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1、筹备人筹备人:高二备课组高二备课组 主备人主备人:冯彩芸冯彩芸第五章第五章 交变电流交变电流 自学指导自学指导1.交流和直流的概念是什么交流和直流的概念是什么?区别在哪里？区别在哪里？2.认真自学课本认真自学课本32页，观察图页，观察图5.1-3并回答课并回答课本本3个问题。个问题。3.试着根据公式推导交变电动势的最大值。正试着根据公式推导交变电动势的最大值。正弦式交变的概念是什么？弦式交变的概念是什么？一一.交变电流交变电流1.1.交变电流交变电流:大小和大小和方向方向都随时间做周期性的变都随时间做周期性的变化化. 简称交流（简称交流（AC）2.直流电直流电:方向方向不随时间变化的电流（不随
2、时间变化的电流（DC） 恒定电流恒定电流:大小大小和和方向方向不随时间变化的电流不随时间变化的电流 问题问题: 观察下列几个电流与时间的图象观察下列几个电流与时间的图象,判断哪些判断哪些 是是交变电流交变电流?it0(2)it0(1)it0(3)i0t(4)i0t(5)（1）（）（2）（）（5） 二、交变电流的产生二、交变电流的产生（交流发电机）（交流发电机）1 1、发电机的基本构造、发电机的基本构造线圈：线圈：转轴垂直于磁场方向转轴垂直于磁场方向磁极：磁极：磁极间形成匀强磁磁极间形成匀强磁场场为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线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？圈里
3、能产生交变电流？ A(B)D(C)A(B)D(C)D(C)A(B)BD(C)A(B)BA(B)D(C)A(B)D(C)D(C)A(B)BD(C)A(B)B在线圈的转动过程中，穿过线圈的磁通量、线在线圈的转动过程中，穿过线圈的磁通量、线圈中的感应电动势、感应电流有什么特点？圈中的感应电动势、感应电流有什么特点？线圈经过甲、线圈经过甲、丙位置时，电丙位置时，电流方向发生改流方向发生改变。变。线圈经过中性面时，磁通量最大，线圈经过中性面时，磁通量最大，E E感感=0=0，I I感感=0=0。线圈每经过中性面一次，交流电方向改变线圈每经过中性面一次，交流电方向改变一次一次中性面中性面A(B)D(C)线
4、圈平面线圈平面与磁感线垂直的平面与磁感线垂直的平面线圈每转动线圈每转动一周一周（交流电的一个周期）（交流电的一个周期） ，两次两次经过中性面，则交流电的方向改变经过中性面，则交流电的方向改变两次两次。 设线圈平面从中性面开始转动，设线圈平面从中性面开始转动，角速度是角速度是经过时间经过时间t t，ABAB、CDCD宽宽L L1 1，ADAD、BCBC长长L L2 2 ，磁感应强度是磁感应强度是B.B.BvA(B)D(C)t=0v11v中性面中性面线圈与中性面的夹角是多少？线圈与中性面的夹角是多少？AB边的速度多大？边的速度多大？AB边速度方向与磁场方向夹角是多大？边速度方向与磁场方向夹角是多大
5、？AB边中的感应电动势多大？边中的感应电动势多大？线圈中的感应电动势多大？线圈中的感应电动势多大？tt22LVtLBLVBLesin2sin2111tEmtSBtLBLesinsinsin2221瞬时值瞬时值峰值峰值问题问题:若有若有n匝线框在匀速转动匝线框在匀速转动,整个线框的总电阻为整个线框的总电阻为r,外电外电阻为阻为R,则通过电阻的则通过电阻的电流电流和电阻两端的和电阻两端的电压电压分别是多少分别是多少?vuiV3V4中性面中性面meE sint eiRr uiR mRuEsintRr mEisintRr miI sint muUsint 瞬时值瞬时值瞬时值瞬时值峰值峰值峰值峰值自中性
6、面计时，正弦式交变电流的自中性面计时，正弦式交变电流的瞬时值瞬时值表达式：表达式：(1)感应电动势：感应电动势：eEmsin t，Em为峰值为峰值(2)感应电流：感应电流：iImsin t，Im为峰值为峰值(3)通过电阻的电压：通过电阻的电压：uUmsin t Um为峰值为峰值RIUiRumm，其中 总结：总结：三、交变电流的变化规律三、交变电流的变化规律 交变电流的图像交变电流的图像特点：方向随时间变化是交流电最主要特点：方向随时间变化是交流电最主要特征，也是交流电与直流电的根本区别，特征，也是交流电与直流电的根本区别，EmnBS 四、交变电流的种类四、交变电流的种类 通过以上分析知：通过以
7、上分析知：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，可线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，可以得到按正弦规律变化的交变电流以得到按正弦规律变化的交变电流, 这种交变电流叫做这种交变电流叫做正弦式交变电流正弦式交变电流,简称简称正弦式电流正弦式电流.1矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中性面瞬矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中性面瞬间，下列说法正确的是间，下列说法正确的是()A线圈平面与磁感线平行线圈平面与磁感线平行 B通过线圈的磁通量最大通过线圈的磁通量最大C线圈中的感应电动势最大线圈中的感应电动势最大 D线圈中感应电动势的方向改线圈中感应电动势的方向改变变
8、巩固练习：巩固练习：2.有一有一10匝正方形线框，边长为匝正方形线框，边长为20 cm，线框总电阻为，线框总电阻为1 ，线框，线框绕绕OO轴以轴以10 rad/s的角速度匀速转动，如图垂直于线框平面向的角速度匀速转动，如图垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T问：问：(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？(2)线框从图示位置转过线框从图示位置转过60时，感应电动势的瞬时值是多大？时，感应电动势的瞬时值是多大？EmnBS100.50.2210 V6.28 VImEm/R6.281 A6.28 A.eEmsin 605.44 V.BD