第三章交變電流3.1交變電流目錄CONTENTS1

學習目標2

新課導入3

新課講解4

當堂小練1.認識交變電流，知道生產(chǎn)生活中使用的大多是正弦式交變電流.2.知道正弦式交變電流方向和大小的變化規(guī)律.

3.了解發(fā)電機是將機械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置.

學習目標新課導入思考：當線框快速轉(zhuǎn)動時，觀察到什么現(xiàn)象?二極管交替閃爍一、交變電流與直流電交變電流：大小和方向隨時間做周期性變化的電流(1、2)

直流電：方向不隨時間變化的電流（3）

恒定電流：大小和方向都不隨時間變化的電流（4）新課講解思考討論手搖發(fā)電機為什么會產(chǎn)生交變電流？交流發(fā)電機的工作原理將手搖式發(fā)電機與定值電阻、電流表串聯(lián)。讓線框從如圖所示的中性面開始沿逆時針方向轉(zhuǎn)動；觀察：電流表的示數(shù)將發(fā)生怎么樣的變化。簡化圖思考討論二.交變電流的產(chǎn)生線圈在甲圖位置是否有感應電流？線圈在乙圖位置是否有感應電流？在線圈由甲轉(zhuǎn)到乙的過程中，AB邊中電流向哪個方向流動？由B→A×?線圈在丙圖位置是否有感應電流？線圈在丁圖位置是否有感應電流？在線圈由丙轉(zhuǎn)到丁的過程中，AB邊中電流向哪個方向流動？由A→B×?思考：線圈轉(zhuǎn)到什么位置時線圈中沒有電流？轉(zhuǎn)到什么位置時線圈中電流最大？×?×?×?中性面：與磁感線垂直的平面線圈經(jīng)過中性面時，穿過線圈的磁通量最大，感應電動勢為零，感應電流為零線圈每經(jīng)過中性面一次，交流電方向改變一次，線圈每轉(zhuǎn)動一周（交流電的一個周期），兩次經(jīng)過中性面，交流電的方向改變兩次。中性面的垂面線圈經(jīng)過中性面時，穿過線圈的磁通量為零，感應電動勢最大，感應電流最大×?×?思考：單匝線圈經(jīng)過中性面的垂面時感應電動勢是多大？總結(jié)：（1）手搖式發(fā)電機快速轉(zhuǎn)動時二極管交替閃爍。（2）線圈轉(zhuǎn)動一周，感應電流的方向改變兩次?？偨Y(jié)：（3）兩個特殊位置的各物理量有如下特征。設線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動，角速度是ω．經(jīng)過時間t，AB、CD寬L1，AD、BC長L2，磁感應強度是B.BvA(B)D(C)t=0θv11v⊥中性面線圈與中性面的夾角是多少？AB邊的速度多大？AB邊切割磁感線的有效速度多大？AB邊中的感應電動勢多大？線圈中的感應電動勢多大？⑥若為N匝線圈，則感應電動勢多大？思考：能否通過法拉第電磁感應定律計算線圈在任意位置的感應電動勢？任意時刻t的磁通量：法拉第電磁感應定律：BA(B)D(C)t=0θ中性面思考1：如果從中性面的垂面開始計時，線圈在任意位置的感應電動勢又怎么表示？BA(B)D(C)t=030思考2：如果計時零時刻線圈較中性面已轉(zhuǎn)過30度角，線圈在任意位置的感應電動勢又怎么表示？t=0三.交變電流的變化規(guī)律矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動時，所產(chǎn)生的交變電流按照正弦函數(shù)的規(guī)律變化——正弦式交流電感應電動勢瞬時表達式（中性面計時）：感應電動勢峰值：思考：若該線圈給外電阻R供電，設線圈本身電阻為r，則負載兩端的電壓u、流過的電流i隨時間變化的規(guī)律是怎樣的？流過負載的電流：負載兩端電壓：正弦式交變電流的圖像（中性面計時）不同形式的交流電四.交流發(fā)電機了解：交流發(fā)電機的分類？旋轉(zhuǎn)電樞式、旋轉(zhuǎn)磁極式旋轉(zhuǎn)電樞式：旋轉(zhuǎn)電樞轉(zhuǎn)動，磁極不動的發(fā)電機；旋轉(zhuǎn)磁極式：如果磁極轉(zhuǎn)動，電樞不動。三峽電站一臺正在吊裝的發(fā)電機轉(zhuǎn)子ABCD——線圈（電樞）K、L——圓環(huán)E、F——電刷說明：旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機與旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機的區(qū)別旋轉(zhuǎn)電樞式：旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的電流，經(jīng)過裸露的滑環(huán)和電刷引到外電路，如果電壓很高，可能發(fā)生火花放電，滑環(huán)和電刷很快會燒壞。同時，轉(zhuǎn)動的電樞無法做得很大，線圈匝數(shù)也不可能很多，所以產(chǎn)生的感應電動勢也不能很高。這種發(fā)電機輸出的電壓一般不超過500V。旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機：旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機克服了上述缺點，能夠產(chǎn)生幾千伏到幾萬伏的電壓，輸出功率可達幾百兆瓦。所以，大多數(shù)發(fā)