交变电流是怎样产生的

(共12张PPT)
［教学目标］
1、认识交流发电机，了解交流发电机的构造
2、理解交变电流产生和变化规律，知道中性面的概念
3、能用数学表达式和图像描述正余弦交流电的变化规律，能正确表达出正弦交流电的最大值、有效值、瞬时值．　
［教学重点］
1、交流电产生的物理过程的分析及中性面的点．
2、交流电的数学表达式和图像
［教学难点］
交流电产生的物理过程的分析及中性面的点
阅读课本P.49 回答问题
1、交流发电机的构造和基本种类
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
发电机的基本种类： ①旋转电枢式发电机 ②旋转磁极式发电机
转动的部分叫转子，不动的部分叫定子
阅读课本P.50~51 回答问题
2、什么是中性面？中性面有什么特点
中性面：线框平面与磁感线垂直的位置。
（1）线圈处于
中性面
特点
（2）线圈垂直 中性面
（3）每次经过中性面电流方向发 生改变，线圈转一周，两次经过中性面，电流的方向改变两次。
3、交变电流的产生原理
特点: B⊥S，处于中性面 Φ最大， E=0 , I=0
没有边切割磁感应线
特点:B∥S，Φ=0，E最大，I最大， 感应电流方向b到a
a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线，
特点:B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0
没有边切割磁感应线
a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线，
特点:B∥S，Φ=0，E最大，I最大， 感应电流方向a到b
5、体会交流电电动势瞬时表达式的推导，明确各物理量的含义，找出交流电的最大值由哪些因素决定
阅读课本P.52 回答问题
设矩形线圈的ab边长为L1，ad边长为L2在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．
以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线 ）
所以
令
则有
e为电动势在时刻t的瞬时值
Em为电动势的最大值．
正弦
余弦
条件
经中性面时开始计时
垂直中性面时开始计时
电动势
e=Emsinωt
e=Emcosωt
电流
i=Imsinωt
u=Umsinωt
电压
i=Imcosωt
u=Umcosωt
交变电流的变化规律
Em=NBSω
Im=Em/R
Um=ImR
最大值
例、如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈总电阻r=1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO’以ω=2π rad/s匀速转动，外电路电阻R=4Ω，求
（1）转动过程中感应电动势最大值
（ 2）由图示位置线圈平面与磁感线平行转过60°角时的瞬时感应电动势
（ 3）由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势
（ 4）交变电压的示数
（ 5）线圈转动一周外力所做的功
（ 6）1/6周期内通过R的电荷量
（1）3.14V
（2）1.57V