高二物理电磁感应与交流发电机

总结：
ab、cd边在切割磁感线时， 、 边在切割磁感线时 边在切割磁感线时， 产生的感应电动势方向始终保持 一致， 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 在发电机转动一周的过程中，
些位置没有感应电动势？在哪些位置感应 些位置没有感应电动势？ 电动势最大？ 电动势最大？
三、中性面： 线圈平面与磁感线垂直位置
电
磁
感
应
与 交 流 发 电 机
中宁中学 张学萍
一、交变电流的产生 实验一
操作： 用手摇交流发电机对小灯 操作： 泡供电 观察： 观察： 小灯泡亮暗变化
交流发电机的基本结构
N
电枢
S
磁体
二、交流发电机的原理
实验二 演示 实验三 （分阶段的演示，对照正视图） 分阶段的演示，对照正视图） 矩形线圈在匀强磁场中 的匀速转动
五、交流电的电能从哪里来？ 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。 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， 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。 发电机，蒸汽轮发电机。
请同学们自学课本P48 请同学们自学课本
五 、 课 堂 练 习
1.关于线圈在匀强磁场中转动产生的 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: 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 线圈平面每经过中性面一次， 就改变一次， 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 线圈每转动一周， C、线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感 线圈平面经过中性面一次， 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 线圈转动一周， 都要改变一次
2、某交流发电机，矩形线圈的AB边长为 、某交流发电机，矩形线圈的 边长为 50cm．在磁感应强度为０.1T的匀强磁场 ．在磁感应强度为０ 的匀强磁场 中匀速转动， 边和 边和CD边的线速度均为 中匀速转动，AB边和 边的线速度均为 4m/s。试求线圈平面跟磁感线平行时．线 。试求线圈平面跟磁感线平行时． 圈中产生的感应电动势。 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0.2 ．则在此位置线圈 电路后的总电阻为 中电流的瞬时值为多大? 中电流的瞬时值为多大
源自文库 （3）阶段三
v a (b) B a (b) v d (c) v
演示
B v d(c) a (b) v d (c) B
v
总结：
感应电流的方向： 感应电流的方向：d c b a
（4）阶段四
v a (b) v B c (d) a (b)
演示
v B c (d) v c (d) B
v
a (b) v
总结：
感应电流的方向： 感应电流的方向：d c b a
(d) c v
ωt 速度v 方向跟磁感线方向的夹角也等 边的长度是L 边的感应电动势是： 于ωt ，ab边的长度是 ，则ab边的感应电动势是： 边的长度是 边的感应电动势是
e=BLV sinωt
cd边的感应电动势跟 边中的大小相同，而且两边 边的感应电动势跟ab边中的大小相同 边的感应电动势跟 边中的大小相同， 又是串联的， 又是串联的，所以这一瞬间整个线圈中的感应电动 势为： 势为：
（1）阶段一
v d (c) B v a (b) v d(c)
演示
B v a(b) v d(c) B a (b)
v
总结：
感应电流的方向： 感应电流的方向：a b c d
（2）阶段二
vB d(c) v a (b) d (c) v v
演示
B a (b) v a (b) B
d (c)
v
总结：
感应电流的方向： 感应电流的方向：a b c d
c (d) B 特点： V // B B⊥S Φ最 大 a (b) e= 0
中性面
中
ωt
性 面
B v a (b)
设线圈平面从中性面 开始转动，磁感应强度是B， 开始转动，磁感应强度是 ， 角速度是ω， 经过时间t，线圈 角速度是 ， 经过时间 ， 转过的角度是ωt ，ab边的线 转过的角度是 边的线
小 结
再 见
e=2BLV sinωt
令Em=2BLV，即 e=Em sinωt ， 此式表明： 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。 随时间按正弦规律变化。
四、旋转电枢式发电机和旋转磁极式发电机
特点： 特点： 旋转电枢式发电机：电压一般不超过５００ ５００Ｖ 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， 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