新人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》精品教案
2024-2025学年高中物理第五章交变电流1交变电流(4)教案新人教版选修3-2
- 巩固学生在课堂上学到的交变电流知识点和测量技能。
- 通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。
- 通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。
教学资源拓展
1. 拓展资源
（1）科普文章：提供一篇关于交变电流在生活中的应用的科普文章，让学生了解交变电流在实际生活中的重要性。
- 采用生动的图标和颜色，使板书更加吸引学生的注意力。
- 引入一些与交变电流相关的趣味小故事或实际应用案例，激发学生的学习兴趣。
- 设计一些互动环节，如提问、小组讨论等，鼓励学生积极参与课堂活动。
③ 板书设计应符合教学实际，与课本内容相符。
- 板书内容应与课本保持一致，确保学生能够将板书与课本知识相结合。
- 讲授法：教师通过详细讲解，帮助学生理解交变电流的核心知识点。
- 实践活动法：教师设计实践活动，让学生在实践中掌握交变电流的测量方法。
- 合作学习法：学生通过小组讨论等活动，培养团队合作意识和沟通能力。
作用与目的：
- 帮助学生深入理解交变电流的核心知识点，掌握交变电流的测量方法。
- 通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。
2. 设计具体的教学活动
- 实验观察：安排学生观察交变电流实验，引导学生注意观察电流表、电压表的读数变化，以及线圈的运动情况。
- 小组讨论：将学生分成小组，让他们讨论交流电测量方法、实际电路分析等话题，鼓励学生提出问题和观点，促进学生之间的互动。
- 角色扮演：让学生扮演电流、电压等角色，通过角色扮演的方式，帮助学生更好地理解交变电流的特性和行为。
f = ω / (2π)
2. 例题二：分析交变电流的特性
题目：已知交流电的电压为U，频率为f，求电流的有效值I'。
(整理)高中物理选修3-2第五章《交变电流》
[课外训练]
1．交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面重合时，下列说法中正确的是 （ ） A ．电流将改变方向 B ．磁场方向和线圈平面平行 C ．线圈的磁通量最大 D ．线圈产生的感应电动势最大
2．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是 （ ） A ．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变 B ．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次
C ．线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次
D ．线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次
3．如图所示，一个位于xOy 平面内的矩形线圈abcd ，处在匀强磁场中，线圈的四个边分别与x 、y 轴平行，当线圈绕Ox 轴匀速转动到与xOy 平面重合时，线圈中感应电流方向为a
→
b →
c →
d →a ，并且电流最大.那么关于磁场方向及线圈转动方向（沿x 轴负方向观察），下述说法中正确的是
A.磁场方向沿x 轴正方向，线圈顺时针转动
B.磁场方向沿y 轴正方向，线圈逆时针转动
C.磁场方向沿z 轴正方向，线圈逆时针转动
D.磁场方向沿y 轴正方向，线圈顺时针转动
4．如图所示，正方形线圈abcd 绕对称轴OO ′在匀强磁场中匀速转动，转动次数n =120 min -1，若已知ab =bc =20 cm ，匝数=20，磁感应强度B =0.2 T ，求：
（1）转动中最大电动势位置；
（2）写出交流感应电动势瞬时值的表达式（从中性面开始旋转）。
（3）画出e -t 图线。
（4）从图示位置转过90°过程中的平均电动势。
高二下学期物理人教版选修3-2 第5章第1节交变电流教案
5.1 交变电流教学设计一、基本信息课名 5.1 交变电流学科（版本）人教版高中物理选修3－2 章节第五章第一节学时一课时年级高二二、教材分析物理教材我们选用的是人教版，人教版物理选修3-2是针对理科班设计的物理必修课，课本重视物理知识板块的完整性和物理规律的内在联系，用多种演示实验和现实应用实例尽量充分揭示物理规律的内涵，应该说这对理科班学生深入理解物理规律，完整掌握物理知识板块都做好了充分铺垫。
教材注重知识的前后联系和推理演化，注重学生的自主学习和探究性学习，非常适合理科班学生提高思维能力，形成学科素养。
这节《交变电流》是教材电磁板块第五章第一节内容，是电磁理论在现实生活应用的典范。
电能是我们生活每时每刻都离不开的最重要的能量来源，交变电流是电能的利用和远距离传输的基础。
这节《交变电流》主要介绍交变电流的特性，产生原理和表达式。
课本通过手摇发电机的发电，增强学生对交变电流方向不断变化的理解；通过交流发电机的示意图引导学生探究交变电流的产生过程，同时利用分层设问的形式，锻炼了学生利用第四章电磁感应原理自行解决新情景物理问题的能力。
课本给出了正弦式交流电的表达式，并对峰值，瞬时值等概念做了强调。
