《创新课堂》第三章 交变电流 1.交变电流 课件 高中物理选择性必修第二册（人教版）

(共73张PPT)
1.交变电流
1.通过实验观察交变电流的方向，知道交变电流、直流的概念。
2.了解交变电流的产生过程，知道中性面的概念，理解中性面及其垂面的特点。
3.了解交变电流的变化规律，会推导交变电流电动势的瞬时值表达式。
4.了解交流发电机的构造及不同类型发电机的优缺点。
学习目标
01
知识点一　交变电流
目 录
02
知识点二　交变电流的产生
03
知识点三　交变电流的变化规律　交流发电机
04
素养培优
05
随堂选练 教师独具
06
课时作业
01
PART
知识点一　交变电流
　情境：观察下列i-t图像：
问题：（1）哪些电流的大小、方向均不变？
提示： 丁　
（2）哪些电流的大小变化、方向不变？
提示： 丙、戊　
（3）哪些电流的大小不变、方向变化？
提示： 己　
（4）哪些电流的大小、方向均变化？
提示： 甲、乙
1. 交变电流（AC）：大小和方向随时间做 变化的电流，简
称 。
2. 直流（DC）： 不随时间变化的电流，电池供给的电流方向不
随时间变化，属于直流。
周期性　
交流　
方向　
【易错辨析】
（1）只有大小、方向均不变的电流才能叫直流。 （　×　）
（2）只有大小、方向均变化的电流才能叫交流。 （　×　）
（3）大小不变、方向变化的电流也是交流。 （　√　）
（4）电流的大小变化、方向不变的电流也是直流。 （　√　）
×
×
√
√
　区分直流和交流的方法
（1）主要是看电流方向是否变化，电流大小随时间变化，方向不变的电
流仍然是直流电，交流经过电子电路处理后也能变成直流电。
（2）交流的波形不一定是曲线，也不能认为凡是波形是曲线的电流就一
定是交变电流。
【例1】　下列i-t图像表示交变电流的是（　　）
解析：判断电流是交流还是直流，要看其方向是否随时间周期性变化。选
项C中，电流的大小和方向均不变；选项A、D中，尽管电流大小随时间周
期性变化，但其方向不变，仍是直流，只有选项B中电流的方向随时间变
化，故B正确。
√
02
PART
知识点二　交变电流的产生
　情境：图甲中，线圈匀速转动一周的过程中，可以观察到电流表的指针
左右摆动。图乙中，匀速转动手摇发电机，可以观察到两个发光二极管交
替发光。
问题：以上现象说明两个电路中产生的电流是直流还是交变电流？
提示：交变电流。
　交变电流的产生
（1）产生：在匀强磁场中，矩形线圈绕 于磁场方向的轴
转动。
垂直　
匀
速　
（2）过程分析（如图所示）：
（3）中性面：线圈在磁场中转动的过程中，线圈平面与磁场垂直时所在
的平面。
【易错辨析】
（1）只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流。 （　×　）
（2）线圈在通过中性面时磁通量最大，电流也最大。 （　×　）
（3）线圈在垂直中性面位置时电流的方向发生改变。 （　×　）
（4）从线圈平面与中性面垂直开始计时，在线圈转动1圈的过程中电流方
向改变2次。 （　√　）
×
×
×
√
　线圈经历不同位置时的特点比较
中性面 中性面的垂面 远离中性面 靠近中性面
位置 线圈平面与磁场垂直　 线圈平面与磁场平行 线圈平面与磁场夹角变小 线圈平面与磁场夹角变大
磁通量 最大 零 变小 变大
磁通量变化率 零 最大 变大 变小
感应电动势 零 最大 变大 变小
线圈边缘线速度与磁场方向夹角 零 90° 变大 变小
感应电流 零 最大 变大 变小
电流方向 改变 不变 不变 不变
【例2】　（交变电流的产生） （人教版选择性必修第二册P68·A组T1改
编）下列各图中，线圈中不能产生交变电流的有（　　）
√
解析：线圈转动过程始终平行于磁场，磁通量始终为零，不能产生交
变电流，B符合题意；线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁
通量变化，根据交变电流的产生原理可知，能产生交变电流，A、C、
D不符合题意。
【例3】 　（交变电流产生过程的分析）如图甲所示，由交流发电机、定
值电阻R、交流电流表A组成的闭合回路，线圈ABCD逆时针方向转动，图
示位置磁感线与线圈平面平行，穿过
线圈平面的磁通量随时间变化的图像
如图乙所示，下列说法正确的是
（　　）
A. t2、t4时刻线圈中感应电动势最小
B. t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变
C. 线圈转动到图示位置时，线圈中磁通量变化率为零
D. 线圈转动到图示位置时，感应电流方向为A→B→C→D→A
√
解析：根据题图乙结合交流发电机工作原理可知，在t2、t4时刻，穿过线圈
的磁通量为零，但磁通量变化率最大，则线圈中产生的感应电动势最大，
