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(共15张PPT)
交变电流
3.1 交变电流
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。
演示实验
这两种波形各有什么特点？
电池供给的电压的波形
学生电源交流挡供给的电压的波形
讲授新课
交变电流
1、直流：方向不随时间变化的电流叫做直流电，简称直流（DC）。
3、恒定电流：大小方向都不随时间变化的电流。
2、交变电流：方向随时间做周期性变化的电流叫做交流电，简称交流（AC）。
注意：交流、直流的区别看的是方向！大小可以改变！
随堂练习
交变电流
例1　下列图像中表示交变电流的是（　　）
A B C D
参考答案：D
演示实验
观察交变电流的方向
新课讲授
交变电流的产生
产生条件：在匀强磁场中，矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
中性面：线圈在磁场中转动的过程中，线圈平面与磁场垂直时所在的平面。
（1）e＝ 　Emsin ωt　 。
（2）i＝ 　Imsin ωt　 。
Emsin ωt　
（3）u＝ 　Umsin ωt　 。
Imsin ωt　
Umsin ωt　
新课讲授
交变电流变化规律
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
新课讲授
交变电流
中性面的几个特征
线圈平面磁场 磁通量最大
线圈速度//磁场 电动势
一个周期有两次经过中性面 电流方向发生改变
交变电流的表达式
感应电动势的峰值
电动势瞬时值
电流瞬时值
电压瞬时值
新课讲授
交变电流
感应电动势的峰值与线圈的形状和转轴的位置有没有关系？如图所示，如果三个不同形状面积相同的线圈产生的交变电流的感应电动势的峰值是否相同？
新课讲授
交变电流
1、线圈位于垂直中性面位置时开始计时，则电动势瞬时值为：交流发电机的线圈不一定是矩形。
3、常见的交变电流：
正弦交流电
示波器中的
锯齿波扫描电压
电子计算机中的
矩形脉冲
激光通信中的
尖脉冲
随堂练习
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
答案　AD
随堂练习
例2、如图所示，正方形线圈abcd的边长是0.5 m，共150匝，匀强磁场的磁感应强度为B＝ T，当线圈以150 r/min的转速绕中心轴线OO'匀速旋转时。
（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；（2）求线圈转过 s时电动势的瞬时值。
答案　（1）e＝375sin 5πt（V）　
答案　（2）375 V
新课讲授
交流发电机
一、交流发电机的基本组成：
产生感应电动势的线圈（电枢）、产生磁场的磁体。
二、交流发电机的分类：
旋转电枢式发电机、旋转磁极式发电机
风力发电
水力发电
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