產(chǎn)生正弦式交變電流的幾種典型物理模型

摘 要：正弦式交流電是隨時(shí)間按照正弦函數(shù)規(guī)律變化的電壓和電流.發(fā)電廠提供給工業(yè)和民用的交流電普遍使用正弦式交變電流.教學(xué)用手搖發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流，大小和方向都在不斷變化，也是一種正弦式交變電流.文章主要探討產(chǎn)生正弦式交變電流的幾種典型物理模型.

關(guān)鍵詞：正弦式交變電流；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；物理模型

中圖分類號(hào)：G632"" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A"" 文章編號(hào)：1008-0333（2025）01-0109-03

收稿日期：2024-10-05

作者簡(jiǎn)介：趙永東，從事高中物理教學(xué)研究；

蔣麗萍，從事高中物理教學(xué)研究.

在高三物理二輪復(fù)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生雖已掌握正弦式交變電流的相關(guān)規(guī)律，但在解題時(shí)卻因未發(fā)現(xiàn)新情境中產(chǎn)生的是正弦式交變電流而無從下手.教材中介紹矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流.引起磁通量變化的原因有多種多樣，還有哪些方式可以產(chǎn)生正弦式交變電流呢？

1 產(chǎn)生正弦式交變電流的物理模型1.1 線圈不動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)

例1 某種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理如圖1所示，發(fā)電機(jī)的矩形線圈abcd固定，磁體在葉片驅(qū)動(dòng)下繞線圈對(duì)稱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圖示位置線圈與磁場(chǎng)垂直.已知磁體間的磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，線圈的匝數(shù)為n，ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1，ad邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2，線圈電阻不計(jì)，外接電阻為R，磁體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω.當(dāng)磁體從圖示位置轉(zhuǎn)過θ角度時(shí)，求ad邊受到的安培力大小F.

2 結(jié)束語

結(jié)合電磁感應(yīng)相關(guān)知識(shí)，我們將產(chǎn)生正弦式交變電流的方式歸納為兩類：一類是感生電動(dòng)勢(shì)，線圈不動(dòng)，磁場(chǎng)按正弦規(guī)律隨時(shí)間變化（如模型1.2）；另一類是動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)體棒切割的有效長(zhǎng)度按正弦規(guī)律隨時(shí)間變化（如模型1.3）和導(dǎo)體棒切割的速度按正弦規(guī)律隨時(shí)間變化（如模型1.1、1.4、1.5）.通過對(duì)以上幾種產(chǎn)生正弦式交變電流的模型的分析可知，產(chǎn)生正弦式交變電流的方式是多樣的，我們要透過情境表象看到其產(chǎn)生正弦式交變電流的本質(zhì).分析出產(chǎn)生的是正弦式交變電流，即可根據(jù)正弦式交變電流的相關(guān)規(guī)律進(jìn)行解題［2］.

參考文獻(xiàn)：［1］ 華興恒.線圈動(dòng)與靜 交流電流生［J］.中學(xué)生理科應(yīng)試，2020（09）：27.

［2］ 楊榮富.常見幾種產(chǎn)生正弦交流電的非典型方式［J］. 數(shù)理化解題研究，2020（10）：64-65.

［責(zé)任編輯：李 璟］