大时刻线圈中感应电流方向改变时刻线圈中磁通量最大时刻线圈中感应电动势最小解析时刻通过线圈的磁通量最大，磁通量变化率，此时感应电动势感应电流为零，线圈中感应电流方向改变，错误，正确时刻线圈中磁通量为零，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，错误答案方法归纳弄清中性面位置和垂直中性面位置各物理量的特点是解题的关键跟踪练习矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动产生交流电穿过线圈平面的磁通量与产生的感应电动势的大小关系正确的是最大时最大最小时最小最大时最小最小时最大解析感应电动势的大小与磁通量无关，与磁通量的变化率成正比在中性面位置，磁通量最大，但变化率最小，故感应电动势最小，正确在垂直中性面位置，磁通量为零，但变化率最大，正确故选答案知识点二交变电流的变化规律重点聚焦推导正弦交变电流瞬时值的表达式设个线圈从中性面起经时间转过角度，则此时两边速度方向与磁感线方向的夹角分别为和，如图所示，它们产生的感应电动势同向相加，整个线圈中的感应电动势为当线圈匝数为时，因为，代入上式得对于纯电阻电路，设闭合电路总电阻为，由欧姆定律得闭合回路的电流瞬时值为此时加在电路上的路端电压的瞬时值为正弦交变电流的瞬时值表达式上面各式中的仅限于从中性面开始计时的情况若从垂直于中性面即从线圈平面与磁场平行时开始计时，则上述表达式应为特别提醒在物理学中，正弦交变电流和余弦交变电流都统称为正弦式交变电流，简称正弦交流电交流电动势的峰值，由线圈匝数磁感应强度转动角速度和线圈面积决定，与线圈的形状及转动轴的位置无关理解交变电流的瞬时值，要处理好两个关系是数形位的关系即函数图象线圈位置三者之间的关系二是数理关系数学表达式物理意义两者之间的关系典例精析有匝正方形线框，边长为，线框总电阻为，线框绕轴以的角速度匀速转动，如图所示垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为问该线框产生的交变电流电动势最大值电流最大值分别是多少线框从图示位置转过时，感应电动势的瞬时值是多大写出感应电动势随时间变化的表达式解析交变电流电动势最大值为，电流的最大值为线框转过时，感应电动势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答案方法归纳线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动时，感应电动势的峰值，若从中性面位置开始计时，瞬时值表达式为若从与中性面垂直的位置开始计时，瞬时值表达式为跟踪练习如图所示，有闭合的正方形线圈，匝数匝，边长为，线圈总电阻为线圈绕轴在的，所以穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，错误时刻感应电动势最大，线圈位于中性面的垂直位置，穿过线圈的磁通量为零，错误由于线圈每过次中性面时，穿过线圈的磁通量的绝对值最大，变换方向，所以正确答案方法归纳对于图象问题应注意分析坐标轴代表的物理量图线的截距斜率等的物理意义跟踪练习线圈在匀强磁场中匀速转动，电流随时间变化的图象如图所示，则在和时刻线圈平面和磁场垂直在和时刻线圈中的磁通量为零从时刻到时刻线圈转动的角度为个周期内该交变电流方向会改变次解析在时刻线圈平面与中性面重合，磁通量最大，此时切割磁感线的两边速度与磁感线平行，电流为零，故项错时刻线圈平面与磁感线平行，磁通量为零，电流为最大，项错从时刻到时刻线圈转动的角度为，项错该个周期内交变电流方向会改变次，项对答案新思维随堂自测线圈在匀强磁场中转动产生电动势，则下列说法正确的是时，线圈平面位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大时，导线切割磁感线的有效速率最大时，有最大值解析由电动势的瞬时值表达式，计时从线圈位于中性面时开始，所以时，线圈平面位于中性面，磁通量为最大，但此时导线线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的有效速率为零，正确，错误当时错误答案如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是线圈每转动周，指针左右摆动两次图示位置为中性面，线圈中无感应电流图示位置边的感应电流方向为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，线圈每转动周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动次线圈处于图示位置时，边向右运动，边的感应电流方向为线圈平面与磁场方向平行时，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答案对于如图所示的电流随时间做周期性变化的图象，下列描述正确的是电流的大小变化，方向也变化，是交流电电流的大小变化，方向不变，不是交流电电流的大小不变，方向不变，是直流电以上说法都不正确解析图示的电流方向不随时间变化，不是交流电答案闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的正弦式交变电流若保持其他条件不变，使线圈的匝数和转速各增加倍，则电流的变化规律为解析由电动势的最大值知，最大电动势与角速度成正比，与匝数成正比，所以电动势最大值为，匝数加倍后，其电阻也应该加倍，此时线圈的电阻为，根据欧姆定律可得电流的最大值为，因此，电流的变化规律为答案如右图所示，矩形线圈放置在匀强磁场中，并绕过中点的轴以角速度逆时针匀速转动若以线圈平面与磁场夹角时如图为计时起点，并规定当电流自流向时电流方向为正则下列四幅图中正确的是解析矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