(共42张PPT)
3.1交变电流
人教版 高二
新知导入
把高压电流在能量损失较小的情况下通过普通电线输送到迄今连想也不敢想的远距离，并在那一端加以利用……
那么，这些电有什么特性 它和我们普通干电池的电有什么不同？
新知讲解
一、交变电流与直流
演示实验：用示波器观察直流电和交变电流
视频：观察电池供给的电压的波形
新知讲解
视频：观察学生电源交流挡供给的电压的波形。
新知讲解
1.波形图
在显示屏上显示的电压（或电流）随时间变化的图像，在电工技术和电子技术中常常叫作波形图。
这两种波形各有什么特点？
新知讲解
2.交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流（alternating current，AC），简称交流。
t
i
0
t
i
0
t
i
0
新知讲解
3.直流:方向不随时间变化的电流称为直流（direct current， DC）
t
i
0
电池供给的电流方向不随时间变化所以属于直流。
注意：电池供给的电流不但方向不变而且大小也不变，所以属于恒定电流。
新知讲解
思考：下面的图形是表示交流电还是直流电？
t
i
0
t
i
0
参考答案：表示的是直流电，因为电流的大小虽然在不断变化，但电流方向没变，所以属于直流电。
思考讨论：你知道日常使用的手机充电器输出的是交流还是直流？
合作探究
日常使用的各种充电器能把交变电流变成低压直流。
新知讲解
演示： 观察交变电流的方向
1.实验器材
两个发光颜色不同的发光二极管、教学用发电机
2.实验步骤
（1）如图，把两个发光颜色不同的发光二极管并联在电路中，注意使两者正、负极的方向不同。
（2）然后把二极管连接到教学用的发电机的两端。
新知讲解
（3）转动手柄，两个磁极之间的线圈随着转动。观察发光二极管的发光情况。
G
新知讲解
3.视频：观察发光二极管的发光情况。
新知讲解
4.实验现象：两个二极管会交替发光。
G
5.实验结论：发电机产生的交流电电流方向在不断变化。
注意：二极管具有单向导电性。
新知讲解
二、交变电流的产生
1.发电机的结构
线圈的AB 边连在金属滑环K上，CD边连在滑环 L上；电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。
K
D
C
A
B
N
S
磁极
线圈
磁极
滑环
电刷
O
O，
F
E
L
新知讲解
K
D
C
A
B
N
S
磁极
线圈
磁极
滑环
电刷
O
O，
F
E
L
线圈旋转过程中只有AB和CD边在做切割磁感线的运动。
而BC和AD边总是沿磁场方向运动。
新知讲解
2.交流电的产生原理
装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中就会产生交变电流。
甲 乙 丙 丁
参考答案：线圈由甲到乙，磁通量减少，根据楞次定律应电流的磁场方向与原磁场方向相同。AB边中电流方向为B→A。
思考讨论：如图，线圈沿逆时针方向匀速转动，在线圈由甲图转到乙图所示位置的过程中，AB 边中电流向哪个方向流动？
合作探究
甲
乙
思考讨论：在线圈由丙图转到丁图所示位置的过程中，AB 边中电流向哪个方向流动？
参考答案：线圈由丙到丁，磁通量减少，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，AB边中电流方向为A→B。
合作探究
丁
丙
思考讨论：转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？
合作探究
参考答案：甲、丙位置时线圈中没有电流，AB、CD边都没有切割磁感线，所以线圈中没有电流。乙、丁位置时线圈中的电流最大，因为此时切割磁感线的速度最大。
甲 乙 丙 丁
甲 乙 丙 丁
新知讲解
电流从E 经过负载流向F的方向记为正，反之为负，大致画出感应电流随时间变化的曲线。
E
F
E
F
E
F
E
F
新知讲解
1.中性面：线圈平面与磁感线方向垂直，如图为中性面。
中性面平面正视图
A( B )
D( C )
特点：线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大 ，但磁通量的变化率为零，线圈中的电动势为零。
新知讲解
特点：线圈垂直中性面时，穿过线圈的磁通量为零 ，但磁通量的变化率最大，线圈中的电动势最大。
2.线圈垂直中性面
A( B )
D( C )
·
×
与中性面垂直平面正视图
新知讲解
