3、交流发电机在工作时的电动势为e＝E_msinwt，若将其线框的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为( D )

　A.E_msinwt/2

　B.2E_msinwt/2

　C.E_msin2wt

　D.2E_msin2wt

2、如图5-1-5所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图所示位置时，( C )

A.穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小

B.穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大

C.穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大

D.穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小

1、图5-1-4所示各的电流中不是交流电的是：(AD)

3、交变电流的变化规律：

如图5－1－1所示为矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程：

　当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=E_m sinωt，其中E_m=2NBLv=NBωS；i=I_m sinωt，其中I_m=E_m/R。

　当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=E_m sinωt，其中E_m=2NBLv=NBωS；i=I_m sinωt，其中I_m=E_m/R。

图5－1－2所示为以线圈通过中性面时为计时起点的交变电流的e－t和i-t图象：

[范例精析]

例1、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中性面瞬间：(　)

A.线圈平面与磁感线平行；

B.通过线圈的磁通量最大；

C.线圈中的感应电动势最大；

D.线圈中感应电动势的方向突变。

解析：在线圈平面垂直于磁感线时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做中性面。根据这一定义，线圈平面经过中性面瞬间，通过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势为零，此后，感应电动势方向(即感应电流方向)将与原方向相反。所以正确选项为B.D。

例2、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图5－1－3，则在时刻(　)

A.t₁，t₃线圈通过中性面

B.t₂，t₄线圈中磁通量最大

C.t₁，t₃线圈中磁通量变化率最大

D.t₂，t₄线圈平面与中性面垂直

解析：对于线圈在匀强磁场转动的模型,要能够把图线和实物联系在一起,弄清转动过程中两个特殊位置和特征:通过中性面时磁通量最大,但磁通量变化率为零,产生的感应电动势也为零;通过与中性面垂直的位置时磁通量为零,但磁通量变化率最大,产生的感应电动势也最大,结合图象可以判断A、D正确。

拓展：本题是考查交变电流的产生和变化规律等基础内容的题目。线圈经过的中性面位置是线圈在磁场中匀速转动切割磁感线产生交变电流的特殊位置，是掌握交变电流的产生和变化规律的一个关键。

例3、一矩形线圈，面积为s，匝数为N，在场强为B的匀强磁场中绕着轴oo’做匀速转动，角速度为ω，磁场方向与转轴垂直，当线圈转到中性面位置开始计时，求：

(1)线圈中感应电动势的最大值？写出线圈中感应电动势随时间变化的表达式？

(2)若线圈中的电阻为R，则线圈中的电流的最大值为多少？写出线圈中的电流瞬时表达式。

解析：(1)对于单匝线圈e_ab=e_cd=Blv sinωt=Bl₁ωl₂/2 sinωt

　　e=2e_ab=Bl₁l₂ωsinωt=BSωsinωt

　　 当线圈为N匝时e=N BSωsinωt

　　 感应电动势的最大值E_m=N BSω

　　 (2)根据闭合电路的欧姆定律

　　 i=e/R= N BSωsinωt/R

拓展：本题考查的是表征交变电流的物理量和表达式，能否正确写出交变电流瞬时值表达式，关键在于找出交变电流的最大值.角速度，并明确计时起点线圈平面所处的位置。

又如：一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度是100πrad/s。

(1)写出感应电动势的瞬时值表达式

(2)若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路中的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式，在t=1/120时电流强度的瞬时值为多少？

解析：本题中没有规定线圈平面在什么位置为计时起点，一般取线圈平面在中性面时为计时起点。

(1)由题意有E_m=311V，ω=100πrad/s，所以，感应电动势的瞬时值表达式为：

e=E_m sinωt =311sin100πt(V)

(2)由欧姆定律得，电流最大值为：

I_m=E_m/R=3.11A

通过负载的电流强度的瞬时表达式为：

i=I_m sinωt=3.11 sin100πt(A)

当t=1/120时，电流的瞬时值为：

i= 3.11 sin(100π×1/120) (A)=1.55A

[能力训练]

2、交变电流的产生：

　 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时产生正弦交变电流.若线圈绕平行于磁感线的轴转动，则不产生感应电动势.

矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，将经过两个特殊位置，其特点分别是：

(1)中性面：与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面.线圈平面处于跟中性面重合的位置时；

(a)线圈各边都不切割磁感线，即感应电流等于零；

(b)磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率为零.

(c)交变电流的方向在中性面的两侧是相反的.

(2)线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变.

[要点导学]

交变电流的产生.变化规律和基本物理量：

1、交变电流：强度和方向都随时间做周期性变化的电流为交变电流.正弦电流、锯齿波电流都属于交变电流.

16．改装电流表之前,必须知道电流表的两个参数:一是满偏电流I_g,二是电流表的内阻R_g.如图12-4-16所示是测定电流表内阻的实验电路,电流表的内阻约在100Ω左右,满偏电流为500μA,用干电池做电源.实验过程中,先断开S₂,合上S₁,调节R,使电流表G指针满偏.然后保持R不变,合上S₂,调节R’,使电流表指针偏转到满刻度的一半时,可以认为流过R’的电流也等于I_g/2,由此得R_g=R’,读出R’即得R_g.

　(1)实验室中配有的可变电阻为:

　A.电阻箱,阻值范围0-10Ω

　B.电阻箱,阻值范围0-9999Ω

　C.电位器,阻值范围0-200Ω

　D.电位器,阻值范围0-20kΩ

在上述配有的可变电阻中,电路图中的R应选用_________,R’应选用________.B ; C

(2)如果按正确的步骤测得的R’为100Ω,要把这个电流表改装成量程为0.6A的电流表,则应并联的分流电阻是__________Ω. 0.083Ω

(3)任何测量都会有误差.试分析:用上述方法测电流表内阻的测量值比真实值偏大还是偏小?_____________,根据电流表的测量值数据改装成的电流表在测量时,其读数比实际电流偏大还是偏小___________________.偏小；偏大

(4)在测定电流表内阻的实验中认为“流过R’的电流也等于I_g/2”的条件是________. R>>R’

(5)为了减小测定电流表内阻的实验误差下列做法可行的是 (AC )

　A. R选用更大阻值的电位器

　B.R选用阻值较小的电位器

　C.选择电动势大的电源

　D.选择电动势小的电源

15．如图12-4-15所示，U=10V，R₁=4Ω，R₂=6Ω，C=30μF，

(1)闭合开关K，求稳定后经过R₁的电流1A；

(2)然后断开开关，求这以后通过R₁的总电量1.2×10^-4C

14.某同学将一个小量程电流表改装成3V的电压表,将改装的电压表与标准电压表并联后接入电路,当标准表的示数为3V时,改装表的示数为2.85V,则该同学改装的电压表的满刻度百分误差是_____________.5%

13.某同学完成了电压表的改装后,将改装后的电压表和标准电压表并联,然后接入电路进行测量,发现改装表的示数总比标准表的示数小,为了校准改装表,应(B )

　A.增大改装表的串联电阻

　B.减小改装表的串联电阻

　C.用一个电阻与标准表串联

　D.用螺丝刀调整改装表的调零螺丝