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课件网) 第三章 交流电 1.交变电流 核心素养：1.了解交变电流、中性面的概念，了解发电机的构造和不同发电机的优缺 点. 2.掌握交变电流的产生和变化规律. 3.分析讨论交变电流产生的过程，能解决交 变电流的瞬时值、峰值的有关问题. 第*页 研习任务一 认识交变电流 教材 认知 大小 方向 周期性 正弦 研习 经典 解析：A、B、D中电流i的方向都发生了周期性变化，是交流电；C中电流方向不变， 不是交流电. C 对应 训练 C 解析：根据交流电定义，方向发生周期性改变，只有C符合. 第*页 研习任务二 正弦交流电的产生 合作 讨论 如图所示，将发电机的两个输出端通过滑动变阻器连接到电流计的两个接线柱上，摇 动发电机手柄，让线圈在两磁极间连续转动，可以观察到电流计指针如何偏转？ 提示：发电机产生的感应电流的大小和方向是不断变化的.仔细观察可发现，线圈在 磁场中转动时，感应电流的大小和方向都随时间做周期性变化，线圈每转动一周，电 流方向改变两次. 教材 认知 垂直 匀速 垂直 项目 中性面位置 （图2中的甲、丙） 与中性面垂直位置 （图2中的乙、丁） 位置 线圈平面与磁场垂直 线圈平面与磁场平行 磁通量 最大 零 磁通量变化率 零 最大 感应电动势 零 最大 感应电流 零 最大 电流方向 改变 不变 3. 两个特殊位置 [理解] 正弦式交变电流的产生过程分析 图1 如图1所示为线圈ABCD在磁场中绕轴OO'转动时的截面图，AB和CD两个边切割磁感线，产生电动势，线圈中就有了电流（或者说穿过线圈的磁通量发生变化而产生了感应电流）.具体分析如图2所示. 甲 乙 丙 丁 图2 转动过程 磁通量变化 电流方向 甲→乙 减小 B→A→D→C 乙→丙 增大 B→A→D→C 丙→丁 减小 A→B→C→D 丁→甲 增大 A→B→C→D 研习 经典 AC A. 从中性面开始，线圈每转动一周，指针左右摆动一次 B. 图示位置为中性面，线圈中无感应电流 C. 线圈逆时针转动到图示位置ab边的感应电流方向为a→b D. 线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零 解析：线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈周期性变化的交变电流，线圈经过 中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面位置，电流方向改变两 次，指针左右摆动一次，故选项A正确；线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右 手定则，ab边的感应电流方向为a→b，故选项B错误，C正确；线圈平面与磁场方向 平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，线圈平面与磁场方向平 行时，磁通量为零，磁通量的变化率最大，故选项D错误. 解决此类问题必须熟练掌握交变电流的变化特点. （1）线圈转至与磁感线平行时，磁通量的变化率最大，感应电动势最大. （2）线圈每经过中性面位置一次，感应电流和感应电动势的方向都要改变一次. （3）线圈转动一周，两次经过中性面位置，感应电动势和感应电流的方向都改 变两次，最大值出现两次. 名师点评 对应 训练 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 AD 第*页 研习任务三 交变电流的变化规律 合作 讨论 如图所示为发电机的原理图，设t＝0时线圈刚好转到中性面位置.设线圈旋转的角速 度为ω，线圈面积为S，AB和CD的长度为l，AD和BC的长度为d，请推导感应电动势随 时间变化的规律，若线圈有N匝，电动势又该如何表示？ 提示：经过时间t，线圈转过的角度θ＝ωt， 根据法拉第电磁感应定律，线圈上产生的感应电动势 e＝2Blvsin θ＝ωBldsin ωt＝ωBSsin ωt 如果线圈匝数为N，则e＝NωBSsin ωt. 教材 认知 2. 表达式（从中性面开始计时） 正弦 正弦式电流 Emsin ω ... ...