特别提醒！
线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周 ，两次经过中性面，电流方向改变两次。
甲 乙 丙 丁
新知讲解
三、交变电流的变化规律
例1:线圈从中性面开始转动，角速度ω。经过时间 t，线圈转到如图所示位置，已知AB和 CD的长度为L，AD和BC的长度为d，求线圈中的感应电动势的表达式。
解：如图所示，则经过时间t，
线框转过的角度：θ＝ωt，
AB和CD的速度：
与磁感线垂直的速度：
B
v
A(B)
D(C)
t = 0
θ
v‖
v⊥
θ
sin ωt
v⊥=vsinθ=
新知讲解
AB 边中的感应电动势
B
v
A(B)
D(C)
t = 0
θ
线圈中的感应电动势
e =2e1 =2BL ωsin ωt = BSωsinωt
e1 = BLvsinθ = BL ωsinωt
线圈匝数为N时：
注意：S表示线框的面积。
e = NBLdωsinωt = NBSωsinωt
新知讲解
1.交变电动势的变化规律
（1）感应电动势瞬时表达式
e = NBSωsinωt（中性面计时）
线框的电动势是随时间按正弦函数规律变化的。
（2）当sin t=1时，e有最大值用Em表示，从中性面计时开始，e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值。
Em＝NωBS
新知讲解
2.交变电流的变化规律
当负载为电灯等纯电阻用电器时，负载两端的电压 u、流过的电流 i，也按正弦规律变化，即：
u＝Umsinωt （中性面计时）
i＝Imsinωt （中性面计时）
（1）式中Em、Um 和 Im 分别是电压和电流的最大值，也叫峰值。
（2）按正弦规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称正弦式电流 。
新知讲解
3.正弦交变电流随时间的变化的图像
e
O
t
t
t
Em
O
i
Im
O
u
Um
正弦交变电流随时间的变化
4..几种交变电流的波形
新知讲解
甲 家庭电路中的正弦式电流
乙 示波器中的锯齿形扫描电压
丙 电子电路中的矩形脉冲
四、交流发电机
1.交流发电机基本组成部分。
电枢：产生感应电动势的线圈；磁体：产生磁场的磁体
2.交流发电机的种类
新知讲解
基本类型 特点 转子 定子
旋转电枢式
旋转磁极式
磁极转动，电枢不动
电枢转动，磁极不动
线圈
磁极
磁极
线圈
新知讲解
4.旋转电枢式发电机与旋转磁极式发电机的区别
（1）旋转电枢式发电机：转子产生的电流，必须经过裸露的滑环和电刷引到外电路，如果电压很高，可能发生火花放电，滑环和电刷很快会烧坏。转动的电枢无法做得很大，线圈匝数也不可能很多，电机输出的电压一般不超过500 V；
（2）旋转磁极式发电机，能够产生几千伏到几万伏的电压，输出功率可达几百兆瓦。
发电机的转子可以由蒸汽轮机、水轮机等带动。
蒸汽轮机、水轮机等将机械能传递给发电机，发电机将机械能转化为电能，输送给外电路。
新知讲解
三峡电站一台正在吊装的发电机转子
课堂练习
1. 线圈在匀强磁场中转动时产生交变电流，下列说法正确的是（ ）
A．线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次
B．线圈每转动一周，感应电动势出现两次最大值
C．线圈平面每经过中性面时，穿过线圈的磁通量变化最快
D．线圈平面每经过中性面时，穿过线圈的磁通量达到最小值
B
课堂练习
2.下列图像中不属于交流电的有（ ）
B
A
B
C
D
课堂练习
3.一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图所示。则下列说法中正确的是（ ）
A．t=0 时刻，线圈平面与中性面垂直
B．t=0.01s时刻，磁通量的变化率为0
C．t=0.02s 时刻，感应电动势达到最大
D．t=0.02s 时刻，电流的方向开始发生改变
D
课堂练习
4.（多选）关于正弦交变电流的产生过程，下列说法正确的是（ ）
A．当线圈平面与中性面垂直时，电流方向发生变化
B．线圈平面经中性面时开始计时，1/4 周期内，电流一直增大
C．线圈平面与中性面垂直开始计时，2个周期内电流方向改变4次
D．线圈转动过程中通过线圈的磁通量最大的位置，也是感应电流最大的位置。
BC
课堂总结
交变电流
交变电流与直流
交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流。