最后课本以课外阅读的形式，对交流发电机做了深入介绍。
课本沿着从感性到理性，从定性到定量的思路，试着引导学生通过自学和探究最终对交变电流建立起完整清晰的印象。
三、学习者分析从生活中来，到生活中去，交变电流其实对学生来说不陌生，家庭电路中的交流电每天都接触，学生有一定的认识基础。
通过生活中的用电引入，从学生熟悉的事物入手，这样，既符合他们的认知规律，又使他们有亲切感，感觉物理就在身边，激发兴趣。
通过一年多的物理学习，宏志班的学生基本掌握了学习物理的技巧和能力，本班学生物理知识基础扎实，导学案能够积极主动的完成。
这节《交变电流》是继电磁感应学习之后，第一次利用所学知识理论，解决实际问题的尝试。
通过这节知识的学习，他们会学到一些新的物理概念，并深化和扩展原有知识的内涵。
新课标人教版3-2选修三5.1《交变电流》优秀教案2(重点资料).doc
5.1、交变电流一．确定目标：1.知识与技能交流电的定义，产生的原理、图象和三角函数表述。
2.过程与方法电磁感应规律的应用及深化，数学能力的提升。
3.情感、态度与价值观进一步走向应用，走向实践。
二．基础自学：阅读课本，思考下列问题。
1、交变电流：方向随时间做周期性变化的电流为交变电流.正弦电流、锯齿波电流、方波电流都一定属于交变电流吗？回忆恒定电流，脉动直流。
2、交变电流的产生：矩形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交变电流.若线圈绕平行于磁感线的轴转动，则不产生感应电动势.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，将经过两个特殊位置，其特点分别是：(1)中性面与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面.线圈平面处于跟中性面重合的位置时；(a)线圈各边都不切割磁感线，即感应电流等于零；(b)磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率为零.(c)交变电流的方向在中性面的两侧是相反的.(2)线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变.3、交变电流的变化规律：如图5－1－1所示为矩形线圈在匀强磁场中以ω匀速转动的四个过程：当以线圈通过中性面为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=E m sin ωt，其中E m=2NBLv=NBωS；i=I m sinωt，其中I m=E m/R。
当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=E m sinωt，其中E m=2NBLv=NBωS；i=I m sinωt，其中I m=E m/R。
图5－1－2所示为以线圈通过中性面时为计时起点的交变电流的e－t和i-t图象：4、可以写以线圈通过中性面为计时起点时线圈磁通量随时间变化的函数式，思考φ的变化率随时间如何变化？5、正弦交变电流：随时间按正弦规律变化的交变电流叫做正弦交变电流．正弦交变电流的图象是正弦函数曲线．只有线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时才能产生正(余)弦交变电流．四．合作探究、巩固检测:1、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中性面瞬间：（）A.线圈平面与磁感线平行B.通过线圈的磁通量最大；C.线圈中的感应电动势最大；D.线圈中感应电动势的方向突变。
[精品]新人教版选修3-2高中物理第五章第1节交变电流优质课教案优质课教案
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选修3-2第五章第1节《交变电流》教设计一、教材分析交变电流知识对生产和生活关系密切，有广泛的应用，考虑到高中阶段只对交流电的产生、描述方法、基本规律作简要的介绍，这些知识是已过的电磁感应的引伸，所以在教过程中对开阔生思路、提高能力是很有好处的。
为了适应生的接受能力，教材采取从感性到性、从定性到定量逐渐深入的方法讲述这个问题教材先用教具演示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交流电，以展示交流电是怎样产生的并强调让生观察教材图5．１－３所示线圈通过甲、乙、丙、丁四个特殊位置时，电流表指针变的情况，分析电动势和电流方向的变，这样生就会对电动势和电流的变情况有个大致的了解然后让生用右手定则独立分析线圈中电动势和电流的方向这样能充分调动生的积极性,培养生的观察和分析能力关于交变电流的变规律,教材利用上章过的法拉第电磁感应定律引导生进行推导,得出感应电动势的瞬时值和最大值的表达式,进而根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律推出电流与电压瞬时值与最大值的表达式二、教目标1、知识目标（1）知道什么是交变流电。
并解交变电流的产生原，知道什么是中性面（2）掌握交变电流的变规律，及表示方法（3）解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义（4）知道几种常见的交变电流。