故A错误；同理，在t1、t3时刻，穿过线圈的磁通量最大，线圈位于中性
面，线圈中感应电流方向改变，故B正确；线圈转到题图甲所示位置时，
穿过线圈的磁通量为零，但磁通量变化率最大，故C错误；线圈ABCD沿逆
时针方向转动，根据右手定则可知，当线圈转动到题图甲所示位置时，感
应电流方向为D→C→B→A→D，故D错误。
03
PART
知识点三 交变电流的变化规律　交流发电机
　情境：如图所示为交流电压随时间变化的图像。
问题：（1）交变电流的电压按什么规律变化？
提示： 正弦函数　
（2）利用什么装置能获得这种交变电流？
提示： 交流发电机
1. 正弦式交变电流的变化规律
（1）正弦式交变电流：矩形线圈在 中绕 于磁场方
向的轴 转动时，产生按 规律变化的交变电流，叫作正弦
式交变电流，简称 。
（2）从中性面开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式e＝
，其中Em＝ 为交变电流的峰值。
（3）u、i的瞬时值表达式：u＝ ；i＝ 。
其中Um、Im分别为电压、电流的峰值，也叫最大值。
匀强磁场　
垂直　
匀速　
正弦　
正弦式电流　
Emsin
ωt　
NBSω　
Umsin ωt　
Imsin ωt　
（4）图像（如图所示）
2. 交流发电机
（1）主要构造：产生感应电动势的 （电枢）和产生磁场的
。
（2）分类
①旋转电枢式发电机： 转动， 不动，输出电压一般不超
过 V。
②旋转磁极式发电机： 转动， 不动，能够产生几千伏
到 的电压，输出功率可达 。
线圈　
磁
体　
电枢　
磁极　
500　
磁极　
电枢　
几万伏　
几百兆瓦　
（3）工作过程：发电机的转子由蒸汽轮机、水轮机等带动。蒸汽轮机、
水轮机等将 传递给发电机，发电机将机械能转化为 ，
输送给外电路。
机械能　
电能　
【易错辨析】
（1）同一个线圈产生的交变电流的e、u、i的变化步调总是一致的。
（　√　）
（2）线圈产生的交变电流的峰值与线圈的形状有关。 （　×　）
（3）旋转磁极式发电机相较于旋转电枢式发电机能产生更高的电压。
（　√　）
√
×
√
1. 正弦式交变电流的产生条件
（1）匀强磁场。
（2）线圈匀速转动。
（3）线圈的转轴垂直于磁场方向。
2. 正弦式交变电流瞬时值表达式的推导
若某单匝线圈平面从中性面开始转动，如图所示，则经时间t：
（1）线圈转过的角度为ωt。
（2）ab边的线速度跟磁感线方向的夹角θ＝ωt。
（3）ab边转动的线速度大小v＝ω。
（4）ab边产生的感应电动势eab＝Blabvsin θ＝·sin ωt。
（5）整个线圈产生的感应电动势e＝2eab＝BSωsin ωt，若线圈为N匝，则e
＝NBSωsin ωt。
3. 峰值的理解
（1）电动势的峰值Em＝NBSω。
（2）交变电动势的峰值，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关，但转
轴必须垂直于磁场，如图所示几种情况，若N、B、S、ω相同，则电动势
的峰值相同。
（3）电流的峰值可表示为Im＝。
【例4】 　（电动机与发电机的比较）下列关于电动机、发电机的说法正
确的是（　　）
A. 电动机是利用电磁感应现象制成的，工作时把机械能转化为电能
B. 电动机是利用磁场对电流的作用制成的，工作时把电能转化为机械能
C. 发电机是利用电磁感应现象制成的，工作时把电能转化为机械能
D. 发电机是利用磁场对电流的作用制成的，工作时把机械能转化为电能
解析：电动机是利用磁场对电流的作用制成的，工作时把电能转化为机械
能，故A错误，B正确；发电机是利用电磁感应现象制成的，工作时把机械
能转化为电能，故C、D错误。
√
【例5】　（交变电流的图像的初步理解）一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像如图甲所
示，则以下说法中正确的是（　　）
A. t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直
B. t＝0.01 s时刻，Φ的变化率最大
C. t＝0.02 s时刻，交变电流的电动势达到最大
D. 该线圈产生的交变电流的电动势随时间变化的图像如图乙
√
解析：t＝0时刻，穿过线圈的磁通量最大，则线圈平面位于中性面位置，
A错误；t＝0.01 s时刻，Φ-t图像切线斜率的绝对值最大，则Φ的变化率最
大，B正确；t＝0.02 s时刻，穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为0，C
错误；穿过线圈的磁通量最大时，感应电动势为0，穿过线圈的磁通量为0
即磁通量变化率最大时，感应电动势最大，与题图乙不符合，D错误。
【例6】　（交变电流的峰值与瞬时值的计算）如图所示，匀强磁场的磁