直流：方向不随时间变化的电流。
交变电流的产生
交变电流的产生原因
线圈转动 一周 ，电流方向改变两次。
交变电流的变化规律
e=Emsinωt （Em=NωBS 最大值）
i=Imsinωt
u=Umsinωt
板书设计
一、交变电流与直流
交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流。
直流：方向不随时间变化的电流。
二、交变电流的产生
1.原理：装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中就会产生交变电流。
2.线圈转动 一周 ，两次经过中性面，电流方向改变两次。
板书设计
2.交流发电机
三、交变电流的变化规律
1.正弦式电流的瞬时值表达式：
e=Emsinωt （Em=NωBS 最大值）
i=Imsinωt
u=Umsinωt
作业布置
1.完成课后习题1.2.3.4题
2.做本节的同步练习册
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php中小学教育资源及组卷应用平台
3.1交变电流
1．关于交变电流，下列说法正确的是（ ）
A．大小不变，方向不改变的电流是交变电流
B．大小变化，方向不改变的电流是交变电流
C．大小变化，方向改变的电流是交变电流
D．大小不变，方向改变的电流不是交变电流
2. 如图所示为演示交变电流产生过程的装置图，关于这个实验，正确的说法是（ ）
A．线圈从任意位置转180°的过程，穿过线圈的磁通量变化量一定为零
B．图示线圈所处位置为中性面，线圈中无感应电流
C．图示位置ab边中的感应电流方向为a→b
D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零
3. 图示为交流发电机模型的示意图。位于磁场中的矩形导线框abcd可绕过其对称轴的轴线（图中虚线）转动。已知在t=0时刻，线框的平面与磁场方向垂直（即图示位置），并从此位置开始以恒定的角速度绕转轴沿逆时针方向转动。若规定通过电阻的电流从e到f为正，则下列i﹣t图象正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4. 如图所示线圈匀速转动或匀速直线运动，能产生交变电流的是（ ）
A． B．
C． D．
5. 如图所示为交流发电机示意图，线圈的边连在金属滑环上，边连在滑环上，用导体做的两个电刷、分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。关于其工作原理，下列分析正确的是（ ）
A．当线圈平面转到中性面时，穿过线圈的磁通量最大
B．当线圈平面转到中性面时，线圈中的感应电动势最大
C．当线圈平面转到跟中性面垂直时，穿过线圈的磁通量的变化率最小
D．当线圈平面转到跟中性面垂直时，线圈中的感应电流最小
6. 一个闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的感应电动势如图所示。下列判断正确的是（ ）
A．t＝0.01 s时刻，线圈平面处于中性面位置
B．t＝0.02 s时刻，线圈平面与磁感线平行
C．t＝0.01 s时刻，通过线圈平面的磁通量为零
D．1 s内电流的方向变化50次
7.一矩形线圈在匀强磁场中绕其中心轴匀速转动时，就会在线圈中形成交变电流。下列说法正确的是（ ）
A．线圈经过甲图位置时，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流也最大
B．线圈经过乙图位置时，穿过线圈磁通量为零，产生的电流最大，电流的方向为图中箭头指向
C．线圈经过丙图位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率也最大
D．线圈从丙图位置转到丁图位置的过程中，穿过线圈的磁通量减小，产生的电动势在减小
8. 如图是交流发电机的示意图，线圈边连接在金属滑环上，边连接在金属滑环上，左右两个导体电刷分别压在滑环、上，线圈转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。若线圈绕转轴顺时针匀速转动，取从左向右通过电流表为电流正方向，从图示位置开始计时，下列图中能正确表示电流表中电流随时间变化关系的是（ ）
A． B．
C． D．
