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课件网) 第一节 交变电流 交变电流 制作人： 使用时间：2024年3月31号 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、峰值的物理意义 4.掌握电流、电压、电动势的瞬时值表达式，知道中性面的物理特点 学习目标（1min） 一、交变电流 1、交变电流： 大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流(AC)。 2、直流电： 方向不随时间变化的电流叫做直流电，简称直流（DC）。 新课讲解 二、交变电流的产生（交流发电机） 1、发电机的基本构造 线圈（abcd）：转轴垂直于磁场方向 磁极（N S）：磁极间形成匀强磁场 为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？ 新课讲解 交变电流产生示意图： 新课讲解 A(B) D(C) A(B) D(C) A(B) D(C) 电流方向具有周期性变化的特点 E=0、I=0 电流：A→D→C→B→A 电流：A→B→C→D→A A(B) D(C) E=0、I=0 (1)线圈经过甲、丙位置时，电流方向发生改变 (2)线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流；转到乙、丁位置时线圈中电流最大！ A(B) D(C) A(B) D(C) D(C) A(B) B D(C) A(B) B 甲 乙 丙 丁 ①线圈经过中性面时，感应电动势为零，感应电流为零。 ②线圈每经过中性面一次，交流电流方向改变一次，线圈每转动一周（交流电的一个周期） ，两次经过中性面，交流电流的方向改变两次。 中性面 A(B) D(C) 与磁感线垂直的平面 新课讲解 设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω．经过时间t，AB、CD宽L1，AD、BC长L2 ，磁感应强度是B. B v A(B) D(C) t=0 θ v11 v⊥ 中性面 线圈与中性面的夹角是多少？ AB边的速度多大？ AB边速度方向与磁场方向夹角是多大？ AB边中的感应电动势多大？ 线圈中的感应电动势多大？ 新课讲解 （1）以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势 e为电动势在时刻t的瞬时值 Em为电动势的最大值（峰值）： 三．交变电流的变化规律 (2)当从中性面垂直的位置开始计时时是怎样的？ （3）若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电路欧姆定律 R两端的电压为 新课讲解 （4）正弦式交变电流的产生条件： ①线圈的转轴垂直与磁场方向； ②线圈匀速转动；③匀强磁场 注意：表达式中的分别为电动势、电压和电流的最大值，叫作峰值 e o Em T/4 2T/4 3T/4 T π/2 π 3π/2 2π ωt t 交流电的图像 中性面 中性面的垂面 远离中性面 靠近中性面 位置 线圈平面与磁场垂直 线圈平面与磁场平行 线圈平面与磁场夹角变小 线圈平面与磁场夹角变大 磁通量 最大 零 变小 变大 磁通量变化率 零 最大 变大 变小 感应电动势 零 最大 变大 变小 线圈边缘线速度与磁场方向夹角 零 90° 变大 变小 感应电流 零 最大 变大 变小 电流方向 改变 不变 不变 不变 不同位置的特点比较 交流发电机 用来产生感应电动势 （电枢） 用来产生磁场 旋转电枢式发电机 旋转电枢式发电机：电枢转动，磁极不动，输出电压一般不超过500 V。 旋转磁极式发电机：磁极转动，电枢不动，能够产生几千伏到几万伏的电压，输出功率可达几百兆瓦。 旋转磁极式发电机 【典例1】 （多选）如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO'以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在0～这段时间内（ ） A.线圈中的感应电流一直在减小 B.线圈中的感应电流先增大后减小 C.穿过线圈的磁通量一直在减小 D.穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小 解析 计时开始时线圈平面与磁场平行，感应电流最大，在0～时间内线圈转过四分之一个圆周，感应电流从最大减小为零，磁通量逐渐增大，其变化率一直减小，故A、D正确。 答案 AD 1.（多选 ... ...
