三 交变电流
1.基本知识
(1)构造
发电机都由固定不动的定子和能够连续转动的转子等部件构成．
(2)工作原理
使转子在定子中旋转，做切割磁感线的运动，从而产生 ，通过接线端引出，接在回路中，便产生了 ．
交流发电机及交流的变化规律
感应电动势
交变电流
(3)交变电流
随时间做 的电流叫交变电流．
(4)正弦交变电流的变化规律
①正弦式电流规律：i＝Imsin ωt，u＝Umsin ωt
②波形如图3－3－1所示：
图3－3－1
大小和方向
周期性变化
某一时刻
变化的快慢
50
2．思考判断
(1)交流发电机可以将机械能转化为电能．(√)
(2)家用照明电是交变电流．(√)
3．探究交流
描述交变电流的物理量有哪些？
【提示】　瞬时值、峰值、周期和频率.
1.基本知识
(1)当电容器接到交流电路上，电容器交替进行 和 ，电路中形成电流．
(2)电容器的电路特征：电容器能够通 、隔 ．
(3)有效值：把交流和直流分别通过 ，如果在 它们产生的 相等，这个 、电流的数值称做交流电压，电流的 ．
交流与电容器及有效值
充电
放电
交流
直流
相同的电阻
相等的时间里
热量
直流电压
有效值
2．思考判断
(1)电容器在交流电路中对电流有阻碍作用．(√)
(2)交变电流的有效值是以电流的热效应定义的．(√)
3．探究交流
交变电流是怎样通过电容器的？
【提示】　在交流电路中，电容器交替进行充电和放电，电路中形成电流.
【问题导思】
1．交流电是如何产生的？
2．什么是中性面，在中性面时磁通量和感应电动势的大小分别处于什么情况？
交流电的产生
1．产生条件
线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动．
2．特殊位置的特点
1．正弦式交流规律e＝Emsinωt中ω指的是线圈转动角速度，与转速n的关系为ω＝2πn.
2．交变电流的频率f等于线圈的转速n.
3．线圈转动一周，电流方向改变两次．(经过中性面两次)．

图3－3－2
【审题指导】　描述交变电流的物理量及其与函数表达式和图象表达的对应关系．
【答案】　BD

1．交流是由闭合线圈在匀强磁场中匀速转动产生的．线圈中感应电动势随时间变化的规律如图3－3－3所示，则此感应电动势的最大值为__________V，频率为________Hz.

图3－3－3
【答案】　311　50
对交流电有效值的理解
4．在交流电路中，电压表、电流表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值．在没有具体说明情况下，所给出的交变电流的电压、电流指的都是有效值．
5．各种使用交变电流用电器铭牌上标出的额定电压、额定电流均指有效值．
如图3－3－4表示一交变电流的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值是(　　)

图3－3－4
【答案】　B
2．如图3－3－5所示为一交流电随时间而变化的图象，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，其最大值为Im；电流的负值的强度为Im，则该交流电的有效值为 (　　)

图3－3－5
【答案】　D
1．如下图中的电流i随时间变化的图象中，表示交流电的是(　　)
【解析】　方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的特性．选项A中电流虽然周期性变化，但方向不变，属于脉动直流电，不是交变电流．选项B电流大小虽不变，但方向周期性变化，也是交变电流，故选B、C、D.
【答案】　BCD
2．(2012·广东中山一中学业水平测试模拟)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法中正确的是(　　)
A．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大
B．穿过线圈的磁通量为零，线圈中的感应电动势最大
C．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势为零
D．穿过线圈的磁通量为零，线圈中的感应电动势等于零
【答案】　C
3．如图3－3－6中，将电灯与电容器串联接入通有交变电流的电路中，灯泡发光，则(　　)
图3－3－6
A．自由电荷通过了电容器两极板间的绝缘电介质
B．自由电荷没有通过电容器两极板间的绝缘电介质
C．接入交流电源使电容器两极板间的绝缘电介质变成了导体
D．电容器交替进行充放电，电路中就有电流，表现为交变电流“通过”了电容器
【解析】　电容器“通交流”是因为两极板不断地充放电，从而使电路中有电流，而不是自由电荷通过了两极板间的电介质，所以B、D项正确．
【答案】　BD
4．交流电的有效值是根据________来定义的，对于正弦交流电，它的有效值是其峰值的________倍．若把电容器接在交流电路中，则它能起到________和________作用．
【解析】　交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的，对于正弦交流电有着固定的关系．若把电容器接在交流电路中，它能起到通交流、隔直流的作用．