9. 如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置（线圈平面与磁感线平行）时（ ）
A．穿过线圈的磁通量最大，感应电动势最大
B．穿过线圈的磁通量最大，感应电动势最小
C．穿过线圈的磁通量最小，感应电动势最大
D．穿过线圈的磁通量最小，感应电动势最小
10. 把发光颜色不同的两个二极管并联（该类二极管具有单向导电性，导通时发光），使两者正负极方向不同。当摇动如图所示的手摇发电机时，两个二极管交替发光，则流过其中一个二极管的电流是（ ）
A．交流电 B．直流电
C．恒定电流 D．涡流
11. 交流发电机的线圈在磁场中转动时，转轴与磁场方向_________，用_________定则判断线圈切割磁感线产生的感应电流方向。
12. 当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量_____，线圈中的电流_____，且线圈平面经过中性面时，____________就发生改变，故线圈转动一周电流方向改变_______。
13. 某实验小组开展“正（余）弦规律交变电流产生”的实验， 线圈转到如图所示位置，形成图中所示感应电流方向，则沿轴方向看，线框是在_________（选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动。
14.有同学认为：在匀强磁场中，矩形线圈绕线圈平面内垂直于磁感线的轴匀速转动时，线圈平面跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零，因此线圈中的感应电动势为零；线圈平面在中性面内的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，因此线圈中的感应电动势最大。这种看法正确吗？为什么？
15．一台发电机产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值，线圈匀速转动的角速度，试写出电动势瞬时值的表达式（设0时刻电动势瞬时值为0）。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2，电路中电流的峰值为多少？写出电流瞬时值的表达式。
参考答案
1.【答案】C
【详解】交变电流是指电流方向随时间作周期性变化的电流，故C正确，ABD错误。
故选C。
2.【答案】C
【详解】
A．磁通量是标量，但有正负，若从一个面穿入为正，则从该面穿出为负，线圈从中性面位置转180°的过程，穿过线圈的磁通量变化量不为零，A错误；
B．图示位置线圈与磁场平行，磁通量为零，是中性面的垂面位置，线圈中感应电流最大，B错误；
C．由右手定则可判断图示位置ab边中的感应电流方向为a→b，C正确；
D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，磁通量变化率最大，D错误。
故选C。
3.【答案】C
【详解】线圈在t=0时刻，线圈处于中性面位置，此时产生的感应电动势为零，形成的感应电流为零，根据楞次定律和安培定则可知在前时间内，形成的电流由a指向b，故流过电阻的电流由f到e，与规定的正方向相反。
故选C。
4. 【答案】D
【详解】
A．转轴与磁场平行，所以线圈中磁通量不会发生变化，故没有感应电流产生，故A错误；
B．根据 ，可知产生的是恒定电流，不会产生交变电流，故B错误；
C．回路磁通量不变，没有感应电流，故C错误；
D．线圈沿垂直磁场的转轴转动，可以产生正弦式交流电，故D正确。
故选D。
5.【答案】A
【详解】
A．当线圈平面转到中性面的瞬间，AB和CD边方向与磁感线方向垂直，穿过线圈的磁通量最大，A正确；
B．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零， B错误；
CD．当线圈平面转到与中性面垂直的瞬间，根据法拉第电磁感应定律，则线圈中磁通量的变化率最大，则感应电动势最大，感应电流最大，故CD错误。
故选A
6.【答案】A
【详解】ABC．由题图可知t＝0.01 s和t＝0.02 s时，感应电流为零，则感应电动势为零，磁通量最大，线圈平面处于中性面位置，B C错误A正确；
D．由于正弦式交变电流在一个周期内电流方向变化两次，而该交变电流的周期为0.02 s，则1 s内电流的方向变化100次，D错误。
故选A。
7. 【答案】B
