<[Assme丨Sinusoidal-alternating-current丨]>
,我觉得,如果我站起来,双手伸开,面对厨房,这就是零电势,然后逆时针旋转90度,面对电视,左手升右手降;然后逆时针旋转90度,面对窗帘,也是零电势,然后逆时针旋转90度,面对墙,还是左手升右手降(这个思路已经被抛弃了,因为我这厢是Electric-field丨,还不如联想成为我在床上睡觉呢)202507021431正确的联想方法是,从天花板下来的匀强磁场线,这样的话,在地上放置的洗脸盆就都认为是单个电子运动的轨迹形成了圆形运动轨迹,至于说发电机,中间的那个转子,就用我父母那厢的屏风去联想,然后转子连接的电刷,正好通过就在我的门的位置,穿过右转进去就是kitchen丨
此字幕由AI自动生成。 在上一讲中，咱们学习了交流电是方向周期性变化的电流，还做了演示实验，用一个手摇发电机让发光二极管发光。放大手摇式发电机，其实就是一个线圈在磁场中旋转，那么它为什么能产生交流电呢？咱们得从发电机的结构说起。 线圈abcd在磁场中逆时针旋转，磁场方向水平向右。可以看到在线圈旋转过程中，只有AB和CD边在做切割磁感线的运动，而BC和AD边总是沿磁场方向运动。e和f是两个电刷，与k和l两个导电环接触，CD边与l相接，AB边和k相接。线圈中产生电流，通过电刷和导电环流到y电路上。发电机的结构就是这样，是不是很简单？ 那为啥它产生的是交流电呢？线圈旋转到现在的位置时，AB和CD边都没有切割磁感线，因此线圈中没有电动势，也没有电流。当线圈旋转90度后，AB边向下切割磁感线运动，产生的电动势由b指向a；CD边向上切割磁感线运动，产生的电动势由d指向c。所以在线圈中的电动势方向为DCBA，电流会从e流出，从f流回。当线圈再旋转90度时，线圈跟开始时一样，也不切割磁感线，使得电动势为零，电流消失。线圈继续旋转90度，此时CD边向下运动产生电动势，从c指向d；AB边向上运动产生的电动势，由a指向b。线圈中电动势方向为ABCD，因此电流从f流出，从e流回。可以看到在线圈旋转的过程中，电流一会从e流出、f流入，一会从f流出、e流入，方向在不断改变，就产生了交流电。 那这个交流电为什么是正弦形式的呢？从正前方去观察这个线圈，那么只能看到这个线圈的AD边。在线圈旋转过程中，线圈平面与磁场的夹角θ随着时间均匀增长，可以表示为θ = ωt。线圈的面积S不变，因此穿过线圈平面的磁通量Φ = BSsinθ = BSsinωt。所以磁通量随时间变化的图像是一条正弦曲线。要注意的是，如果线圈是从垂直于磁感线的位置开始旋转，那么磁通量的图像会是一条余弦曲线。 根据法拉第电磁感应定律，感应电动势ε = n×ΔΦ/Δt，n是线圈匝数，不用管它，而这个ΔΦ/Δt不就是磁通量随时间的变化率吗？根据数学的相关知识，变化率就是Φ的导数，结合前面得出的Φ = BSsinωt可以推导得到ε的表达式是这样的。所以，电动势ε随时间t变化的图像是一条余弦曲线，如果刚才磁通量的图像是余弦曲线，那么感应电动势的图像就变为正弦曲线了。 值得注意的是，只要线圈在匀强磁场中匀速转动，并且转轴垂直于磁场，产生的交流电就是正弦或余弦的。即便线圈是圆形、三角形等其他形状，或者转轴在线圈的一边，这个结论同样成立。因为无论线圈形状、转轴位置如何，磁通量的这个表达式仍然成立。 总结一下，线圈在匀强磁场中匀速旋转会产生正弦或余弦的交流电，这也是因为线圈的磁通量随时间按照正弦或余弦规律变化，所以，感应电动势也按正弦或余弦规律变化。好了，知识就先说这么多，快去刷几道题吧。
The answer. #/Q