1 交变电流
[学科素养与目标要求]
物理观念：1.理解交变电流和直流的概念.2.知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流瞬时值的物理意义．
科学思维：1.从法拉第电磁感应定律和楞次定律分析感应电流的产生过程，会推导电动势和交变电流随时间的变化规律.2.认识交变电流的图像，并根据图像解决具体问题．
一、交变电流
1．恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流，称为恒定电流．
2．交变电流：大小和方向随时间作周期性变化的电流，称为交变电流．
3．正弦交变电流：电流随时间按正弦函数规律变化的交变电流称为正弦交变电流．
二、正弦交变电流的产生和表述
1．正弦交变电流的产生：闭合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，线圈中产生的电流是正弦交流电．
2．正弦式交变电流的表述：线圈从垂直磁场方向计时产生电动势的瞬时值表达式：e＝Emsin ωt，Em＝NBSω.
电路中电流：i＝Imsin ωt，外电路两端电压：u＝Umsin ωt.
1．判断下列说法的正误．
(1)如图1所示的电流为交流电．( × )
图1
(2)如图2所示的电流为交流电．( √ )
图2
(3)只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流．( × )
(4)线圈在通过中性面时磁通量最大，电流也最大．( × )
(5)线圈在通过中性面时电流的方向发生改变．( √ )
2.有一个正方形线圈的匝数为10匝，边长为20 cm，线圈总电阻为1 Ω，线圈绕垂直磁场方向的OO′轴以10π rad/s的角速度匀速转动，如图3所示，匀强磁场的磁感应强度为0.5 T，该线圈产生的感应电动势的峰值为__________，感应电流的峰值为________，在图示位置时感应电动势为________，从图示位置转过90°时感应电动势为________．
图3
答案 6.28 V 6.28 A 6.28 V 0
解析 电动势的峰值为：
Em＝NBSω＝10×0.5×0.22×10π V≈6.28 V
电流的峰值为Im＝＝6.28 A
题图所示位置线圈中产生的感应电动势最大，为6.28 V
从题图所示位置转过90°时，位于中性面上，切割磁感线的两边的速度方向与磁感线平行，感应电动势为0.