【详解】A.线圈经过甲图位置（中性面）时，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流为零。故A错误；
B．线圈经过乙图位置（与中性面垂直）时，穿过线圈的磁通量为零，产生的电流最大，根据楞次定律可知电流的方向为图中箭头指向。故B正确；
C．线圈经过丙图位置（中性面）时，穿过线圈的磁通量最大，产生的磁通量变化率最小为零。故C错误；
D．线圈从丙图位置（中性面）转到丁图位置（与中性面垂直）的过程中，根据法拉第电磁感应定律可知，穿过线圈的磁通量减小，产生的电动势在增大。故D错误。
故选B。
8.【答案】A
【详解】
图示位置线圈中通过的磁通量最大，线圈平面处于中性面，感应电流为零；线圈顺时针转动，在线圈中产生感应电流的方向是从a到b，通过电流表的电流，从右到左，为负方向，故A正确，BCD错误。故选A。
9.【答案】C
【详解】
当线圈平面转到与磁感线平行的位置时，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量变化率最大，则线圈中的感应电动势也最大。
故选C。
10.【答案】B
【详解】
交流电是指大小和方向发生周期性变化的电流，直流电的方向不变，恒定电流的大小与方向均不变，涡流是感应电流；手摇发电机产生的是交流电，因为该类二极管具有单向导电性，所以通过每个二极管的电流方向不变，为直流电。
11.【答案】垂直 右手
12.【答案】最大 为零 电流方向 两次
【详解】
[1]当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量最大；
[2]线圈中的电流为零；
[3]且线圈平面经过中性面时，电流方向就发生改变；
[4]故线圈转动一周电流方向改变两次。
13.【答案】顺时针
【详解】
[1]对ab边产生了由a到b的电流，根据右手定则可知，ab边向里转，则沿轴方向看，线框是在沿顺时针转动。
14.【答案】见解析
【详解】
在匀强磁场中，矩形线圈绕线圈平面内垂直于磁感线的轴匀速转动时，线圈平面跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零，但是此时磁通量的变化率最大，感应电动势最大；线圈平面在中性面内的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，但是此时磁通量的变化率为零，因此线圈中的感应电动势为零。
15.【答案】；；
【详解】
由交流电的变化规律可推知，设0时刻电动势瞬时值为0，线圈中电动势的瞬时表达式为
总电阻为，电路中电流的峰值为
根据闭合电路欧姆定律得：电流瞬时值的表达式
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3.1交变电流
教学设计
课题 交变电流 单元 3 学科 物理 年级 高二
学习目标 1.认识交变电流，会用图像和公式描述正弦式交变电流。2.经历建立正弦式交变电流模型，体会建立模型与推理分析的思维方法。3.了解发电机是将机械能转化为电能的装置。
重点 交变电流产生的物理过程的分析、用图像和公式描述正弦式交变电流。
难点 交变电流的变化规律及应用
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 把高压电流在能量损失较小的情况下通过普通电线输送到迄今连想也不敢想的远距离，并在那一端加以利用……那么，这些电有什么特性 它和我们普通干电池的电有什么不同？ 观察图片，思考与普通干电池的电有什么不同 引起学生学习的兴趣
讲授新课 一、交变电流与直流演示实验：用示波器观察直流电和交变电流视频：观察电池供给的电压的波形视频：观察学生电源交流挡供给的电压的波形。1.波形图在显示屏上显示的电压（或电流）随时间变化的图像，在电工技术和电子技术中常常叫作波形图。这两种波形各有什么特点？2.交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流（alternating current，AC），简称交流。 3.直流:方向不随时间变化的电流称为直流（direct current， DC）电池供给的电流方向不随时间变化所以属于直流。注意：电池供给的电流不但方向不变而且大小也不变，所以属于恒定电流。思考：下面的图形是表示交流电还是直流电？参考答案：表示的是直流电，因为电流的大小虽然在不断变化，但电流方向没变，所以属于直流电。