阻电路中的电流 大小与电压成正比，而与频率无关。
电感对交变电流阻碍作用
1 2
感抗
电感对交变电流具有阻碍作用，这种阻碍作用称 为感抗。感抗的大小与电感量L和交变电流的频 率f成正比。
电流滞后电压90度
在电感电路中，交变电流的电流相位滞后于电压 相位90度。
3
储存磁场能量
电感在交变电流作用下会储存磁场能量，并在电 流减小时释放能量。
合理配置用电设备
加强员工安全培训
企业应根据生产需要合理配置用电设备， 避免设备超负荷运行，降低能耗和生产成 本。
企业应加强对员工的用电安全培训，提高 员工的安全意识和操作技能，确保员工能 够正确使用和维护设备。
城市轨道交通系统供电方式选择
直流供电方式
城市轨道交通系统可采用直流供电方式，通过整流器将交流 电转换为直流电供给列车使用。这种方式具有简单、可靠、 维护方便等优点，但需要较大的整流设备和较多的电缆。
交流供电方式
城市轨道交通系统也可采用交流供电方式，直接通过变压器 将高压交流电降压后供给列车使用。这种方式具有节省电缆 、减少电能损耗等优点，但需要解决列车运行时产生的谐波 和无功补偿等问题。
06 总结回顾与拓展延伸
关键知识点总结回顾
交变电流的产生
通过交流发电机产生，其基本 原理是电磁感应。
交变电流的周期性变化
在使用电器时，要注意用电安 全，不要随意拆卸、修理电器
，避免发生触电事故。
企业生产线上设备用电管理规范
严格执行用电安全制度
定期进行设备检查和维护
企业应建立用电安全管理制度，明确各级 管理人员和操作人员的职责，确保用电安 全。
企业应定期对生产线上的设备进行检查和 维护，确保设备处于良好状态，避免因设 备故障引发事故。
交变电流的描述课件-高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
答案 C
解析 由题图可知，当 t＝0.5×10－2 s 时，感应电动势最大，线圈平面与中性面
垂直，故 A 错误；当 t＝1×10－2 s 时，感应电动势为 0，线圈平面与中性面重合，
磁通量最大，磁通量变化率为 0，故 B 错误；该交流电的周期 T＝0.02 s，则线
圈转动角速度ω＝2π＝ 2π T 0.02
2
ω
线圈匀速转动一圈，外力做功大小等于电功的大小，即 W＝I2(R＋r)T＝RE＋2 rT
代入数据得 W≈98.6 J。 (4)从 t＝0 时起线圈转过 90°的过程中，流过电阻 R 的电荷量
q＝－I·Δt＝NRB＋ΔrS＝NRB＋l1lr2 代入数据得 q＝0.1 C。
大感应电动势为 Em＝nBSω＝200 V，电压的有效值为 U＝Em＝100 2 V。选项 A、 2
B 中，交变电压的有效值由 U＝Em可得，UA＝100 2 V，UB＝100 V；选项 时间内产生的热量相同，则有 U2T＝U21·2T＋ R R3
U22·1T，得 R3
C
C.交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍
D.频率为50 Hz的交变电流，其周期等于0.05 s
2.在匀强磁场中，匝数N＝100的矩形线圈绕垂直磁感线的转轴匀速 转动，线圈中产生的感应电动势随时间的变化规律如图3所示，则 下列说法正确的是( )A.t＝0.5×10－2 s时，线圈平面与中性面重 合B.t＝1×10－2 s时，线圈中磁通量变化率最大C.穿过线圈的最大磁 通量为1×10－3 WbD.线圈转动的角速度为50π rad/s
有效值计算方法
一.正(余)弦交流电有效值
若图像只有正(余)弦一
部分，则该部分有效值
仍可用公式计算 几点说明：
高中物理 第五章 交变电流 52 描述交变电流的物理量课件2高二选修32物理课件
12/9/2021
第四十页，共四十六页。
培优部落
解题技能⊳计算电阻上产生热量与通过电荷量的技巧
交变电流在通过电阻时既要产生热量也要通过电荷量，
在计算热量和电荷量时要分别利用电流的有效值和平均值，
分析此类问题时要注意以下三点：
(1)明确热量是与做功有关的物理量，所以求解电流产
生的热量要用电流的有效值来计算；
12/9/2021
第三十五页，共四十六页。
故 B 正确；计算电阻 R 上产生的焦耳热应该用有效值，则
π
电阻
R
产生的焦耳热为
Q
＝
I2Rt
＝
NBSω
2R＋r
2R·ω3
＝
πN62RB＋2S2rR2ω，故 C 错误；线圈由图示位置转过 60°时的电流
