1、3.1.2 交变电流交变电流复习回顾复习回顾 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。情境导入情境导入 穿过闭合电路的磁通量发生变化时，产生感应电流，而磁通量变化的方式不同，产生的感应电流也不同，感应电流可以是恒定的，可以是变化的，可以是周期性变化的，本节我们将研究一种十分重要的周期性变化的电流正弦交变电流。问题思考问题思考 1、交变电流的变化规律？ 2、峰值的求法？新知探究新知探究一、交变电流的变化规律一、交
2、变电流的变化规律1.定义:按_规律变化的交变电流,简称_。正弦正弦正弦式电流正弦式电流新知探究新知探究2.函数表达式和图像:函数表达式函数表达式图像图像瞬时电动势瞬时电动势:e=_ 瞬时电压瞬时电压:u=_ 瞬时电流瞬时电流:i=_ EmsintUmsintImsint新知探究新知探究注:表达式中Em、Um、Im分别是电动势、电压、电流的_,而e、u、i则是这几个量的_。3.峰值决定因素:关于它的数值的解释符合科学实际的有:_。 由线圈匝数n、磁感应强度B、转动角速度和线圈面积S决定。与线圈的形状无关。与转轴的位置无关峰值瞬时值新知探究新知探究1.交变电流的瞬时值表达式推导:线圈平面从中性面开
3、始转动,如图所示,则经过时间t:新知探究新知探究新知探究新知探究4.交变电流的图像:(从中性面开始计时)典例精析例1.如图所示,线圈中不能产生交变电流的是()解析：B、C、D中线圈产生的感应电流方向均发生变化,故能产生交变电流,A中不产生交变电流。答案A。解析：由电动势的瞬时值表达式可知从线圈位于中性面时开始计时,所以t=0时,线圈平面位于中性面,磁通量为最大,但此时导线速度方向与磁感线平行,切割磁感线的有效速率为零,A、B正确,C错误。当t=0.4s时,e=10sin(20t)V=10sin(200.4)V=0,D错误。答案AB。函数表达式和图像技法点拨：技法点拨：函数表达式函数表达式图像图
4、像瞬时电动势瞬时电动势:e=_ 瞬时电压瞬时电压:u=_ 瞬时电流瞬时电流:i=_ EmsintUmsintImsint发电厂里的交流发电机的构造比图3.1-3 复杂得多，但是基本组成部分也是两部分，即产生感应电动势的线圈（通常叫作电枢）和产生磁场的磁体。电枢转动，磁极不动的发电机，叫作旋转电枢式发电机。如果磁极转动，电枢不动，线圈中同样会产生感应电动势，这种发电机叫作旋转磁极式发电机。不论哪种发电机，转动的部分都叫转子，不动的部分都叫定子。二、交流发电机二、交流发电机 旋转电枢式发电机转子产生的电流，必须像图3.1-3那样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
5、电刷很快会烧坏。同时，转动的电枢无法做得很大，线圈匝数也不可能很多，所以产生的感应电动势也不能很高。这种发电机输出的电压一般不超过500 V。旋转磁极式发电机克服了上述缺点，能够产生几千伏到几万伏的电压，输出功率可达几百兆瓦。所以，大多数发电机是旋转磁极式的。 发电机的转子（图3.1-8）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。图3.1-8 三峡电站一台正在吊装的发电机转子典例精析例2.下列关于电流的说法正确的是（）A绝缘体不能导电是因为缺少可以自由移动的电荷B在电源外部的电路中，电子从正极流向负极C1号干电池比5号干电池大，所
6、以1号干电池电动势更高D爱迪生发明了交流电和交流发电机，为千家万户带来了光明解析：A、导体能导电是因为有可以自由移动的电荷，绝缘体不能导电是因为缺少可以自由移动的电荷，故A正确；B、在电源外部的电路中，电流方向从正极流向负极，电流方向是电子定向移动方向的反方向，故电子从负极流向正极，故B错误；C、干电池的电动势都一样，均为1.5V，和电池的大小无关，故C错误；D、特斯拉发明了交流电和交流发电机，故D错误。故选：A。变式训练交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面垂直时，下列说法正确的是（）A电流将改变方向B磁场方向和线圈平面垂直C线圈中产生的感应电动势最大D穿过线圈的磁通量最大 解析：A、线圈平面每经过和中性面垂直的位置时，电动势和电流达最大值，方向不变，故A错误，C正确；B、线圈平面与中性面垂直时，磁场方向与线圈平面平行，故B错误；D、与中性面垂直时的位置，线圈与磁场平行，此时线圈中的磁通量为零，故D错误。故选：C。理解交流发电机的工作原理。技法点拨：技法点拨：课堂小结课堂小结再见再见
