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(共24张PPT)
第一节 认识交变电流
粤教版（2019）高中物理选择性必修第二册
第三章 交变电流
新课引入
交变电流图像
交变电流产生
公式法描述
恒定电流：强弱和方向都不随时间改变的电流。
直流(DC)：方向不随时间改变的电流。
新课引入
交变电流图像
交变电流产生
公式法描述
恒定电流：强弱和方向都不随时间改变的电流。
直流(DC)：方向不随时间改变的电流。
交流(AC)：强弱和方向都随时间周期性变化的电流
新课引入
交变电流图像
交变电流产生
公式法描述
交流(AC)：强弱和方向都随时间周期性变化的电流
无线电电子设备的电信号
电子测量仪器
新课引入
交变电流图像
交变电流产生
公式法描述
如图所示，用学生电源把照明电路中220V的交变电压变成6V或3V的低压交变电压，给小灯泡供电。把小灯泡的两端接入示波器的输入端，观察示波器显示的波形图。
示波器显示出来的波形图是什么形状？
需要引进哪些物理量进行描述？
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交变电流图像
交变电流产生
公式法描述
如图所示，示波器显示的图像是正弦(余弦)曲线。它反映了灯泡两端的电压（或通过灯泡的电流）随时间的变化规律。我们日常生活和生产中所使用的交变电流就是按正弦规律变化的。
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交变电流图像
交变电流产生
公式法描述
常见交流电有
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交变电流图像
交变电流产生
公式法描述
交变电流是由交流发电机产生的。如图所示，交流发电机最基本的结构是线圈和磁极，线圈可绕中心轴转动。线圈的ab边连在金属滑环L上，cd边连在滑环K上，固定的电刷A、B压在滑环K、L上，由电刷将电流引出。
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交变电流图像
交变电流产生
公式法描述
【实验·探究】
如图所示，把电流计接入发电机模型的输出端，摇动发电机的手柄，使线圈在磁极之间转动，观察电流计指针的摆动情况。
思考1：改变摇动发电机手柄的速度，电流计指针的摆动情况有什么变化？
思考2：匀速转动发电机手柄一周，观察电流计的示数变化有何规律？
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交变电流图像
交变电流产生
公式法描述
【实验·总结】
实验中电流计指针由中间向两边不断摆动，这表明发电机产生的电流大小和方向在不断变化，即产生了交变电流。另外，当发电机手柄摇得越快时，电流计指针摆动幅度越大、摆动越快，这表明所产生的交变电流越大，方向变化越快。
取线圈在匀强磁场里匀速转动一周过程中几个特殊的位置如图所示，探究交
变电流产生的原理。
中性面
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交变电流图像
交变电流产生
公式法描述
中性面：线圈垂直于磁感线时所处的位置称为中性面。
（1）中性面的特点：
①线圈处于中性面时磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零；
②线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次。
（2）中性面的垂面的特点：线圈位于此位置时磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大。
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交变电流图像
交变电流产生
公式法描述
e
o
Em
T/4
2T/4
3T/4
T
π/2
π
3π/2
2π
ωt
t
a
b
c
d
K
L
A
B
a
b
c
d
K
L
A
B
a
b
c
d
k
L
A
B
a
b
c
d
k
L
A
B
a
b
c
d
k
L
A
B
新课引入
交变电流图像
交变电流产生
公式法描述
【讨论与交流】如图所示是交流发电机线圈截面示意图。标有 的小圆圈表示线圈 边的横截面，标有 的小圆圈表示线圈 边的横截面。设 边的长度为 ， 边的长度为 ，匀强磁场的磁感应强度为 。线圈平面从中性面开始以角速度 转动，经过时间 后转到图示位置。
根据上述信息，推导此时感应电动势的表达式。
问题1：此时，线圈与中性面的夹角是多少？
问题2： 边的速度是多少？
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交变电流图像
交变电流产生
公式法描述
问题4： 边产生的感应电动势是多少？
问题3： 边速度的方向与磁场方向的夹角是多少？
问题5：线圈中的感应电动势是多少？
问题6：如果线圈不是从中性面开始旋转，线圈中感应电动势如何表述？
1、感应电动势的瞬时值：
2、感应电动势的峰值：
如果外电路的纯电阻 ，线圈本身的电阻为 ，可得电流随时间的变化规律
可得外电路两端的电压随时间的变化规律
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交变电流图像
交变电流产生
公式法描述
正弦式交变电流：按正弦规律变化的交变电流，简称正弦交流。
正弦交变电流随时间的变化
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交变电流图像
交变电流产生
公式法描述
课堂练习
1、交流发电机线圈经过中性面时，磁通量最____，此时线圈中____电流；
2、交流发电机线圈经过中性面时，电流方向_____改变；
3、交流发电机线圈转动一周，线圈中电流方向改变____次；
4、交流发电机线圈经过与中性面垂直的位置时，线圈中电流最____。
大
无
发生
两
大
课堂练习
一、填空题
2.如图甲所示是目前市面上流行的手摇手机充电器，它体型小，携带方便，可以在紧急状态下给手机临时充电。若某人摇动手柄给手机充电时，其内部线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，当线圈转到图乙所示位置时，下列说法正确的是（ ）
A．线圈中无电流
B．电流方向将发生改变
C．线圈中的电流最大
D．穿过线圈磁通量的变化率为0
C
课堂练习
3、(多)下列各图中，表示交变电流的是
CD
只要方向随时间周期性变化，就是交流电，跟大小无关。
课堂练习
4、(单)下图中哪些情况线圈中不能产生交流电
A
并且能判断出BCD产生的都是正弦交流电
课堂练习
5、(单)一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时
A．线圈平面与磁感线方向平行
B．通过线圈的磁通量达到最大值
C．通过线圈的磁通量变化率达到最大值
D．线圈中的电动势达到最大值
B
课堂练习
6、(多)矩形线框绕垂直于匀强磁场且沿线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是
A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大
B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零
C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次
D．线框经过中性面时，各边不切割磁感线
CD
课堂练习
课堂练习

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