为瞬时值，则符合电流瞬时值表达式，大小为 i＝NRB＋Sωr sinπ3
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2．交变电流的相位 (1)相位 ①意义：“ωt＋φ”叫交变电流的相位，φ 是 t＝0 时的 相位，又叫初相位，它对交变电流大小和方向的确定起着重 要作用，可以用来判定交变电流的变化步调。 ②交变电流的瞬时值何时为零，何时最大，不单纯由时 间 t 决定，而是由 ωt＋φ 来确定。
第十六页，共四十六页。
(2)若不．是．正弦式交变电流，则必须根据电流的热．效．应． 来求解其有效值，且时间取一个周期。具体做法：假设让交
变电流通过电阻 R，计算交变电流在一个周期内产生的热量 Q(可分段计算)，其中热量 Q 用相应的物理量 I 或 U 来表示 (如 Q＝I2Rt 或 Q＝UR2t)，则 I 或 U 为交变电流的相应有效值。
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交变电流的描述课件-高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
峰值都相等。求两电阻的电功率之比。
甲 ：乙 =
：
=2：1
例2：通过某交流电流表的电流 i 随时间 t 变化的关系如图所示，该电流表的
示数是多少?
•
根据有效值的定义可得：
∙ + ∙ = ∙
解得I=5A，该电流表得示数为5A。
感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，则（
A．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面垂直
B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3
C．曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz
D．曲线b表示的交变电动势有效值为10 V
）
C
二、峰值和有效值
• Em、Im 、Um分别称为电动势、电流和电压的峰值（peak value），分别表示交流电
在一个周期内电动势、电流和电压所达到的最大值。
=
=
=
峰值
Em ＝NωBS
Im
Em NBSw
R总
R总
Um ＝ Im R外
二、峰值和有效值—峰值的应用
耐压值（最大值)
电容
➢ 电容器上的标称电压值（又叫耐压值或击穿
电压）是电容器两极间所允许电压的峰值。
1
T=
f
（3）由前2问，可知周期和频率有什么关系？
（4）在1s内电流方向变化多少次？
频率 f
2次 50 / s = 100次 / s
u/V
220 2
O
交变电流的描述(高中物理教学课件)完整版
0.707 m
正弦效交流电有效值与最大值关系I
Im 2
0.707Im
U
Um 2
0.707Um
思考与讨论：
设法证明正弦交流电最大值与有效值的定量关系？
e
e
e
εm
εm
T
εm/ 2
0
t0
Tt 0
Tt
等价
让最大值、周期相同的两个正弦和余弦交流电分别通过电阻R，
t时刻总功率 : P ( m sin t)2 ( m cost)2 m2 ，为定值
q I t
n t t
t n
R总
R总
R总
三.正弦式交变电流的公式和图像
我们用交变电流的周期和频率来描述电流（或电压） 的变化快慢，用峰值来描述变化过程中的最大值。如果 要详细描述交变电流的情况可以用公式和图像两种方式， 这两种描述可以全面记录和反映电流（或电压）每个时 刻的情2
I q It，一般用来求一段时间流过某横
截面的电量
q I t
n t t
t n
R总
R总
R总
二.四个值
注意四个值的区别：
①瞬时值——瞬时值是数值，不是表达式 ②最大值——电容器，二极管耐压值要超过最大 值才能保证正常工作
③有效值——和“功与能”有关，讲到1.功率， 热量；2.保险丝限流值；3.交流安培表、伏特表示 数；4.铭牌标称值；5.家用电压值等均为有效值 ④平均值——一般仅用于求电量
5
二.四个值
3.有效值：让交变电流与恒定电流分别通过大小
相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们
产生的热量相等，而这个恒定电流的电流与电压
分别为I、U，我们就把I、U叫作这一交变电流的
