高二物理之电磁感应与交流发电机

此式表明：发电机运转时线圈中产生的感应电动势
随时间按正弦规律变化。
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四、旋转电枢式发电机和旋转磁极式发电机
特点： 旋转电枢式发电机：电压一般不超过５００Ｖ 旋转磁极式发电机：可提供高压，大型发电机都
是旋转磁极式的
五、交流电的电能从哪里来？
从能量转化的角度看，是机械能转化为电能。 按所用原动力机分为水轮发电机，汽轮发电机，柴油 发电机，蒸汽轮发电机。
电磁感应 与 交流发电机
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一、交变电流的产生 实验一
操作： 用手摇交流发电机对小灯 泡供电
观察： 小灯泡亮暗变化
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交流发电机的基本结构
N
电枢
S
磁体
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二、交流发电机的原理
实验二 矩形线圈在匀强磁场中 的匀速转动
演示 实验三 （分阶段的演示，对照正视图）
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（1）阶段一
演示
v d (c) B d(c) v
a (b) v
பைடு நூலகம்
B d(c)
v
a(b) v
vB
a (b)
总结：
感应电流的方向：a b c d
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（2）阶段二 演示
vB
v Ba(b) v
d(c)
a(b)
a(b) B
v
d
(c) v
d (c) v
总结：
感应电流的方向：a b c d
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（3）阶段三
演示
v a(b) B a(b)
v d (c) v
B
v a
d(c) (b) v
a (b) ωt 速度v 方向跟磁感线方向的夹角也等
于ωt ，ab边的长度是L ，则ab边的感应电动势是 ：
e=BLV sinωt
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cd边的感应电动势跟ab边中的大小相同，而且两边 又是串联的，所以这一瞬间整个线圈中的感应电动
势为：
e=2BLV sinωt
令Em=2BLV，即 e=Em sinωt
vB
d (c)
总结：
感应电流的方向：d c b a
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（4）阶段四 演示
a (b)
v
vB
v
c (d)
a (b) v
Bc (d) v
c (d) B a (b) v
总结：
感应电流的方向：d c b a
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总结：
ab、cd边在切割磁感线时， 产生的感应电动势方向始终保持
一致，可视为串联 。
演示
思考：在发电机转动一周的过程中，在哪
些位置没有感应电动势？在哪些位置感应
电动势最大？
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三、中性面： 线圈平面与磁感线垂直位置
c (d)
B
特点： V // B B⊥S Φ最 大
a (b)
e= 0
中性面
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中性面
ωt
(d) c
v
设线圈平面从中性面
开始转动，磁感应强度是B，
B
角速度是ω， 经过时间t，线圈
v
转过的角度是ωt ，ab边的线
请同学们自学课本P48
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五、课堂练习
1.关于线圈在匀强磁场中转动产生的
交变电流,以下说法中正确的是: C
A、线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向 就改变一次，感应电动势方向不变
B、线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次
C、线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感 应电流的方向都要改变一次
D、线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向 都要改变一次
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2、某交流发电机，矩形线圈的AB边长为 50cm．在磁感应强度为０.1T的匀强磁场 中匀速转动，AB边和CD边的线速度均为 4m/s。试求线圈平面跟磁感线平行时．线 圈中产生的感应电动势。若线圈接上外界 电路后的总电阻为0.2Ω．则在此位置线圈 中电流的瞬时值为多大?
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小 结
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再见
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