感应强度大小B＝ T，边长L＝10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈总
电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的轴OO'匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，
外电路电阻R＝4 Ω。求：
（1）转动过程中线圈中感应电动势的最大值；
答案： 2 V　
解析：设转动过程中线圈中感应电动势的最大值为Em，
则Em＝NBL2ω＝100××0.12×2π V＝2 V。
（2）从图示位置（线圈平面与磁感线平行）开始计时，感应电动势的瞬
时值表达式；
答案：e＝2cos 2πt（V）
解析： 从题图所示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e＝Emcos ωt＝2cos 2πt（V）。
（3）由图示位置转过30°角时电路中电流的瞬时值；
答案： A　
解析： 从题图所示位置转过30°角时感应电动势的瞬时
值e'＝2cos 30° V＝ V，
则电路中电流的瞬时值为i＝＝ A。
（4）线圈从图示位置开始计时，经 s时线圈中的感应电流的瞬时值；
答案： A　
解析： t＝ s时，e″＝2cos V＝ V，对应的电流的瞬时值i'＝＝ A。
（5）电阻R两端电压的瞬时值表达式。
答案：uR＝cos 2πt（V）
解析： 由闭合电路欧姆定律得uR＝R＝cos 2πt（V）。
方法归纳
书写正弦式交变电流瞬时值的一般步骤
（1）确定线圈从哪个位置开始计时，进而确定表达式形式（正弦式还是
余弦式）。
（2）确定线圈转动的角速度ω及线圈匝数N、磁感应强度B、线圈面积
S等。
（3）计算电动势的峰值（最大值）Em＝NBSω。
（4）写出电动势的瞬时值表达式。
04
PART
素养培优
产生正弦式交变电流的两种其它方式
　正弦式交变电流是一种常见、简单实用的交变电流，根据法拉第电磁感
应定律E＝n＝nS及公式E＝BLv可知，除了教材中介绍的由矩形线圈绕
垂直于匀强磁场的轴匀速转动可产生正弦式交变电流外，还有其它方法，
下面列举简单的两种：
（1）匀强磁场的磁感应强度B一定，导体棒垂直切割磁感线的速度按v＝
vmsin ωt的规律变化。
（2）线圈垂直于磁场方向放置，面积S一定，磁场的磁感应强度按B＝
Bmsin ωt的规律变化。
【典例1】　如图所示，矩形裸导线框垂直置于B＝2 T的匀强磁场中，两
个短边的长度L＝1 m，且均接有R＝2 Ω的电阻，其余部分电阻不计，一光
滑导体棒AC与短边平行且与长边接触良好，电阻也是R。开始时导体棒AC
从线框中点处以v0＝5 m/s的速度开始运动，其速度随时间t变化的关系式为
v＝5cos 10πt（m/s），导体棒AC运动过程中不会碰到两个短边。写出通过
一侧短边电阻R中电流的瞬时值表达式。
答案：i＝cos 10πt（A）
解析：由于导体棒AC切割磁感线的速度按正弦规律变化，其运动过程中产
生的是正弦式交变电流，感应电动势的峰值Em＝BLv0＝10 V
回路总电阻为R总＝R＋0.5R＝3 Ω
通过AC的电流的峰值Im＝＝ A
通过一侧短边电阻R中电流的瞬时值表达式i＝cos 10πt（A）。
【典例2】　边长为a、匝数为n的正方形导线框置于均匀分布的磁场区域
内，磁感应强度的方向与线框平面垂直，如图甲所示，磁感应强度B随时
间按图乙所示的正弦规律变化。设导线框横截面的面积为S，电阻率为ρ，
图像中所标物理量为已知量，写出线框中电流的瞬时值表达式。（已知ω
＝）
答案：i＝cos t（A）
解析：线圈中的磁通量按正弦规律变化，根据法拉第电磁感应定律E＝n
＝nS，可得线框中产生的是正弦式交变电流，其感应电动势的最大值为
Em＝nBma2ω，其中ω＝
由电阻定律可得线框的电阻R＝
线框中电流的最大值为Im＝＝
线框中电流的瞬时值表达式i＝cost（A）。
05
PART
随堂选练 教师独具
1. （交变电流）关于交变电流和直流的说法中正确的是（　　）
A. 如果电流大小随时间做周期性变化，则一定是交变电流
B. 直流的大小和方向一定不变
C. 交变电流一定是按正弦规律变化的
D. 交变电流的最大特征就是电流的方向随时间做周期性的变化
解析：如果只有电流大小做周期性变化而电流方向不变，则为直流，A错误；直流的特征是电流的方向不变，电流的大小可以改变，B错误；交变电流有多种形式，正弦式交流电只是交变电流中最基本、最简单的一种，C错误；交变电流的最大特征是电流的方向随时间做周期性的变化，D正确。
√
2. （交变电流的产生）〔多选〕（2025·安徽黄山期末）如图所示，面积
均为S的单匝线圈（A、C、D均绕其虚线所示对称轴，B绕中心轴）在匀强
磁场中以角速度ω匀速转动，能产生正弦式交变电动势的是（　　）