交变电流的描述 课件 -高二物理人教版(2019)选择性必修第二册
（3）我国提供市电的发电机转子的转速为3000r/min。
（ ×）
（4）交变电流的有效值总是小于峰值。（
（5）交变电流的峰值为有效值的 2 倍。（
）
√
）
×
课堂练习
2.关于交变电流的周期和频率,下列说法中正确的是(AC)
A．交变电流最大值连续出现两次的时间间隔等于周期的
一半
B．1 s内交变电流出现最大值的次数等于频率
角速度ω=100πrad/s，在1s内电流的方向变化100次
分析线圈的转动
e Em sin t
i I m sin t
u U m sin t
分析讨论
交变电流的电压随时间的变化图像如图所示，这个交变电
流的周期是多少？频率是多少？
二、峰值和有效值
1.有效值：让交流电和恒定电流通过同样的电阻，如果它们在相
C．交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍
D．50 Hz的交变电流，其周期等于0.05 s
人教版2019版选择性必修第二册
第三章 交变电流
3.2 交变电流的描述
一、周期和频率
周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫作它的周期，
通常用T表示，单位是秒。
频率：交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数。频率通常用f
表示，单位是赫兹。
1
f
T
1
T
f
T
2Leabharlann f 2
我国生产和生活所用交流电：周期 T=0.02s，频率f=50Hz
这个电流不是恒定电流。
1. 怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量？
2. 如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R，也
能在1s内产生同样的热，这个电流是多大？
（ ×）
（4）交变电流的有效值总是小于峰值。（
（5）交变电流的峰值为有效值的 2 倍。（
）
√
）
×
课堂练习
2.关于交变电流的周期和频率,下列说法中正确的是(AC)
A．交变电流最大值连续出现两次的时间间隔等于周期的
一半
B．1 s内交变电流出现最大值的次数等于频率
角速度ω=100πrad/s，在1s内电流的方向变化100次
分析线圈的转动
e Em sin t
i I m sin t
u U m sin t
分析讨论
交变电流的电压随时间的变化图像如图所示，这个交变电
流的周期是多少？频率是多少？
二、峰值和有效值
1.有效值：让交流电和恒定电流通过同样的电阻，如果它们在相
C．交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍
D．50 Hz的交变电流，其周期等于0.05 s
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第三章 交变电流
3.2 交变电流的描述
一、周期和频率
周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫作它的周期，
通常用T表示，单位是秒。
频率：交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数。频率通常用f
表示，单位是赫兹。
1
f
T
1
T
f
T
2Leabharlann f 2
我国生产和生活所用交流电：周期 T=0.02s，频率f=50Hz
这个电流不是恒定电流。
1. 怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量？
2. 如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R，也
能在1s内产生同样的热，这个电流是多大？
《交变电流》》课件
3 热电效应法
通过热电材料的热电效应可以产生电动势， 进而产生交变电流。热电材料的种类较多， 如铁素体材料等。
4 机械振荡法
通过机械振荡的运动引起导体的运动，从而 产生交变电动势。
测量方法
电磁式电流表法
电磁式电流表法是较为常见的电流测量方法， 它利用电流在电磁场中产生的力，测出电流的 大小。
电桥法
