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课件网) 第三章 交变电流 1 交变电流 高中物理选择性必修二 学习目标 1、知道交变电流和直流的概念。 2、理解交变电流的产生过程，会分析电动势和电流的变化规律。 3、知道交变电流的瞬时值、峰值的物理含义，会书写电流、电压、电动势的瞬时值表达式。知道中性面的物理特点。 一、交变电流 直流电（DC）：方向不随时间变化的电流。 交流电（AC）：方向随时间周期性变化的电流。 0 i t 恒定电流 轴上下都有图像的一定是交流电 二、交变电流的产生 发电机的基本构造 装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，为了便于观察，图中只画出了其中的一匝线圈。线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上；导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。线圈逆时针转动。 AD、BC边不切割磁感线，不产生感应电动势；AB、CD切割磁感线，产生感应电动势。 二、交变电流的产生 甲 v∥B，没有边切割磁感线。 此时位置称之为--中性面 E=0，I=0 B⊥S，φ最大 D(C) 二、交变电流的产生 乙 D(C) AB、DC边垂直切割磁感应线 E最大，I最大 感应电流方向DCBA B∥S，φ=0 二、交变电流的产生 丙 D(C) v∥B，没有边切割磁感线。 此时位置称之为--中性面 E=0，I=0 B⊥S，φ最大 二、交变电流的产生 丁 D(C) AB、DC边垂直切割磁感应线 E最大，I最大 感应电流方向ABCD B∥S，φ=0 二、交变电流的产生 整理规律： 中性面：与B垂直的面 线框处于中性面位置时： ① ②均为0 ③最大 ④中性面上电流改变方向 [一周期电流方向改变两次] 平行面：与B平行的面 线框处于平行面位置时： ① ②最大 ③=0 Φ与关系：一个最大时，另一个为0，不可能同时达到最大 二、交变电流的产生 设电流方向DCBA的方向记为正，反之为负，在横坐标轴上标出线圈到达图中甲乙丙丁几个位置时对应的时刻，大致画出感应电流随时间变化的曲线。 正弦函数？ 三、交变电流的变化规律 推导正弦式交变电流瞬时值的表达式 在磁感应强度为B的匀强磁场中，矩形线圈AB边长为l，AD边长为d，逆时针绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度为ω，以B、S垂直的中性面（如甲图）作为零时刻，经时间t，线圈中的感应电动势是多少？ 正弦式交变电流 分析： (1)线圈转过的角度 (2)AB和CD的线速度 (3) 与B垂直的速度 (4)AB边产生的感应电动势 (5) CD边产生的感应电动势 (6) 整个线圈产生的感应电动势 若线圈为N匝 三、交变电流的变化规律 (1)由可知，电动势的峰值。 (2)交变电动势的最大值，由线圈匝数N、磁感应强度B、转动角速度ω及线圈面积S决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关，但转轴必须垂直于磁场，因此如图所示几种情况，若N、B、S、ω相同，则电动势的最大值相同。 线框的的电动势的变化规律为 峰值： 若平行，无法产生交流电 三、交变电流的变化规律 交流发电机与电阻连接 电阻的电压与电流的变化规律 设发电机的内阻为r，负载电阻的阻值为R，则通过负载的电流和两端的电压为： 峰值：Em、Im和Um 分别是电动势、负载的电流和电压最大值 瞬时值：e 、i、和u 分别是电动势、负载的电流和电压的瞬时值 这种按正弦规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称正弦式电流。 三、交变电流的变化规律 以上表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立 三、交变电流的变化规律 正弦式电流是最简单、最基本的交变电流。电力系统中应用的大多是正弦式电流。在电子技术中也常遇到其他形式的交流。 三、交变电流的变化规律 补充：余弦式交变电流 推导余弦式交变电流瞬时值的表达式 在磁感应强度为B的匀强磁场中，矩形线圈AB边长为l，AD边长为d，逆时针绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度为ω，以B ... ...