√
√
解析： A项中线圈切割磁感线，穿过线圈的磁通量按正弦规律变化，
根据法拉第电磁感应定律E＝可知，产生正弦交变电动势e＝BSωsin ωt，
故A正确；B、D项中线圈转动时穿过线圈的磁通量一直为零，均没有变
化，根据法拉第电磁感应定律E＝，不能产生感应电动势，故B、D错
误；C项中线圈从垂直于中性面位置开始匀速转动，穿过线圈的磁通量按
正弦规律变化，根据法拉第电磁感应定律E＝可知，产生正弦交变电动
势e＝BSωcos ωt，故C正确。
3. （交变电流的变化规律）一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面
内的固定转轴匀速转动，线圈中产生的感应电流i随时间t的变化规律如图
所示，下列说法正确的是（　　）
A. t1时刻穿过线圈的磁通量最大
B. t2时刻穿过线圈的磁通量为0
C. t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率最大
D. 每当电流方向变化时，线圈平面与中性面垂直
√
解析：t1、t3时刻线圈位于中性面垂面位置，穿过线圈的磁通量为0，磁通量的变化率最大，A错误，C正确；t2时刻线圈位于中性面位置，穿过线圈的磁通量最大，B错误；线圈每经过中性面一次，电流方向发生变化，D错误。
4. （交变电流的变化规律）如图所示，矩形线圈匝数N＝100匝，ab＝30
cm，ad＝20 cm，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8 T，线圈绕轴OO'从图示位
置开始匀速转动，角速度ω＝100π rad/s，试求：
（1）穿过线圈的磁通量最大值Φm；
答案：0.048 Wb　
解析：当线圈平面与磁感线垂直时，磁通量有最大值，为Φm＝BS＝0.8×0.3×0.2 Wb＝0.048 Wb。
（2）线圈产生的感应电动势最大值Em；
答案：480π V
解析：线圈平面与磁感线平行时，感应电动势有最大值，为Em＝NBSω＝480π V。
（3）写出感应电动势e随时间t变化的表达式；
答案：e＝480πcos（100πt）V　
解析： 从图示位置开始计时，电动势的瞬时值表达式为
e＝Emcos ωt＝480πcos（100πt）V。
（4）从图示位置开始匀速转动30°过程中，线圈中产生的平均电动势。
答案：1 440 V
解析： 根据法拉第电磁感应定律得
＝＝＝1 440 V。
06
PART
课时作业
知识点一　交变电流
1. （2025·黑龙江哈尔滨市高二月考）下列图像中不属于交流电的是
（　　）
解析：　电流的大小和方向做周期性变化的叫作交变电流，D选项中的电
动势大小周期性变化，方向没有变化，不属于交变电流，故选D。
1
2
3
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7
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9
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√
知识点二　交变电流的产生
2. 〔多选〕下列各图中能够产生交变电流的是（　　）
√
√
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2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析： 　A项中轴的右侧存在磁场，线圈最长的一条边从刚进入磁场到
离开磁场过程中，穿过线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律知，产
生大小、方向都变化的感应电流，A正确；B项中磁感应强度均匀增大，根
据ΔΦ＝BS可知，通过线框的磁通量均匀增大，即产生大小恒定、方向不
变的感应电流，故不能产生交变电流，B错误；C项中扇形线框进磁场和出
磁场过程中，磁通量大小改变，产生大小恒定、方向变化的感应电流，C
正确；D项中线框绕轴匀速转动时通过线框的磁通量没有发生变化，故不
能产生感应电流， D错误。
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2
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10
3. 如图所示，矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动，产生了交变电流，下列说法正确的是（　　）
A. 当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大