频率
交变电流的频率指单位时间内电流变化的次数， 通常以赫兹(Hz)为单位计量。
电压变化
交变电压与交变电流存在本质联系，通常情况 下交变电压与交变电流呈正弦波形变化。
特点
正弦波
正弦波是交变电流最常见的波形，也是电力系统中 最基本的波形。正弦波的频率不同，电流的性质对 系统的影响也不同。
可产生
交变电流可以通过变压器、电动机、发电机等电器 设备产生，其产生方法多样。
工业领域
家庭用电
在工业领域，交变电流广泛应用于电动机、电阻炉、 变压器、电弧焊接等方面。
在家庭用电中，交变电流用于供电、家电拍打等方 面。家庭用电的电压和功率较小。
城市建设
随着智能化技术的不断发展，交变电流在城市建设 中越来越广泛，如智能家居、公共交通、医疗设备
高科技领域
借助于交变电流的便携性和高效性能，交变电流在 航空航天、卫星制造等高科技领域得到了广泛应用。
电桥法是利用电桥的平衡条件，在测量对象和 标准电阻之间调整电桥参数，使电桥达到平衡 来测量电流。
电势式电流表法
电势式电流表法是根据欧姆定律，通过测量电 阻器两端的电压来测量电流大小。
霍尔电流传感器法
通过在电路中插入霍尔电流传感器，可以测量 交变电流的大小和方向，还可以测量交变电流 的功率等参数。
3.2交变电流的描述课件(21张PPT)
电流为I,让该交变电流和恒定电流分别通过
同一电阻(阻值为R),在一个周期(T=0.2 s)内,
该交变电流产生的热量
Q'=1 2 Rt1+2 2 Rt2=(4 2 A)2R×0.1 s+(-3 2 A)2R×0.1 s=5R
在一个周期内恒定电流通过该电阻产生的热量Q=I2RT=0.2 s·I2R。
项目
物理含义
重要关系
适用情况
瞬时值
交变电流某一
时刻的值
e=Emsin ωt
i=Imsin ωt
计算线圈某一时刻的受力情况
最大的瞬时值
Em=nBSω
m
Im=
确定用电器的耐压值
最大值
+
项目
物理含义
有 效
值
跟交变电
流的热效
应等效的
恒定电流
值
平 均
值
—
重要关系
m
E=
2
m
U=
I=
2
m
2
(正弦式交变电流)
Δ
=n Δ = +
适用情况
(1)计算与电流热效应相关的量
(如功率、热量);
(2)交流电表的测量值;
(3)电气设备标注的额定电压、
额定电流;
(4)保险丝的熔断电流
计算通过电路横截面的电荷量
知识拓展：电感器和电容器对交变电流的作用
1.电感器对交流电的阻碍作用
由于线圈与交变电流之间的电磁感应作用所引起的阻碍作
由Q=Q'得,I=5 A,即此交变电流的有效值I'=I=5 A。
新知探究
三、正弦式交变电流的公式和图像
如果已知交变电流的周期T或频率f,又知道它的电压的有效值或峰值,
同一电阻(阻值为R),在一个周期(T=0.2 s)内,
该交变电流产生的热量
Q'=1 2 Rt1+2 2 Rt2=(4 2 A)2R×0.1 s+(-3 2 A)2R×0.1 s=5R
在一个周期内恒定电流通过该电阻产生的热量Q=I2RT=0.2 s·I2R。
项目
物理含义
重要关系
适用情况
瞬时值
交变电流某一
时刻的值
e=Emsin ωt
i=Imsin ωt
计算线圈某一时刻的受力情况
最大的瞬时值
Em=nBSω
m
Im=
确定用电器的耐压值
最大值
+
项目
物理含义
有 效
值
跟交变电
流的热效
应等效的
恒定电流
值
平 均
值
—
重要关系
m
E=
2
m
U=
I=
2
m
2
(正弦式交变电流)
Δ
=n Δ = +
适用情况
(1)计算与电流热效应相关的量
(如功率、热量);
(2)交流电表的测量值;
(3)电气设备标注的额定电压、
额定电流;
(4)保险丝的熔断电流
计算通过电路横截面的电荷量
知识拓展：电感器和电容器对交变电流的作用
1.电感器对交流电的阻碍作用
由于线圈与交变电流之间的电磁感应作用所引起的阻碍作
由Q=Q'得,I=5 A,即此交变电流的有效值I'=I=5 A。
新知探究
三、正弦式交变电流的公式和图像
如果已知交变电流的周期T或频率f,又知道它的电压的有效值或峰值,
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【提示】 电动势按正弦规律变化 e＝Em sin ωt，仅限
于线框自中性面开始计时的情形；若线圈从磁感线与线圈平
面的平行位置开始计时，表达式变为 e＝nBSω cos ωt＝Em cos ωt.
