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1、 演示演示:观察直流电和交变电流的波形图观察直流电和交变电流的波形图1、直直流电流电流流(DC)2、交交变电变电流流(AC)一、交变电流的概念一、交变电流的概念 方向不随时间变化的电流称为直流电。电池方向不随时间变化的电流称为直流电。电池供给的电流供给的电流,大小和方向都不随时间变化大小和方向都不随时间变化,所以属所以属于直流于直流.家庭电路中的电流家庭电路中的电流,大小和方向都随时间做周大小和方向都随时间做周期性变化期性变化,这样的电流叫做交变电流。这样的电流叫做交变电流。二、交变电流的产生二、交变电流的产生矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动交变
2、电流产生示意图：交变电流产生示意图：交变电流产生示意图：交变电流产生示意图：假定线圈沿逆时针方向匀速转动，如图甲至乙。考虑下面几假定线圈沿逆时针方向匀速转动，如图甲至乙。考虑下面几个问题。个问题。1、图中，在线圈由甲转到乙的过程中，、图中，在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个边中电流向哪个方向流动？方向流动？2、在线圈由丙转到丁的过程中，、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流边中电流向哪个方向流动？动？3、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中电流最大线圈中电流最大?4、大致画出通过电流表的电流随时间变
3、化的曲线，从、大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从E经过经过负载流向负载流向F的电流记为正，反之为负。在横坐标上标出线圈到达的电流记为正，反之为负。在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。BS最大最大E=0=0I=0=0中性面中性面垂直磁场方向的平面叫做垂直磁场方向的平面叫做中性面。中性面。线圈经过线圈经过中性面中性面时，时，最大最大，但线圈，但线圈中的中的电动势为零电动势为零(V/B)A(B)D(C)过程分析过程分析将立体图转化为平面图将立体图转化为平面图BS=0=0E E最大最大 I I最大最大感应电流方向感应电流方向B到到A线
4、圈与磁场平行时，线圈与磁场平行时，最小最小，但线圈，但线圈中的中的电动势最大电动势最大(VB)A(B)D(C)D(C)A(B)BBS最大最大E=0 I=0中性面中性面BS=0E、I最大最大感应电流方向感应电流方向C到到DV/BVBD(C)A(B)B线圈平面与磁感线垂直的位置线圈平面与磁感线垂直的位置（1 1）线圈经过）线圈经过中性面中性面时，穿过线圈的时，穿过线圈的磁通量磁通量 ，但磁通量的变化率为，但磁通量的变化率为 ，线圈中的，线圈中的电动势为电动势为 。（3 3）线圈经过）线圈经过 时，电流将改变方向，线时，电流将改变方向，线圈转动圈转动一周一周，经过中性面，电流方向改变经过中性面，电流
5、方向改变 。（2）线圈经过垂直中性面时，穿过线圈的线圈经过垂直中性面时，穿过线圈的磁通磁通量为量为 ，但磁通量的变化率，但磁通量的变化率 ，线圈中的，线圈中的电动势为电动势为 。中性面中性面最大最大零零零零零零最大最大最大最大中性面中性面两次两次两次两次则有 e e为电动势在时刻为电动势在时刻t t的瞬时值，的瞬时值，E Em m为电动势的最为电动势的最大值（峰值）大值（峰值）三、三、交变电流的变化规律交变电流的变化规律 以线圈经过中性面开始计时，在时刻以线圈经过中性面开始计时，在时刻t t线圈线圈中的感应电动势（中的感应电动势（abab和和cdcd边切割磁感线）边切割磁感线），设，设ab=c
6、d=Lab=cd=L1 1，ad=bc=Lad=bc=L2 2（1）电动势按正弦规律变化（2）电流按正弦规律变化（3）电路上的电压按正弦规律变化 电流通过R时：三、三、交变电流的变化规律交变电流的变化规律 成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时eoEmT/4T/42T/42T/43T/43T/4T T/2/23 3/2/22 2tt tabcdKLABabcdK LABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB四、交流电的四、交流电的图像图像 et0Em-Emit0Im-Im四、交流电的四、交流电的图像图像 思考：思考：若从垂直于中性面的位置开始 计时，求感应电动势的瞬时表达式。
7、(1)(1)正弦交流电正弦交流电(2)(2)示波器中的锯齿波扫描电压示波器中的锯齿波扫描电压(3)(3)电子计算机中的矩形脉冲电子计算机中的矩形脉冲(4)(4)激光通信中的尖脉冲激光通信中的尖脉冲五、交变电流的种类五、交变电流的种类教学录像：用示波器观察几种交变电流的波形图教学录像：用示波器观察几种交变电流的波形图教学录像教学录像:交流发电机结构交流发电机结构科学漫步科学漫步 交流发电机交流发电机1在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是 ，属于正弦交变电流的是 。tiABCDA B DA课堂练习2 一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面
8、内的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时间的变化规律如图所示，下面说法中正确的是间的变化规律如图所示，下面说法中正确的是()：A.T1时刻通过线圈的磁通量为零；B.T2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；C.T3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大。答案：D 3、一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度=100rad/s。（1）写出感应电动势的瞬时值表达式。（2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路的 总电阻为100，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式，在t=1/120s时电流强度的瞬时值为多少？（3）线圈从中性面转过180度的过程中，电动势的最大值、平均值分别是多少？（4）转动过程中磁通量的变化率最大值是多少？答案答案（1）e=311Sin100t （2）I=3.11Sin（100*1/120）=3.11*1/2=1.55（A）（3）E m=311V E=N/t=2NBS/198V（4）/t=311/N（Wb/s）