如正弦式交变电流、锯齿形交变电流、矩形脉冲电流。
2、能力目标（1）掌握描述物量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）（2）培养生观察能力，空间想象能力以及将立体图转为平面图形的能力（3）培养生运用知识解决处物问题的能力3、情感、态度和价值观目标结合实际情况培养生论联系实际的思想三、教重点难点重点：1、交变电流产生的物过程的分析2、交变电流的变规律的图象描述。
难点：１、交变电流的变规律及应用２、图象与实际发动机转动时的一一对应关系的解。
四、情分析生已经习了电磁感应，解了导体切割磁场会产生电动势。
在此基础上习交变电流，对于解还是很符合生的认知规律的。
但这是新的概念，鉴于生接受能力的不同，讲解时还需详细，加强引导。
选修3-2第五章第2节描述交变电流的物理量教学设计
选修3-2第五章第2节《描述交变电流的物理量》教学设计一、教材分析本节教学要让学生知道，上节用图像对交变电流的描述是全面的、细致的。
由于交变电流的电压、电流等的大小和方向都随时间做周期性变化，就需要一些特殊的物理量来描述它在变化中的不同方面的特征。
这就是本节要提到的描述交变电流的物理量。
二、教学目标1．知识目标：（1）理解交变电流的周期、频率含义，掌握它们相互间关系，知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小．（2）理解交变电流的最大值和有效值的意义，知道它们之间的关系，会应用正弦式交变电流有效值公式进行有关计算．（3）能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值2．能力目标：（1）培养学生阅读、理解及自学能力．（2）使学生理解如何建立新的概念而培养学生处理解决新问题能力．（3）培养学生应用工具处理解决问题的能力．3．情感、态度和价值观目标：（1）由用电器铭牌，可介绍我国近几年的经济腾飞，激发学生爱国精神和为建设祖国发奋学习的精神．（2）让学生体会对称美．三、教学重点难点重点：交流电的有效值、最大值、频率、周期的理解难点： 1、交变电流有效值概念既是重点又是难点，通过计算特殊形式的交变电流的有效值来体会和掌握它的定义。
2、交变电流瞬时值确定使学生感到困难，通过例题分析使学生学会借助工具处理解决问题的能力。
四、学情分析学生是教学过程中的主体，这个时候的学生已经知道了交变电流的一些特点和一些描述物理量，但是大多数学生的抽象思维和空间想象能力还比较低，对物理现象和知识的理解、判断、分析、和推理常常表现出一定的主观性、片面性、和表面性，这就要求在教学过程中合理安排、指导和引导学生突出重点、突破难点，提高学生分析、归纳、及抽象思维能力。
五、教学方法1、启发式综合教学法2、学案导学：见后面的学案六、课前准备1．学生的学习准备：结合学案预习本节内容。
2．教师的教学准备：教具的准备（投影仪、交流发电机模型、演示电流表），学案的准备七、课时安排：1课时八、教学过程1、预习检查检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
高中物理《交变电流》教案6 新人教版选修3-2
第一节交变电流的产生教学目的：l、交变电流的产生即变化规律。
2、会用公式和图像表示交变电流。
3、培养学生观察实验能力和思维能力。
教学准备：交流发电机模型、演示电流表、教学过程：一、知识回顾教师：如何产生感应电流？请运用电磁感应的知识，设计一个发电机模型。
学生设计：让矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。
二、新课教学：1、交变电流的产生[演示1]：出示手摇发电机模型，并连接演示电流表当线圈在磁场中转动时，电流表的指针随着线圈的转动而摆动，线圈每转动一周指针左右摆动一次。
表明：电流强度的大小和方向都做周期性的变化，这种电流叫交流电。
2、交变电流的变化规律[演示2]：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程分析：线圈bc、da始终在平行磁感线方向转动，因而不产生感应电动势，只起导线作用。
（1）线圈平面垂直于磁感线（a图），ab、cd边此时速度方向与磁感线平行，线圈中没有感应电动势，没有感应电流。
教师强调指出：这时线圈平面所处的位置叫中性面。
中性面的特点：线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，感应电动势最小为零，感应电流为零。
（2）当线圈平面逆时针转过900时（b图），即线圈平面与磁感线平行时，ab、cd边的线速度方向都跟磁感线垂直，即两边都垂直切割磁感线，这时感应电动势最大，线圈中的感应电流也最大。
（3）再转过900时（c图），线圈又处于中性面位置，线圈中没有感应电动势。
（4）当线圈再转过900时，处于图d位置，ab、cd边的瞬时速度方向，跟线圈经过图（b）位置时的速度方向相反，产生的感应电动势方向也跟在（图b）位置相反。
（5）再转过900线圈处于起始位置（e图），与a图位置相同，线圈中没有感应电动势。
小结：线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。
提出问题：线圈中的感应电动势的大小如何变化呢？在场强为B的匀强磁场中，矩形线圈边长为L，逆时针绕中轴匀速转动，角速度为ω，从中性面开始计时，经过时间t。
