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1、5.15.1交变电流交变电流 利用传感器可以在荧光屏上绘出电压随时利用传感器可以在荧光屏上绘出电压随时间（或电流）随时间变化图像，这样的图像间（或电流）随时间变化图像，这样的图像称为称为波形图。波形图。波形图波形图 一、交变电流一、交变电流交变电流交变电流：大小和方向都随时间大小和方向都随时间做周期性变化的电流做周期性变化的电流叫做叫做交变电流交变电流,简称简称交流交流(AC)。直流电直流电：方向不随时间变化的方向不随时间变化的电流叫做电流叫做直流电直流电,简简称称直流直流（DC）。）。it0itt0 二、交变电流的产生二、交变电流的产生（一）交流发电机的基本构造（一）交流发电机的基本构造1.
2、线圈：线圈：转轴垂直于磁场方向转轴垂直于磁场方向2.磁极：磁极：磁极间形成匀强磁场磁极间形成匀强磁场实验观察实验观察2、电流表指针偏转情况、电流表指针偏转情况1、灯泡亮度变化情况、灯泡亮度变化情况 闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，观察：轴匀速转动，观察：问题问题：为什么矩形线圈：为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？线圈里能产生交变电流？交变电流产生示意图：交变电流产生示意图：（二）交变电流（二）交变电流的的产生过程产生过程AB、CD段导线段导线切割磁感线切割磁感线u中性面：中性面：与磁感线垂直的平面与磁
3、感线垂直的平面A(B)D(C)vv中性面中性面电流沿电流沿DCBA方向方向甲甲乙乙A(B)D(C)vvvvA(B)D(C)电流沿电流沿DCBA方向方向乙乙丙丙D(C)A(B)vvvvA(B)D(C)丙丙丁丁电流沿电流沿ABCD方向方向D(C)A(B)vvvvD(C)A(B)电流沿电流沿ABCD方向方向丁丁甲甲A(B)D(C)vvvvD(C)A(B)问题问题：当线圈转到什么位置时电流方向发生改变？转到当线圈转到什么位置时电流方向发生改变？转到什么位置时没有电流？转到什么位置时电流最大什么位置时没有电流？转到什么位置时电流最大?A(B)D(C)vvvvA(B)D(C)1.线圈经过中性面时线圈经过中
4、性面时，磁通量最大，磁通量最大，感应电动势为零，感应电动势为零，感应电流为零。感应电流为零。2.2.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，线，线圈每转动圈每转动一周，两次一周，两次经过中性面，交流电的方向改变经过中性面，交流电的方向改变两次两次。3.线圈与磁感线平行时（与中性面垂直）线圈与磁感线平行时（与中性面垂直），磁通量为，磁通量为零零，感应电动势最大，感应电流最大。感应电动势最大，感应电流最大。（三）线圈在中性面、中性面的垂直位置的特征（三）线圈在中性面、中性面的垂直位置的特征三交变电流的变化规律三交变电流的变化规律 以以线线圈圈经经过过中中性
5、性面面开开始始计计时时，研研究究在在时时刻刻t时时，线线圈中的感应电动势的大小（圈中的感应电动势的大小（ABAB和和CDCD边切割磁感线边切割磁感线 ）A（B）D（C）A(B)D(C)vv中性面中性面三交变电流的变化规律三交变电流的变化规律 以以线线圈圈经经过过中中性性面面开开始始计计时时，研研究究在在时时刻刻t t时时，线线圈中的感应电动势的大小（圈中的感应电动势的大小（ABAB和和CDCD边切割磁感线边切割磁感线 ）所以所以则有则有 表达式中：表达式中：e e为感应电动势在时刻为感应电动势在时刻t t的瞬时值，的瞬时值，Em为感应电动势的最大值（峰值）为感应电动势的最大值（峰值）若为若为N
6、匝线圈匝线圈令令A(B)D(C)vv中性面中性面1、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时，所、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时，所产生的交变电流按照正弦函数的规律变化产生的交变电流按照正弦函数的规律变化正弦式交流电正弦式交流电2、Em匀速转动过程中能产生电动势的最大值匀速转动过程中能产生电动势的最大值峰值，峰值，为线圈转动的角速度为线圈转动的角速度3、此表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立、此表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立e为瞬时值为瞬时值4、若该线圈给外电阻、若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电路欧，由闭合电路欧
7、姆定律姆定律R两端的电压为两端的电压为理解理解四、四、正弦交变电流的图象正弦交变电流的图象eoEmT/4T/42T/42T/43T/43T/4T T/2/23 3/2/22 2tt t四、四、正弦交变电流的图象正弦交变电流的图象五、交变电流的种类五、交变电流的种类(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1 1、交变电流交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。3 3、交变电流的变化规律：、交变电流的变化规律：（1 1）方向变化规律方向变化规律-线圈平面每经过线圈平面每经过中性面中性面一次一次，感应电流的，感应电流的方向就改变方向就改变一次；线圈转动一次；线圈转动一周一周，感应电，感应电流的方向改变流的方向改变两次两次。（2 2）大小变化规律）大小变化规律-按按正弦规律正弦规律变化：变化：e=Emsint Em=NBS叫电动势的最大值叫电动势的最大值 i=Imsint Im=Em/R叫电流的最大值叫电流的最大值 u=Umsint Um=ImR叫电压的最大值叫电压的最大值 小结小结2 2、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动