1、3.1.1 交变电流交变电流复习回顾复习回顾 上节课我们学习了互感现象，自感现象以及自感系数，知道了当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。自感现象中产生的电动势叫自感电动势。 并且知道了线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大；带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。情境导入情境导入 出示单相交流发电机，引导学生首先观察它的主要构造。演示：将手摇发电机模型与小灯泡组成闭合电路。当线框快速转动时，观察到什么现象? 这种大小和方向都随时间做周期性变化电流，叫做交变电流。问题思考问题思考 用示波器或电压传感器先观察电
2、池供给的电压的波形，再观察学生电源交流挡供给的电压的波形。这两种波形各有什么特点？1、交变电流、交变电流:大小和方向随时间大小和方向随时间_的电流的电流,简称交流简称交流(AC)。如图所示。如图所示。其中甲图是正弦式交变电流。其中甲图是正弦式交变电流。 2、直流、直流:_不随时间变化的电流不随时间变化的电流,称为直流称为直流(DC)。3、恒定电流、恒定电流:_和和_不随时间变化的电流。不随时间变化的电流。周期性变化方向大小方向一、交变电流一、交变电流4、图像特点:(1)恒定电流的图像是一条_的直线。(2)交变电流的图像随_做周期性变化,如正弦交变电流的图像:与时间轴平行 时间例例1. (多选)
3、某发电机的原理简图如图所示,线圈按图示方向匀速转动。以下说法正确的是()A.线圈经过图示位置时穿过线圈的磁通量为零,磁通量的变化率为零B.线圈从图示位置转过90后,小灯泡中的电流方向发生变化C.线圈转动两周,电流的方向改变2次D.线圈转动两周,电流的方向改变4次 解析:选A、C。线圈在磁场中匀速转动时,在电路中产生呈周期性变化的交变电流,线圈经过中性面时电流改变方向,线圈每转动一周,有两次通过中性面,电流方向改变两次,指针左右摆动一次,故选项A正确;图示位置为与中性面垂直的位置,线圈处于图示位置时,ab边向右运动,由右手定则,ab边的感应电流方向为ab,故选项B错误、C正确;线圈平面与磁场方向
4、平行时,ab、cd边垂直切割磁感线,线圈产生的电动势最大,也可以这样认为,线圈平面与磁场方向平行时,磁通量为零,磁通量的变化率最大,故选项D错误。 (多选)下列各图中哪些情况线圈中产生了交变电流()变式训练：变式训练：解析:选B、C、D。A项中线圈磁通量始终为零,没有感应电流。由交变电流的产生条件可知,轴不能平行于磁感线,但对线圈的形状及转轴的位置没有特别要求。故选项B、C、D正确。线圈在磁场中匀速转动时,在电路中产生呈周期性变化的交变电流,线圈经过中性面时电流改变方向,线圈每转动一周,有两次通过中性面,电流方向改变两次,指针左右摆动一次。技法点拨：技法点拨：1、产生、产生:闭合线圈在匀强磁场
5、中绕闭合线圈在匀强磁场中绕_磁场的轴磁场的轴_转动转动,线圈中就产线圈中就产生正弦式交变电流。生正弦式交变电流。垂直于垂直于匀速匀速二、交变电流的产生二、交变电流的产生2、产生过程示意图、产生过程示意图:3、中性面线圈平面与磁感线_时的位置。(1)线圈处于中性面位置时,穿过线圈的_,但线圈中的电流为_。(2)线圈每次经过中性面时,线圈中感应电流方向都要改变。线圈转动一周,感应电流方向改变_次。垂直最大零两例例2.一矩形线圈，绕与匀强磁场垂直的中心轴OO沿顺时针方向旋转，引出线的两端各与互相绝缘的半圆铜环连接，两个半圆铜环分别与固定电刷A、B滑动接触，电刷间接有电阻R，如图所示，在线圈转动的过程
6、中，通过R的电流()A大小和方向都不断变化B大小和方向都不变C大小不断变化，方向是ARBD大小不断变化，方向是BRA 解析:C线圈转动时产生的是交变电流，大小不断变化，但由于通过换向器和电刷，流过R的方向一直是ARB。在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,如图所示,穿过该线圈的磁通量随时间按正弦规律变化。则()A.t=0时,线圈位于中性面位置B.t=0.5 s时,线圈中的磁通量变化率为零C.t=0.8 s时,线圈产生的感应电动势处于减小的过程中D.t=1.0 s时,线圈产生的感应电动势为零变式训练：变式训练： 解析:选B。t=0时,线圈位于和中性面垂直的
7、位置,故A错误;t=0.5 s时,线圈中的磁通量变化率为零,故B正确;t=0.8 s时,线圈产生的感应电动势处于增大的过程中,故C错误;t=1.0 s时,线圈产生的感应电动势最大,故D错误。中性面线圈平面与磁感线垂直时的位置。(1)线圈处于中性面位置时,穿过线圈的最大,但线圈中的电流为零。(2)线圈每次经过中性面时,线圈中感应电流方向都要改变。线圈转动一周,感应电流方向改变两次。技法点拨：技法点拨：课堂小结课堂小结1、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式交变电流。2、从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为e=NBSsint，感应电动势的最大值为Em=NBS。3、中性面的特点：磁通量最大为m，但e=0。再见再见