用图象描述交变电流 1.基本知识 (1)物理意义：描述交变电流( 电动势e 、电流i 、电压u) 随时间t(或角度 ωt)变化的规律． (2)正弦式交变电流的图象．
的磁感应强度为 0.5 T．问：
(1)该线框产生的交变电流的电动势最大值、
电流最大值分别是多少？
图2－2－5
(2)写出感应电动势随时间变化的表达式．
(3)线框从图示位置转过 60°时，感应电动势的瞬时值是
多大？
【解析】 (1)交变电流电动势最大值为 Em＝2nBlv＝ 2nBlωl/2＝nBSω＝10×0.5×0.22×10πV＝6.28 V
整个一匝线圈产生的电动势：e＝2eab＝BSωsin ω t
n匝线圈产生的总电动势：e＝nBSωsin ω t
2．峰值的决定因素 (1)由 e＝nBSωsin ω t 可知，电动势的峰值 Em＝nBSω. (2)交变电动势最大值，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，与线圈的形状无关，与转 轴的位置无关，因此如图 2－2－4 所示几种情况，若 n、B、 S、ω 相同，则电动势的最大值相同．
图 2－2－4 (3)电流的峰值可表示为 Im＝nRB＋Sωr .
1．若线圈从中性面开始计时，e＝Em sin ωt.若线圈从 位于与中性面垂直的位置开始计时，e＝Em cos ωt，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
u＝Um sin ω t.
2．思考判断 (1)线圈在匀强磁场中匀速转动而产生交变电流，线圈转 动一周，感应电流方向改变一次．(×) (2)交变电 流的瞬时值的 表达式与线圈 的起始位置有 关．(√) (3)线圈在匀强磁场中匀速转动而产生交变电流，当线圈 位于中性面时，电动势的瞬时值最大．(×)
3．探究交流 交变电流的函数表达式都是按正弦规律变化的吗？
●新课导入建议 如图教 2－2－1 所示，当线圈转动时，电流表的指针会 左右摆动，表明流过电流表的电流方向是变化的．电流的大 小也是变化的，电流的大小和方向随时间如何变化呢，ห้องสมุดไป่ตู้节 课我们来探究这个问题．
图教 2－2－1
●教学流程设计
演示结束
课标解读
重点难点
1.能应用楞次定律和法拉第电磁
图 2－2－1
(3)几种不同类型的交变电流． 图 2－2－2
2．思考判断 (1)线圈在匀强磁场中转动产生交变电流，若从中性面开 始计时，电动势的瞬时表达式为 e＝Em sin ω t.(√) (2)线圈在匀强磁场中转动产生交变电流，若从中性面开 始计时，电动势的瞬时表达式为 e＝Em cos ω t.(×)
感应定律推导出正弦交流电的表 达式. 2.理解正弦交流电的函数表达式 ，并能利用交变电流的规律解决 实际问题. 3.理解正弦交流电的图象及应用. 4.在探究中培养学生的实验能力
1.正弦交流电表达式 的理解及应用．(重点) 2.正弦交流电图象的 理解及应用．(重点) 3.正弦交流电表达式 的推导过程．(难点)
1．导体切割磁感线的分析程序 若线圈平面从中性面开始转动，如图 2－2－3 所示：
图 2－2－3
则经时间 t：
线圈转过的角度为ω t
ab边的线速度跟磁感线方向的夹角θ＝ωt
ab边转动的线速度大小：v＝ωR＝ωL2ad
ab 边产生的感应电动势：eab＝BLab vsin θ ＝BS2ω sin ωt
应强度 B，转动角度 ω 及线圈面积 S 决定．当线圈转到穿过 线圈的磁通量为 0 的位置时，取得此值．
(2013·珠海期末)有一 10 匝正方形线
框，边长为 20 cm，线框总电阻为 1 Ω ，线框绕
OO′轴以 10π rad/s 的角速度匀速转动，如图 2
－2－5 所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场
和思维能力.
用函数表达式描述交变电流
1.基本知识
(1)线圈绕着垂直于磁场的轴匀速转动时，产生感应电动
势．
瞬时值：e＝ Em sinωt (从中性面开始计时)
峰值：Em＝ nBSω
．
(2)线圈和电阻组成闭合电路，电路中的电流．
瞬时值：i＝Im sin ω t.
