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一、交变电流

按下图所示进行实验演示

交变电流(AC)

•交变电流(交流):大小和方向都随

时间做周期性变化的电流.

交流发电机模型的原理简图

二、交变电流的产生

矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁

场的轴匀速转动

为了能更方便地说明问题，立体图转

化为平面图来分析.

没有边切割磁感应线

(甲)

B⊥S，Φ最大，E=0,I=0

中性面

a（b）、d（c）边垂直

(乙)切割磁感应线，

B∥S，φ=0，E最大，I最大，

感应电流方向b到a

(丙)

B⊥S，Φ最大，E=0,I=0

中性面

B∥S，φ=0，E最大，I最大，

感应电流方向a到b

•设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B中绕垂

直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所

示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．

回答问题：

1、线圈转动一周，电流方向改

变多少次？

2、线圈转到什么位置时磁通量

最大？这时感应电动势是最大

还是最小？

3、线圈转到什么位置时磁通量

最小？这时感应电动势是最大

还是最小？

4、试推导感应电动势大小的变化规律。

1．中性面：线圈平面与磁感线垂直的

位置叫做中性面．

（1）线圈经过中性面时，穿过线圈

的磁通量最大，但磁通量的变化率为

零（ab和cd边都不切割磁感线），

线圈中的电动势为零．

（2）线圈经过中性面时，电流将改

变方向，线圈转动一周，两次经过中

性面，电流方向改变两次．

三．交变电流的变化规律

以线圈经过中性面开始计时，在时

刻t线圈中的感应电动势（ab和cd边切

割磁感线）

e2NBLvsint

L2

v所以eNBLsint

2

令EmNBL=NBωS

2则有eEsint

m

e为电动势在时刻t的瞬时值，

Em为电动势的最大值（峰值）．

（1）电动势按正弦规律变化eEsint

m

•成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性

面时开始计时．

（2）电流按正弦规律变化iIsint

m

（3）电的电压按正弦规uUmsint

律变化

电流iImsint通过R时：

uiR，UIR.

m