B. 当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零
C. 当穿过线框的磁通量为零时，线框中的磁通量变化率最大
D. 线框经过如图所示的位置时，电流方向将发生改变
√
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10
解析：　线框在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生正弦式
交流电。当线框位于中性面时，磁通量最大，各边不切割磁感线，感应电
动势为零，A错误；当线框平面与中性面垂直时，线框平面与磁感线平
行，此时磁通量最小，为零，线框中的磁通量变化率最大，感应电动势最
大，B错误，C正确；当线框位于中性面时，即线框和磁场方向垂直时，电
流方向发生改变，D错误。
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4. 交流发电机发电示意图如图所示，线圈转动过程中，下列说法正确的是
（　　）
A. 转到图甲位置时，通过线圈的磁通量变化率最大
B. 转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零
C. 转到图丙位置时，线圈中产生的感应电流最大
D. 转到图丁位置时，AB边感应电流方向为A→B
√
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解析：　转到图甲位置时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，但磁
通量变化率为零，A错误；转到图乙位置时，线圈产生的感应电动势最
大，B错误；转到图丙位置时，线圈位于中性面位置，此时感应电流最
小，C错误；转到图丁位置时，根据楞次定律可知AB边感应电流方向为
A→B，D正确。
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9
10
知识点三　交变电流的变化规律　交流发电机
5. 〔多选〕（2025·河南洛阳月考）线圈在磁场中匀速转动产生的交流电
动势为e＝10sin（20πt）V，则下列说法正确的是（　　）
A. t＝0时，线圈平面位于中性面
B. t＝0时，穿过线圈的磁通量最大
C. t＝0时，导线切割磁感线的有效速度最大
D. t＝0.4 s时，e达到峰值10 V
√
√
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解析： t＝0时，感应电动势的瞬时值为e＝0，则线圈平面位于中性面，此时穿过线圈的磁通量最大，导线切割磁感线的有效速度最小，A、B正确，C错误；当t＝0.4 s时，感应电动势的瞬时值为e＝10sin（20π×0.4）V＝0，D错误。
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6. 〔多选〕如图所示，水平向右、磁感应强度为B的匀强磁场中，一边长
为L的正方形单匝线圈abcd绕水平中心轴OO'沿逆时针方向以角速度ω匀速
转动，OO'与磁场方向垂直。线圈的两端与磁场外的电阻相连组成闭合电
路，则（　　）
A. 从线圈平面垂直于磁场方向开始计时，穿过线圈的
磁通量的表达式为Φ＝BL2cos ωt
B. 从线圈平面平行于磁场方向开始计时，感应电动势
的表达式为e＝BL2ωsin ωt
C. 线圈中感应电动势的最大值为BL2
D. 若其他条件不变，仅使线圈转动的角速度变为原来的一半，则交流电动势的最大值变为BL2ω
√
√
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解析： 　从线圈平面垂直于磁场方向开始计时，t＝0时穿过线圈平面的
磁通量最大，故穿过线圈的磁通量的表达式为Φ＝BL2cos ωt，A正确；从
线圈平面平行于磁场方向（垂直于中性面位置）开始计时，感应电动势的
表达式为e＝BL2ωcos ωt，故B错误；线圈中感应电动势的最大值Em＝nBSω
＝BL2ω，故C错误；其他条件不变时，Em与ω成正比，若线圈转动的角速
度变为原来的一半，则感应电动势最大值变为原来的一半，即Em'＝
BL2ω，故D正确。
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10
7. 某交流发电机工作时电动势为e＝Emsin ωt，若将该发电机转动的角速度
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e'
变为（　　）
A. Emsin B. 2Emsin
C. Emsin 2ωt D. sin 2ωt
解析：　感应电动势的瞬时值表达式e＝Emsin ωt，而Em＝NBωS，ω＝