高二物理选修3-2第五章交变电流教案
第五章 交变电流一、交变电流的几个概念1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。
2、正弦式电流：随时间按正弦规律变化的电流叫做正弦式电流，正弦式电流的图象是正弦曲线，我国市用的交变电流都是正弦式电流 3、中性面：线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零； 线圈经过中性面时，内部的电流方向要发生改变。
二、交变电流的产生和描述（考试题型多为选择题）1、 正（余）弦式交变电流的产生条件有三，缺一不可，否则就不是正（余）弦式交变电流。
1） 匀强磁场 2） 转轴垂直磁场方向 3） 线圈匀速转动正（余）弦式交变电流的变化规律与线圈的形状、转动轴处于线圈平面内的位置无关。
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， tφ=0，e=0，i=0，电流方向将发生改变。
若从此时开始计时，电动势瞬时表达式e=E m sin w t2）线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ=0，tφ最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变。
若从此时开始计时，电动势瞬时表达式e= E m cos w t 3、周期和频率交变电流的周期和频率都是描述交变电流变化快慢的物理量。
1）周期T ：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
在一个周期内，交变电流的方向变化2次。
2）频率f:交变电流在1s 内完成周期性变化的次数，单位是赫兹，符号为Hz ，频率越大，交变电流变化越快。
3）关系：12w f T π== 三、交变电流的“四值”物理量 物理含义重要关系 适用情况及说明 瞬时值交变电流某一时刻的值e ＝E m sin ωt i ＝I m sin ωt 计算通电导体或线圈所受的安培力时，应用瞬时值最大值 最大的瞬时值E m ＝nBSωI m ＝E mR ＋r确定用电器的耐压值，如电容器、晶体管等的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值E ＝E m2 I ＝I m 21）一般交变电流表直接测量值。
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新人教版高中物理选修3－2第五章《交变电流》精品教案
课题§5.1交变电流课型新授课课时 1
教学目的（一）知识与技能
1．使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。
2．掌握交变电流的变化规律及表示方法。
3．理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。
（二）过程与方法
1．掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。
2．培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。
3．培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。
（三）情感、态度与价值观
培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。
重难点教学重点
交变电流产生的物理过程的分析。
★教学难点
交变电流的变化规律及应用。
教学
方法
通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验
教学过程
教师活动学生活动
【预习导引】
1.恒定电流的定义是什么？直流电的定义是什么？
2.我们根据什么来定义直流电和恒定电流的？
【新课教学】
一、交变电流
1.定义：
2.试讨论交变电流与恒定电流和直流电的区别是什么？
二、交变电流的产生
右图为交流电发电机的示意图，线圈所在磁场
为匀强磁场，设矩形线圈ABCD以角速度ω绕oo'
轴、从线圈平面跟磁感线垂直的位置开始做逆时针
方向转动．
1．开始时，线圈是否切割磁感线？线圈中感
应电动势为多大？此时磁通量多大？方向怎样？
2.经过时间t线圈转过的角度为多大？，此时ab边的线速度v方
向跟磁感线方向夹角为多大，设ab边的长度为l，bd边的长度为l'，
线圈中感应电动势怎么计算？电流方向怎样判断？此时磁通量多大？
方向怎样？
学生思考预习引导的两
个问题？（3分钟）
教师指导学生阅读课本
完成1、2两题（4分钟）
学生思考并讨论右侧的
四个问题（10分钟）
教
学过程
3.当线圈转过T/4时间，线圈平面转到跟磁感
线平行的位置，ωt=π/2，sinωt =1，ab边和cd边
都垂直切割磁感线，线圈中感应电动势最大，用
E m来表示，E m=NBSω．（怎样得到的？）则线圈经过任意位置时，
感应电动势的瞬时值：e =E m sinωt，可见，线圈
里产生的感应电动势是按正弦规律变化的。
此时
磁通量多大？方向怎样？
4.结合上述问题分析，在旋转过程中磁通量的变化规律是怎样