动时，产生的电流按正弦规律变化，由于时，线圈的转动方向如题图，由右手定则判断可得，此时中电流方向为由到，线圈中电流方向为，与规定的电流正方向相反，电流为负值又因为此时产生的感应电动势最大，故只有正确答案新视点名师讲座图象与图象的关系方法交变电流的电动势瞬时值和穿过线圈面积的磁通量的变化率成正比当线圈在匀强磁场中匀速转动时，线圈磁通量是按正弦或余弦规律变化的若从中性面开始计时，时，磁通量最大，的瞬时表达式应为余弦函数，且初时刻变化率为切线斜率为时，磁通量为，此时变化率最大切线斜率最大若从中性面开始计时，感应电动势的瞬时表达式是正弦函数如图甲乙所示图象分别表示和个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所示则下列说法中正确的是时刻，线圈平面与中性面垂直时刻，的变化率最大时刻，感应电动势达到最大该线圈转动的角速度为解析由图象可知时最大，即线圈平面是中性面位置故时最小，即线圈平面与磁感线平行，最大，故最大从图象可知，交变电流变化的周期，则所以和正确答案新情境激趣引航般我们常见的发电机组通常由以下几个汽轮机水轮机或内燃机汽油机，柴油机等发电机驱动风能太阳能生物质能海洋能等目前柴油发电机的市场最大，主要是由于柴油发电机组的容量较大，可并机运行且持继供电时间长，还可运行，不与地区电网并列运行，不受电网故障的影响，可靠性较高尤其对些地区常用市电不是很可靠的情况下，把柴油发电机作为备用电源，既能起到应急电源的作用，又能通过低压系统的合理优化，将些平时比较重要的负荷在停电时使用因此在工程中得到广泛的使用学习本节内容，我们将了解发电机的结构和原理新知识预习探索学习目标理解交变电流直流的概念了解交变电流的产生，会分析线圈转动周中电动势和电流方向的变化知道交变电流的变化规律及表示方法知道交变电流的峰值瞬时值的含义新知预习交变电流的产生直流和交流大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流方向不变的电流叫直流电交变电流的产生产生原理矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生的是交变电流交变电流的大小和方向分别由法拉第电磁感应定律和楞次定律确定中性面线圈平面垂直填“平行”或“垂直”于磁感线时的位置叫做中性面中性面特点线圈平面经过中性面时，电流为零，磁通量最大，因此电流方向发生改变，线圈每转周，电流方向改变两次线圈垂直于中性面时磁通量为零，电流最大二交变电流的变化规律当闭合线圈由中性面位置如右图位置开始在匀强磁场中匀速转动时，据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数，其中，我们把这种按正弦规律变化的电流叫做正弦式交变电流变化规律其中分别表示电动势路端电压和电流的瞬时值，和表示电动势路端电压和电流的峰值正弦交变电流的图象正弦交变电流的电动势电压和电流图象如下图所示问题探索想想只有矩形线圈在匀强磁场中匀速转动才能产生交变电流吗提示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，仅是产生交变电流的种方式，不是唯方式任意形状的平面线圈在匀强磁场中绕平面内垂直于磁场的轴匀速转动均可产生交变电流新课堂互动探究知识点交变电流的产生过程重点聚焦产生在匀强磁场中，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，实验装置如图所示过程分析如图所示如图甲所示线圈由位置转到位置过程中，线圈中电流方向为线圈由位置转到位置过程中，线圈中电流方向为线圈由位置转到位置过程中，线圈中电流方向为线圈由位置回到位置过程中，线圈中电流方向为如图乙所示在位置和位置时，线圈垂直切割磁感线，产生的电动势和电流最大在位置和位置时，线圈不切割磁感线，产生的电动势和电流均为零中性面线圈平面与磁感线垂直的位置两个特殊位置物理量的特点名称中性面中性面的垂面位置线圈平面与磁场垂直线圈平面与磁场平行磁通量最大零磁通量的变化率零最大感应电动势零最大线圈边框切割磁感线的有效速度零最大感应电流零最大电流方向改变不变特别提醒线圈每经过中性面次，线圈中感应电流就要改变方向线圈转周，感应电流方向改变两次典例精析闭合矩形线圈绕垂直于磁感线的固定轴匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中通过线圈的磁通量随时间的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是时刻通过线圈的磁通量变化率最大时刻线圈中感应电流方向改变时刻线圈中磁通量最大时刻线圈中感应电动势最小解析时刻通过线圈的磁通量最大，磁通量变化率，此时感应电动势感应电流为零，线圈中感应电流方向改变，错误，正确时刻线圈中磁通量为零，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，错误答案方法归纳弄清中性面位置和垂直中性面位置各物理量的特点是解题的关键跟踪练习矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动产生交流电穿过线圈平面的磁通量与产生的感应电动势的大小关系正确的是最大时最大最小时最小最大时最小最小时最大解析感应电动势的大小与磁通量无关，与磁通量的变化率成正比在中性面位置，磁通量最大，但变化率最小，故感应电动势最小，正确在垂直中性面位置，磁通量为零，但变化率最大，正确故选答案知识点二交变电流的变化规律重点聚焦推导正弦交变电流瞬时值的表达式设个线圈从中性面起经时间转过角度，则此时两边速度方向与磁感线方向的夹角分别为和，如图所示，它们产生的感应电动势同向相加，整个线圈中的感