峰值：Im＝
．
(3)闭合电路的路端电压
求解交变电动势瞬时值表达式的基本方法 1．确定线圈转动从哪个位置开始计时，以确定瞬时值表 达式是正弦规律变化还是余弦规律变化． 2．确定线圈转动的角速度． 3．确定感应电动势的峰值 Em＝nBSω.
第二节 交变电流的描述
教师用书独具演示
●课标要求 1．知道正弦交流电的推导过程． 2．会用函数表达式描述交流电． 3．会用图象描述交流电．
●课标解读 1．能熟练应用楞次定律和法拉第电磁感应定律推导正弦 交流电的表达式． 2．会用函数表达式描述交变电流，并能利用函数表达式 分析解决实际问题． 3．会用图象描述交变电流，并能解决实际问题． 4．培养学生实验能力和思维能力． ●教学地位 本节在上节课的基础上推出正弦交流电的规律，该节课 是交变电流的重点内容，也是以后各节学习的基础．
电流的最大值为 Im＝ERm＝6.128A＝6.28 A. (2)由于线框转动是从中性面开始计时的，所以瞬时值表
达式为 e＝Em sin ωt＝6.28 sin10 πt.
(3)线框转过 60°时，感应电动势 E＝Em sin 60°＝5.44 V.
【答案】 (1)6.28 V 6.28 A (2)e＝ 6.28 sin10π t (3)5.44 V
3．探究交流 交流电的正负表示其强弱吗？
【提示】 交流电有强弱变化，因为电流是标量，其正 负仅仅用来描述电流的方向，而不表示大小，尤其用图象描 述时，时间轴上方的电流为正，时间轴下方的电流为负，而 只有离时间轴远的点，电流才大．
正弦交变电流瞬时值、峰值表达 式的推导 【问题导思】 1．线圈在磁场中转动时产生的感应电动势与什么因素有 关？ 2．如何计算多匝线圈不垂直切割磁感线时产生的感应电 动势？ 3．峰值由哪些因素决定？
于线框自中性面开始计时的情形；若线圈从磁感线与线圈平
面的平行位置开始计时，表达式变为 e＝nBSω cos ωt＝Em cos ωt.
用图象描述交变电流 1.基本知识 (1)物理意义：描述交变电流( 电动势e 、电流i 、电压u) 随时间t(或角度 ωt)变化的规律． (2)正弦式交变电流的图象．
的磁感应强度为 0.5 T．问：
(1)该线框产生的交变电流的电动势最大值、
电流最大值分别是多少？
图2－2－5
(2)写出感应电动势随时间变化的表达式．
(3)线框从图示位置转过 60°时，感应电动势的瞬时值是
多大？
【解析】 (1)交变电流电动势最大值为 Em＝2nBlv＝ 2nBlωl/2＝nBSω＝10×0.5×0.22×10πV＝6.28 V
整个一匝线圈产生的电动势：e＝2eab＝BSωsin ω t
n匝线圈产生的总电动势：e＝nBSωsin ω t
2．峰值的决定因素 (1)由 e＝nBSωsin ω t 可知，电动势的峰值 Em＝nBSω. (2)交变电动势最大值，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，与线圈的形状无关，与转 轴的位置无关，因此如图 2－2－4 所示几种情况，若 n、B、 S、ω 相同，则电动势的最大值相同．
图 2－2－4 (3)电流的峰值可表示为 Im＝nRB＋Sωr .
1．若线圈从中性面开始计时，e＝Em sin ωt.若线圈从 位于与中性面垂直的位置开始计时，e＝Em cos ωt，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
u＝Um sin ω t.