思考讨论：你知道日常使用的手机充电器输出的是交流还是直流？出示视频:日常使用的各种充电器能把交变电流变成低压直流。演示： 观察交变电流的方向1.实验器材两个发光颜色不同的发光二极管、教学用发电机2.实验步骤（1）如图，把两个发光颜色不同的发光二极管并联在电路中，注意使两者正、负极的方向不同。（2）然后把二极管连接到教学用的发电机的两端。（3）转动手柄，两个磁极之间的线圈随着转动。观察发光二极管的发光情况。3.视频：观察发光二极管的发光情况。4.实验现象：两个二极管会交替发光。注意：二极管具有单向导电性。5.实验结论：发电机产生的交流电电流方向在不断变化。二、交变电流的产生1.发电机的结构线圈的AB 边连在金属滑环K上，CD边连在滑环 L上；电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。线圈旋转过程中只有AB和CD边在做切割磁感线的运动。而BC和AD边总是沿磁场方向运动。2.交流电的产生原理装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中就会产生交变电流。思考讨论：如图，线圈沿逆时针方向匀速转动，在线圈由甲图转到乙图所示位置的过程中，AB 边中电流向哪个方向流动？参考答案：线圈由甲到乙，磁通量减少，根据楞次定律应电流的磁场方向与原磁场方向相同。AB边中电流方向为B→A。思考讨论：在线圈由丙图转到丁图所示位置的过程中，AB 边中电流向哪个方向流动？参考答案：线圈由丙到丁，磁通量减少，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，AB边中电流方向为A→B。思考讨论：转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？参考答案：甲、丙位置时线圈中没有电流，AB、CD边都没有切割磁感线，所以线圈中没有电流。乙、丁位置时线圈中的电流最大，因为此时切割磁感线的速度最大。电流从E 经过负载流向F的方向记为正，反之为负，大致画出感应电流随时间变化的曲线。1.中性面：线圈平面与磁感线方向垂直，如图为中性面。 中性面平面正视图特点：线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大 ，但磁通量的变化率为零，线圈中的电动势为零。2.线圈垂直中性面 与中性面垂直平面正视图特点：线圈垂直中性面时，穿过线圈的磁通量为零 ，但磁通量的变化率最大，线圈中的电动势为最大。特别提醒！线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周 ，两次经过中性面，电流方向改变两次。三、交变电流的变化规律例1:线圈从中性面开始转动，角速度ω。经过时间 t，线圈转到如图所示位置，已知AB和 CD的长度为L，AD和BC的长度为d，求线圈中的感应电动势的表达式。解：如图所示，则经过时间t，线框转过的角度：θ＝ωt，AB和CD的速度：与磁感线垂直的速度：v⊥=vsinθ=sin ωtAB 边中的感应电动势e1 = BLvsinθ = BLωsinωt线圈中的感应电动势e =2e1 =2 BLωsinωt= BSωsinωt注意：S表示线框的面积线圈匝数为N时： e = NBLdωsinωt = NBSωsinωt1.交变电动势的变化规律（1）感应电动势瞬时表达式e = NBSωsinωt（中性面计时）线框的电动势是随时间按正弦函数规律变化的。（2）当sin t=1时，e有最大值用Em表示，从中性面计时开始，e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值。Em＝NωBS2.交变电流的变化规律当负载为电灯等纯电阻用电器时，负载两端的电压 u、流过的电流 i，也按正弦规律变化，即：u＝Umsinωt （中性面计时）i＝Imsinωt （中性面计时）（1）式中Em、Um 和 Im 分别是电压和电流的最大值，也叫峰值（2）按正弦规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称正弦式电流 。3.正弦交变电流随时间的变化的图像 正弦交变电流随时间的变化4..几种交变电流的波形 甲 家庭电路中 乙 示波器中的锯齿的正弦式电流 形扫描电压丙 电子电路中的矩形脉冲四、交流发电机1.交流发电机基本组成部分电枢：产生感应电动势的线圈；磁体：产生磁场的磁体2.