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交变电流
人教版 选择性必修第二册
第三章 交变电流
电力应用已渗透到现代生活的方方面面，日常生活中，我们使用得最多的是交流电，那么交流电有哪些特点？又是如何产生的呢？
本节课我们将了解交流电的特点、产生及变化规律。
演示：用电压传感器观察直流电压和交流电压的波形
演示：用电压传感器观察直流电压和交流电压的波形
直流电压的波形是一条直线，说明直流电压的大小和方向不随时间变化，
交流电压的波形是一条正弦曲线，说明交流电压的大小和方向随时间周期性变化。
演示：观察交变电流的方向
结论：观察到两个极性不同的二极管交替发光，说明交变电流的方向不断变化。
1、交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流。
2、直流电：方向不随时间变化的电流。
3、恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流。
一、交变电流：
交变电流
直流电
恒定电流
思考：手摇发电机为什么会产生交变电流？
甲
乙
丙
丁
线圈在甲图位置是否有感应电流？
线圈在乙图位置是否有感应电流？
在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？
思考1：
I=0
甲转到乙的过程中
I方向：BADCB
I方向：BADCB
线圈在丙图位置是否有感应电流？
线圈在丁图位置是否有感应电流？
在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？
思考2：
丙转到丁的过程中
I方向：ABCDA
I=0
I方向：ABCDA
二、交流电的产生
1、交流电的产生过程
线圈转到什么位置时线圈中没有电流？
线圈转到什么位置时线圈中电流最大？
思考3：
电流最大
没有电流
二、交流电的产生
① 磁通量最大，但磁通量的变化率等于0。
③线圈每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次。
②感应电动势、感应电流为零。
特点：
2、中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置
二、交流电的产生
①磁通量为0，但磁通量的变化率最大。
②线圈垂直切割磁感线，感应电动势、感应电流最大。
特点：
3、中性面的垂面：线圈平面与磁感线平行的位置
交变电流的变化规律
电压传感器显示的交流电压波形
发电机线圈转动一圈，电流变化图
观察以上图形：交变电流似乎在按照正弦函数的规律变化，实际情况是否如此呢？
线圈与中性面的夹角是多少？
AB边的速度多大？
AB边切割磁感线的有效速度多大？
AB边中的感应电动势多大？
线圈中的感应电动势多大？
⑥ 若为N匝线圈，则感应电动势多大？
思考：在磁感应强度为B的匀强磁场中，矩形线圈AB边长为L1，BC边长为L2，逆时针绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度为ω，从中性面开始计时，经时间t，线圈中的感应电动势是多少？
按正弦规律变化
思考：如果从中性面的垂面开始计时，经时间t，线圈中的感应电动势又会是多少呢？
线圈与中性面垂面的夹角是多少？
AB边的速度多大？
AB边切割磁感线的有效速度多大？
AB边中的感应电动势多大？
线圈中的感应电动势多大？
⑥ 若为N匝线圈，则感应电动势多大？
按余弦规律变化
1、从中性面开始计时：
三、交变电流的变化规律
（2）经过中性面垂面时电动势最大
（1）电动势按正弦规律变化
（3）电流按正弦规律变化
（4）图像
按余弦规律变化
想一想：磁通量是按什么规律变化的？
2、从中性面的垂面开始计时：
三、交变电流的变化规律
（2）经过中性面垂面时电动势最大
（1）电动势按余弦规律变化
（3）电流按正弦规律变化
（4）图像
按正弦规律变化
3、正弦式交流电：电流大小随时间按正弦（或余弦）规律变化的交流电。
三、交变电流的变化规律
按正弦（或余弦）规律变化仅仅只是计时起点的选择不同，并没有本质区别，因此统一叫作正弦式交流电。
4、几种交变电流的波形
三、交变电流的变化规律
四、交流发电机
1.发电机的基本组成：
①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）
②用来产生磁场的磁极
2.发电机的基本种类：
①旋转电枢式发电机（电枢动，磁极不动）
②旋转磁极式发电机（磁极动，电枢不动）
无论哪种发电机，
转动的部分叫转子，
不动的部分叫定子。
四、交流发电机
课堂练习1．(多选)关于交变电流和直流电的说法中，正确的是(　　)
A．如果电流大小做周期性变化，则一定是交变电流
B．直流电的大小可以变化，但方向一定不变
C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的
D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性的变化
BD
课堂练习2．(多选)如图所示，形状或转轴位置不同，但面积均为S的单匝线圈处在同一个磁感应强度为B的匀强磁场中，以相同的角速度ω匀速转动，从图示的位置开始计时，则下列说法正确的是(　　)
A．感应电动势最大值相同
B．感应电动势瞬时值不同
C．感应电动势最大值、瞬时值都不同
D．感应电动势最大值、瞬时值都相同
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