2．思考判断 (1)线圈在匀强磁场中匀速转动而产生交变电流，线圈转 动一周，感应电流方向改变一次．(×) (2)交变电 流的瞬时值的 表达式与线圈 的起始位置有 关．(√) (3)线圈在匀强磁场中匀速转动而产生交变电流，当线圈 位于中性面时，电动势的瞬时值最大．(×)
3．探究交流 交变电流的函数表达式都是按正弦规律变化的吗？
●新课导入建议 如图教 2－2－1 所示，当线圈转动时，电流表的指针会 左右摆动，表明流过电流表的电流方向是变化的．电流的大 小也是变化的，电流的大小和方向随时间如何变化呢，ห้องสมุดไป่ตู้节 课我们来探究这个问题．
图教 2－2－1
●教学流程设计
演示结束
课标解读
重点难点
1.能应用楞次定律和法拉第电磁
图 2－2－1
(3)几种不同类型的交变电流． 图 2－2－2
2．思考判断 (1)线圈在匀强磁场中转动产生交变电流，若从中性面开 始计时，电动势的瞬时表达式为 e＝Em sin ω t.(√) (2)线圈在匀强磁场中转动产生交变电流，若从中性面开 始计时，电动势的瞬时表达式为 e＝Em cos ω t.(×)
感应定律推导出正弦交流电的表 达式. 2.理解正弦交流电的函数表达式 ，并能利用交变电流的规律解决 实际问题. 3.理解正弦交流电的图象及应用. 4.在探究中培养学生的实验能力
1.正弦交流电表达式 的理解及应用．(重点) 2.正弦交流电图象的 理解及应用．(重点) 3.正弦交流电表达式 的推导过程．(难点)
1．导体切割磁感线的分析程序 若线圈平面从中性面开始转动，如图 2－2－3 所示：
图 2－2－3
则经时间 t：
线圈转过的角度为ω t
ab边的线速度跟磁感线方向的夹角θ＝ωt
ab边转动的线速度大小：v＝ωR＝ωL2ad
ab 边产生的感应电动势：eab＝BLab vsin θ ＝BS2ω sin ωt
应强度 B，转动角度 ω 及线圈面积 S 决定．当线圈转到穿过 线圈的磁通量为 0 的位置时，取得此值．
(2013·珠海期末)有一 10 匝正方形线
框，边长为 20 cm，线框总电阻为 1 Ω ，线框绕
OO′轴以 10π rad/s 的角速度匀速转动，如图 2
－2－5 所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场
和思维能力.
用函数表达式描述交变电流
1.基本知识
(1)线圈绕着垂直于磁场的轴匀速转动时，产生感应电动
势．
瞬时值：e＝ Em sinωt (从中性面开始计时)
峰值：Em＝ nBSω
．
(2)线圈和电阻组成闭合电路，电路中的电流．
瞬时值：i＝Im sin ω t.
峰值：Im＝
．
(3)闭合电路的路端电压
求解交变电动势瞬时值表达式的基本方法 1．确定线圈转动从哪个位置开始计时，以确定瞬时值表 达式是正弦规律变化还是余弦规律变化． 2．确定线圈转动的角速度． 3．确定感应电动势的峰值 Em＝nBSω.
第二节 交变电流的描述
教师用书独具演示
●课标要求 1．知道正弦交流电的推导过程． 2．会用函数表达式描述交流电． 3．会用图象描述交流电．
●课标解读 1．能熟练应用楞次定律和法拉第电磁感应定律推导正弦 交流电的表达式． 2．会用函数表达式描述交变电流，并能利用函数表达式 分析解决实际问题． 3．会用图象描述交变电流，并能解决实际问题． 4．培养学生实验能力和思维能力． ●教学地位 本节在上节课的基础上推出正弦交流电的规律，该节课 是交变电流的重点内容，也是以后各节学习的基础．
电流的最大值为 Im＝ERm＝6.128A＝6.28 A. (2)由于线框转动是从中性面开始计时的，所以瞬时值表
达式为 e＝Em sin ωt＝6.28 sin10 πt.
(3)线框转过 60°时，感应电动势 E＝Em sin 60°＝5.44 V.
【答案】 (1)6.28 V 6.28 A (2)e＝ 6.28 sin10π t (3)5.44 V
3．探究交流 交流电的正负表示其强弱吗？
【提示】 交流电有强弱变化，因为电流是标量，其正 负仅仅用来描述电流的方向，而不表示大小，尤其用图象描 述时，时间轴上方的电流为正，时间轴下方的电流为负，而 只有离时间轴远的点，电流才大．
正弦交变电流瞬时值、峰值表达 式的推导 【问题导思】 1．线圈在磁场中转动时产生的感应电动势与什么因素有 关？ 2．如何计算多匝线圈不垂直切割磁感线时产生的感应电 动势？ 3．峰值由哪些因素决定？