交流电产生与变化规律—物理学考点

【知识梳理】

1.正弦式交变电流的产生

（1）线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动.

（2）两个特殊位置的特点：

（3）电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次.

（4）交变电动势的最大值Em=nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关.

2.正弦式交变电流的变化规律（线圈在中性面位置开始计时）

【例题与变式】

例题1.如图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R=10Ω的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10V.图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图像，则（　）.

A.电阻R上的电功率为20W

B.t=0.02s时，R两端的电压瞬时值为零

C.R两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos100πtV

D.通过R的电流i随时间t变化的规律是i=14.1cos50πtA(www.xing528.com)

变式1.（多选）一只闭合的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的变化图像如图所示，则下列说法正确的是（　）.　

A.t=0时刻线圈平面与中性面重合

B.t=0.1s时刻，穿过线圈平面的磁通量的变化率最大

C.t=0.2s时刻，线圈中有最大感应电动势

D.若转动周期减小一半，则电动势也减小一半

例题2.（多选）某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100πt（V）.对此电动势，下列表述正确的有（　）.

变式2.（多选）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表.线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示.以下判断正确的是（　）.

A.电流表的示数为10A

B.线圈转动的角速度为50πrad/s

C.t=0.01s时，线圈平面与磁场方向平行

D.t=0.02s时，电阻R中电流的方向自右向左