第一节交变电流

第一节交变电流第一页，共十四页，编辑于2023年，星期四第五章第一节交变电流学习目标：1．理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。2．掌握交变电流的变化规律及表示方法。3．理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。4．掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。掌握运用数学知识解决物理问题的能力。教学重点：交变电流产生的物理过程的分析教学难点：交变电流的变化规律及应用第二页，共十四页，编辑于2023年，星期四例1、下列表示交变电流的有（）iittit(A)(B)(C)(D)0000t(E)0teuCE第三页，共十四页，编辑于2023年，星期四交变电流产生示意图：ABCD——线圈（切割磁感线）K、L——圆环E、F——电刷｝使线圈在转动时保持与外电路的连接

在线圈的转动过程中，穿过线圈的磁通量、线圈中的感应电动势、感应电流有什么特点？第四页，共十四页，编辑于2023年，星期四A(B)D(C)A(B)D(C)第五页，共十四页，编辑于2023年，星期四问题1：如图中甲时刻，穿过线框的磁通量是最大还是最小？四条边中是否有某条边切割磁感线？问题2：甲、乙、丙、丁图中哪几个位置产生瞬时的感应电流？方向如何？请在图中标明感应电流的方向。从甲到乙电流又是怎样变化的？第六页，共十四页，编辑于2023年，星期四尝试推导1：甲、乙、丙、丁图中设匀强磁场的磁感应强度为B，AB、CD宽L1，AD、BC长L2，线圈匀速转动角速度为ω，试写出线圈电动势最大值Em的表达式。

第七页，共十四页，编辑于2023年，星期四尝试推导2：设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω．经过时间t，AB、CD宽L1，AD、BC长L2，磁感应强度是BBvA(B)D(C)t=0θ线圈与中性面的夹角是多少？AB边的速度多大？AB边速度方向与磁场方向夹角是多大？AB边中的感应电动势多大？线圈中的感应电动势多大？第八页，共十四页，编辑于2023年，星期四尝试推导3：若发电机外接到负载电阻为R的用电器上，（线圈本身电阻为r）试写出电阻上电压与电流的瞬时表达式。eoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt第九页，共十四页，编辑于2023年，星期四例2、一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时间的变化规律如图所示，下面说法中正确的是()：T1时刻通过线圈的磁通量为零；T2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；T3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；每当e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大。D第十页，共十四页，编辑于2023年，星期四1、交变电流：方向随时间作周期性变化的电流。3、交变电流的变化规律：（1）方向变化规律-------线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。

（2）大小变化规律-------按正弦规律变化：

e=EmsinωtEm=NBSω叫电动势的最大值

i=ImsinωtIm=Em/R叫电流的最大值u=UmsinωtUm=ImR叫电压的最大值

小结2、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动第十一页，共十四页，编辑于2023年，星期四Em-Em（1）线圈与磁感线垂直时①感应电动势_____,磁通量_____。②是电流方向_________的位置。（2）当线圈与磁感线平行时：感应电动势_____，磁通量_____。（3）线圈连续匀速转动的过程中：电流的大小和方向都做______变化。0et理解:最小最大最大最小发生变化周期性第十二页，共十四页，编辑于2023年，星期四例3、如图，矩形线圈面积为s，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感强度为B的匀强磁场中绕OO`轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。求：⑴、写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式；⑵、如果线圈从图示位置开始计时，写出电动势的瞬时表达式；第十三页，共十四页，编辑于2023年，星期四①线圈经过中性面时，感应电动势为零，感应电流为零。②