2πn，当n提高一倍时，ω加倍；当ω加倍而S减半时，Em不变，e'＝Emsin
2ωt，故C正确。
√
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10
8. 〔多选〕在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转
动，如图甲所示。产生的交变电动势
随时间变化的规律如图乙所示。则
下列说法正确的是（已知ω＝）
（　　）
A. t＝0.01 s时穿过线框的磁通量最小
B. 该交变电动势的最大值为11 V
C. 该交变电动势的瞬时值表达式为e＝22·sin（100πt）V
D. 电动势的瞬时值为22 V时，线圈平面与中性面的夹角为45°
√
√
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解析： 　t＝0.01 s时电动势为零，线圈平面与磁场方向垂直，此时穿过
线圈的磁通量最大，选项A错误；由题图乙可知，交变电动势的最大值Em
＝22 V，线圈转动的角速度ω＝＝ rad/s＝100π rad/s，该交变电动
势的瞬时值表达式为e＝22sin（100πt）V，选项C正确，B错误；把电动
势的瞬时值22 V代入e＝22sin（100πt）V，可得线圈平面与中性面的夹
角为45°，选项D正确。
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9. 〔多选〕（2025·广东珠海期末）图甲为我国自主研发的首台兆瓦级漂
浮式波浪能发电装置“南鲲号”，其在广东珠海投入试运行，南鲲号发电
原理可作如下简化：海浪带动浪板上下摆动，驱动发电机转子转动，其中
浪板和转子的链接装置使转子只能单
方向转动，如图乙所示，若转子带动
线圈沿逆时针方向转动，并向外输出
电流，下列说法正确的是（　　）
A. 图乙中线圈所处位置是中性面
B. 在图乙所示位置时，穿过线圈的磁通量变化率最大
C. 在图乙所示位置时，线圈b端电势低于a端电势
D. 在图乙所示位置时，线圈靠近S极的导线受到的安培力方向向上
√
√
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解析： 　在图乙所示位置时，线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁
通量为0，但穿过线圈的磁通量变化率最大，产生的感应电动势最大，故A
错误，B正确；在图乙所示位置时，线圈靠近S极的导线向上切割磁感线，
线圈靠近N极的导线向下切割磁感线，根据右手定则可知，线圈中的电流
方向由b流向a，由于线圈相当于电源内部，则线圈b端电势低于a端电势，
故C正确；在图乙所示位置时，线圈靠近S极的导线电流方向向里，磁场方
向向右，根据左手定则可知，安培力方向向下，故D错误。
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10. 如图所示，在匀强磁场中有一个“π”形导线框，可绕AB轴转动。已
知匀强磁场的磁感应强度B＝ T，线框相邻两边相互垂直，其中CD边长
为20 cm，CE、DF长均为10 cm，角速度为100π rad/s。若从图示CEFD平面
平行磁场位置开始计时：
（1）写出线框中产生的感应电动势的瞬时值表达式；
答案：e＝10cos（100πt）V　
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解析：线框转动，开始计时的位置为线框平面与磁感线平行的位置，CD边长L1＝20 cm，CE、DF边长均为L2＝10 cm，在t时间内线框转过的角度为ωt，此时e＝BL1L2ωcos ωt，其中B＝ T，
L1L2＝0.2×0.1 m2＝0.02 m2
故线框中产生的感应电动势的瞬时值表达式e＝×0.02×100πcos
（100πt）V＝10cos（100πt）V。
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（2）求出由图示位置转过30°过程中线框产生的平均电动势；
答案： V　
解析： 线框由题图所示位置转过30°的过程中，
ΔФ＝BSsin 30°＝BL1L2，
Δt＝
则平均电动势＝＝ V。
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解析： 线框中感应电动势随时间变化的图像如图所示。
（3）作出线框中感应电动势随时间变化的e-t图像。
答案：见解析图
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THANKS
演示完毕 感谢观看