第二节 交变电流的描述[学习目标] 1.能应用楞次定律和法拉第电磁感应定律推导出正弦式电流的表达式.(难点)2.理解正弦式电流的函数表达式,并能利用交变电流的规律解决实际问题.(重点)3.理解正弦式电流的图象及应用.(重点)一、用函数表达式描述交变电流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=Emsin_ ωt .(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=Imsin ωt.峰值:Im=.3.闭合电路的路端电压的瞬时值.u=Umsin ωt.二、用图象描述交变电流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(如图所示)3.几种不同类型的交变电流(如图所示)1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)线圈只要在匀强磁场中匀速转动就能产生正弦式交变电流.(×)(2)交变电流的瞬时值表达式与开始计时的位置无关.(×)(3)交流电的电动势的瞬时值表达式为 e=Emsin ωt 时,穿过线圈磁通量的瞬时值表达式 Φ=Φmcos ωt.(√)(4)交变电流的图象均为正弦函数图象或余弦函数图象.(×)(5)线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动的过程中产生了正弦交变电流,感应电动势的图象、感应电流的图象形状是完全一致的.(√)2.交流发电机工作时电动势为 e=Emsin ωt,若将发电机的转速提高一倍,同时将电枢所围面积减小一半,其他条件不变,则其电动势变为 ( )A.e′=Emsin B.e′=2Emsin C.e′=Emsin 2ωt D.e′=sin 2ωtC [感应电动势的瞬时值表达式 e=Emsin ωt,而 Em=nBωS,当 ω 加倍而 S 减半时,Em不变,故选项 C 正确.]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 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 时刻到 D 时刻线圈转过的角度为 π 弧度D.在 A 和 C 时刻磁通量变化率的绝对值最大D [当线圈在匀强磁场中处于中性面位置时,磁通量最大,感应电动势为零,感应电流为零,B、D 两时刻线圈位于中性面,B 错误;当线圈平面与磁感线平行时,磁通量为零,磁通量的变化率最大,感应电动势最大,感应电流最大,A、C 时刻线圈平面与磁感线平行,A错误,D 正确;从 A 时刻到 D 时刻线圈转过的角度为弧度,C 错误.]交变电流的变化规律1.导体切割磁感线过程分析的程序若...