的？和电动势的变化规律有什么联系？
例题精析：一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，
线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示。
下面说法中正确的是（）
A．t1时刻通过线圈的磁通量为零
B．t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最
大
D．每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝
对值都为最大
三、交变电流的规律
由上述分析可知，上述发电机的电动势随时间变化的基本规律：
e =E m sinωt
其中时间t从线圈和磁场垂直开始计时的，此时线圈产生的电动
势为，线圈中的磁通量为，线圈所在位置称之为中性面。
E m是个常数，表示电动势可能达到的最大值，称为电动势的峰值，ω
是。
由于发电机的电动势按正弦规律变化，那么回路中的电流的电压的变
化规律怎样？（提示根据闭合电路的欧姆定律分析）
电流规律：
电压规律：
所以发电机的电动势、电路中的电流与电压的瞬时值与时间的关系可
以用正弦曲线来表示，如下图所示：
学生分析解决练习一并
总结思路（4
）
教师指导学生阅读课本
完成填空（7分钟）
提示：结合课本的思考
题
教
学过程正弦交流电：。
思考：
在线圈旋转一周的时间内，磁通量是怎样变化的？感应电动势如何变
化？如何用法拉第电磁感应定律理解这个问题？能否画出二者随时间
变化的图像？
例题精析：如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=2 T，匝数n=6的矩形线圈abcd
绕中心轴OO′匀速转动，角速度ω=200 rad/s。
已知ab=0.1 m，bc=0.2 m，线圈
的总电阻R=40Ω，试求：
（1）感应电动势的最大值，感应电流的最大值；
（2）设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表
达式；
（3）画出感应电流的瞬时值i随ωt变化的图象；
（4）当ωt=30°时，穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大？
（5）线圈从图示位置转过
2
π
的过程中，感应电动势的平均值是多大？
四、几种常见的交变电波形（结合交变电流的定义看下图中的交变电流）
小结：本节课主要学习了以下几个问题：
1．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生
正弦式交变电流。
学生小组间讨论思考左
侧的问题及例题并阐述
思路（5分钟）
学生通过几种波形图理
解交变电流的含义（4
分钟）
教师引导学生对本节进
行小结。
（3分钟）
2．中性面的特点：线圈和磁场垂直，线圈不切割磁感线磁通量最大为Φm，
但e=0。
3．从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为e=NBSωs i nωt，感
应电动势的最大值为E m=NBSω。
4. 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，磁通量和电
动势随时间的变化规律。
备注
[课外训练]
1．交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面重合时，下列说法中正确的是（）
A．电流将改变方向B．磁场方向和线圈平面平行
C．线圈的磁通量最大D．线圈产生的感应电动势最大
2．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是（）
A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变
B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次
C．线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次
D．线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次
3．如图所示，一个位于xOy平面内的矩形线圈abcd，处在匀强磁场中，线圈的四个边分别与x、y轴平行，当线圈绕Ox轴匀速转动到与xOy平面重合时，线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a，并且电流最大.那么关于磁场方向及线圈转动方向（沿x轴负方向观察），下述说法中正确的是
A.磁场方向沿x轴正方向，线圈顺时针转动
B.磁场方向沿y轴正方向，线圈逆时针转动
C.磁场方向沿z轴正方向，线圈逆时针转动
D.磁场方向沿y轴正方向，线圈顺时针转动
4．如图所示，正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，转动次数
n=120 min-1，若已知ab=bc=20 cm，匝数=20，磁感应强度B=0.2 T，求：
（1）转动中最大电动势位置；
（2）写出交流感应电动势瞬时值的表达式（从中性面开始旋转）。
（3）画出e-t图线。
（4）从图示位置转过90°过程中的平均电动势。