交流电的产生与变化规律

b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
KA
L
d
B
b
c
a
d
kA
L
B
一、交变电流的产生
思考以下问题:
【问题2】当abcd 线圈在磁场中绕 OO′轴转动时，哪 些边切割磁感线?
【问题3】当ab边向右、cd边向左运动 时，线圈中感应电流的方向如何?
B∥S，φ=0，垂直切割，感应电流最大
【问题4】当ab边向左、cd边向右运动时， 线圈中感应电流的方向如何?
b
a
c
d
B∥S，φ=0， a（b）d（c）垂直切割，感应电流最大
【问题5】当线圈转到什么位置时， 产生的感应电动势最大?有什么特点?
【问题6】线圈转到什么位置时，产 生的感应电动势最小?有什么特点?
感应电动势为零的位 置 ---------中性面
知识目标 能力目标
1、交流电的产生原理． 2、交变电流的变化规律. 3、正弦交流电的图像.
1、基本方法——文字法、公式法
.
图像法．
2、培养观察能力、空间想象能力
情感. 目标
培养理论联系实际的思想.
演示 发电机模型
高二物理组
演示 发电机
一、交变电流
观察现象并回答问题: (发电机模型)
1、交变电流：大小和方向都随时间做周期
i
Im
T/
2T/4
3T/4
Tt
o
π4 /2
π
3π/
2
2
π
ωt
按正弦规律变化的交变电流叫正弦交变电流.
三．几种常见的交变电流波形 四．常见的交流发电机的结构和类型
四．常见的交流发电机的结构和类型
（1）发电机的基本组成： ①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） ②用来产生磁场的磁极
（ 2）发电机的基本种类 旋转电枢式 旋转磁极式
【总结归纳】
中性面的概念和特点
（a）中性面——线圈平面与磁感线垂直的位置。
（b）线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ最大， 但感应电动势为零,即 E 0
t
（c）线圈越过中性面，线圈中感应电流方向要改
变。 线圈转一周，感应电流方向改变两次。
二．交变电流的变化规律
【问题1】
设线圈(一匝)平面从中性面开
思考与讨论
高二物理组
(2)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
A B D，属于正弦交
变电流的是
A。
i
t
A
B
C
D
问题探究
☆问题1：若从线圈转到与磁感线平行时 开始计时，交变电流的波形图又是怎样 的呢？
余弦波
☆问题2：交变电流能转换成 直 流电吗？
学习知识 探究方法 提高能力
性变化的电流叫做交变电流, 简称交流(AC)。
2、直流电： 方向不随时间变化的电流叫 做直流电,简称直流（DC）。
一、交变电流的产生
思考以下问题: 【问题1】为什么 矩形线圈在匀强磁 场中绕垂直于磁场 方向的轴匀速转动 时线圈里能产生交 变电流？
为了能更方便地说明问题，我们将立体图转化 为平面图来分析.
【问题2】cd边中产生的感应电动势跟 ab边中产生的感应电动势大小关系如何？ 又是怎样联接在一起的？此时整个线框 中感应电动势多大?
e eab ecd BL1L2 sin t
【总结归纳】
高二物理组
若线圈有N匝时，相当于N个完全相同的 电源串联
e = NBL1L2ωsinωt
或 e = NBSωsinωt
S=L1L2 表示线圈的面积, ω表示角速度
令Em=NBL1L2ω，叫做感应电动势的值峰值 (最大)，e叫做感应电动势的瞬时值。
可写为：
e = Emsinωt
【问题3】请同学们阅读教材，了解 感应电流的峰值和瞬时值．并写出感 应电流峰值和瞬时值的表达式．
电动势、电流的瞬时值与时间的关系 可以用正弦曲线来表示，如下图所示
始转动，角速度是ω。经过时间 t，线圈转过的角度是ωt，ab边 的线速度v的方向跟磁感线方向 间的夹角也等于ωt，如右图所 示。设ab边长为L1，bc边长L2， 磁感应强度为B，这时ab边产生
的感应电动势多大?
高二物理组
eab
BL1v
sin
t
BL1
1 2
L2
sin
t
1 2
BL1L2
sin
t
ab边长为L1， bc边长L2
e
Em
0
- Em
思考与讨论
高二物理组
交流电的图像
e Em sin t （1）线圈与磁感线垂直时
①感应电动势_最__小__,磁通量__最_百度文库大_。
TT 42
②是电流方向_发__生__变__化__的位置。
3T
4 T （2）当线圈与磁感线平行时：
感t 应电动势_最__大__，磁通量_最__小__。
（3）线圈连续匀速转动的过程中： 电流的大小和方向都做_周__期__性_变化。