交流发电机的种类基本类型特点转子定子旋转电枢式磁极转动，电枢不动线圈磁极旋转磁极式电枢转动，磁极不动磁极线圈4.旋转电枢式发电机与旋转磁极式发电机的区别（1）旋转电枢式发电机：转子产生的电流，必须经过裸露的滑环和电刷引到外电路，如果电压很高，可能发生火花放电，滑环和电刷很快会烧坏。转动的电枢无法做得很大，线圈匝数也不可能很多，电机输出的电压一般不超过500 V；（2）旋转磁极式发电机，能够产生几千伏到几万伏的电压，输出功率可达几百兆瓦。三峡电站一台正在吊装的发电机转子发电机的转子可以由蒸汽轮机、水轮机等带动。 蒸汽轮机、水轮机等将机械能传递给发电机，发电机将机械能转化为电能，输送给外电路。课堂练习1. 线圈在匀强磁场中转动时产生交变电流，下列说法正确的是（ ）A．线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次B．线圈每转动一周，感应电动势出现两次最大值C．线圈平面每经过中性面时，穿过线圈的磁通量变化最快D．线圈平面每经过中性面时，穿过线圈的磁通量达到最小值答案:B2.下列图像中不属于交流电的有（ ） 3.一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图所示。则下列说法中正确的是（ ）A．t=0 时刻，线圈平面与中性面垂直B．t=0.01s时刻，磁通量的变化率为0C．t=0.02s 时刻，感应电动势达到最大D．t=0.02s 时刻，电流的方向开始发生改变【答案】D4.（多选）关于正弦交变电流的产生过程，下列说法正确的是（ ）A．当线圈平面与中性面垂直时，电流方向发生变化B．线圈平面经中性面时开始计时，1/4 周期内，电流一直增大C．线圈平面与中性面垂直开始计时，2个周期内电流方向改变4次D．线圈转动过程中通过线圈的磁通量最大的位置，也是感应电流最大的位置。【答案】BC 观看视频用示波器观察直流电和交变电流观察交流电的几种波形思考讨论学生观看视频学生了解实验步骤，观看实验视频，说出实验现象和阅读课文了解发电机的结构和原理学生观看图片了解交流电的产生原理学生观察思考讨论回答学生观察思考讨论回答观察图片画出图像观察图形了解中性面和中性面平面正视图观察图形了解线圈垂直中性面和与中性面垂直平面正视图在教师引导下学生进行练习总结交变电动势的变化规律观察几种交变电流的波形阅读课文了解交流发电机的种类阅读课文说出旋转电枢式发电机与旋转磁极式发电机的区别学生练习 了解交变电流与直流电的波形图进一步掌握交流电是大小和方向随时间做周期性变化了解直流指的是电流方向没变化了解充电器能把交变电流变成低压直流锻炼学生的观察能力和语言表达能力锻炼学生的自主学习能力和语言表达能力锻炼学生的观察能力和总结能力了解交变电流的产生过程，锻炼学生的学以致用的能力锻炼学生的观察能力，了解甲、丙位置时线圈中没有电流，乙、丁位置时线圈中的电流最大锻炼学生的观察能力和作图能力了解穿过线圈的磁通量最大的位置为中性面锻炼学生的观察能力锻炼学生的分析能力和逻辑思维能力锻炼学生的总结能力和语言表达能力拓展学生的知识面锻炼学生的自主学习能力锻炼学生的自主学习能力和总结能力巩固本节知识
课堂小结 梳理自己本节所学知识进行交流 根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。
板书 一、交变电流与直流交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流直流：方向不随时间变化的电流二、交变电流的产生1.原理：装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中就会产生交变电流。2.线圈转动 一周 ，两次经过中性面，电流方向改变两次。三、交变电流的变化规律1.正弦式电流的瞬时值表达式：e=Emsinωt （Em=NωBS 最大值）i=Imsinωt u=Umsinωt2.交流发电机
交变电流
交变电流与直流
交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流。
直流：方向不随时间变化的电流。
交变电流的产生原因
线圈转动 一周 ，电流方向改变两次。
交变电流的产生
交变电流的变化规律
i=Imsinωt
e=Emsinωt （Em=NωBS 最大值）
u=Umsinωt
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