产生正弦式交变电流的几种典型物理模型

摘 要：正弦式交流电是随时间按照正弦函数规律变化的电压和电流.发电厂提供给工业和民用的交流电普遍使用正弦式交变电流.教学用手摇发电机产生的电流，大小和方向都在不断变化，也是一种正弦式交变电流.文章主要探讨产生正弦式交变电流的几种典型物理模型.

关键词：正弦式交变电流；感应电动势；物理模型

中图分类号：G632"" 文献标识码：A"" 文章编号：1008-0333（2025）01-0109-03

收稿日期：2024-10-05

作者简介：赵永东，从事高中物理教学研究；

蒋丽萍，从事高中物理教学研究.

在高三物理二轮复习过程中发现，学生虽已掌握正弦式交变电流的相关规律，但在解题时却因未发现新情境中产生的是正弦式交变电流而无从下手.教材中介绍矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式交变电流.引起磁通量变化的原因有多种多样，还有哪些方式可以产生正弦式交变电流呢？

1 产生正弦式交变电流的物理模型1.1 线圈不动，匀强磁场匀速转动

例1 某种风力发电机的原理如图1所示，发电机的矩形线圈abcd固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，图示位置线圈与磁场垂直.已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为B，线圈的匝数为n，ab边长为L1，ad边长为L2，线圈电阻不计，外接电阻为R，磁体转动的角速度为ω.当磁体从图示位置转过θ角度时，求ad边受到的安培力大小F.

2 结束语

结合电磁感应相关知识，我们将产生正弦式交变电流的方式归纳为两类：一类是感生电动势，线圈不动，磁场按正弦规律随时间变化（如模型1.2）；另一类是动生电动势，导体棒切割的有效长度按正弦规律随时间变化（如模型1.3）和导体棒切割的速度按正弦规律随时间变化（如模型1.1、1.4、1.5）.通过对以上几种产生正弦式交变电流的模型的分析可知，产生正弦式交变电流的方式是多样的，我们要透过情境表象看到其产生正弦式交变电流的本质.分析出产生的是正弦式交变电流，即可根据正弦式交变电流的相关规律进行解题［2］.

参考文献：［1］ 华兴恒.线圈动与静 交流电流生［J］.中学生理科应试，2020（09）：27.

［2］ 杨荣富.常见几种产生正弦交流电的非典型方式［J］. 数理化解题研究，2020（10）：64-65.

［责任编辑：李 璟］