1、第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引21怎样产生交变电流怎样产生交变电流第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引1.知道交变电流是如何产生的，知道中性面的概知道交变电流是如何产生的，知道中性面的概念念(重点重点)2知道交流发电机的结构、原理及分类知道交流发电机的结构、原理及分类3了解交变电流的规律及瞬时值表达式了解交变电流的规律及瞬时值表达式第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引新知初探新知初探自主学习自主学习一、什么是交变电流一、什么是交变电流实验探
2、究：把直流和交变电流先后输入示波实验探究：把直流和交变电流先后输入示波器，根据示波器屏幕上观察到的图像可以看器，根据示波器屏幕上观察到的图像可以看出，直流电压的大小和方向不随时间发生变出，直流电压的大小和方向不随时间发生变化，而交变电流的电压的大小和方向都随时化，而交变电流的电压的大小和方向都随时间间_发生变化发生变化第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引2.交变电流：把大小和方向都随时间做交变电流：把大小和方向都随时间做_的电流的电流,叫做交变电流叫做交变电流,简称简称_，常用字母常用字母“AC”或符号或符号“”表示大小和方表示大小和方向都不随时间变化的电流叫恒定电流，简
3、称向都不随时间变化的电流叫恒定电流，简称_，用字母，用字母“DC”或符号或符号“”表示表示3.正弦式交变电流：交变电流的电流和电压是正弦式交变电流：交变电流的电流和电压是按按_规律变化的，这种电流叫做正弦规律变化的，这种电流叫做正弦式交变电流式交变电流 周期周期性变化性变化交流交流直流直流正弦函数正弦函数第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引二、交流发电机二、交流发电机1.结构：交流发电机由一个结构：交流发电机由一个_和一个和一个_两大部分组成线圈在磁两大部分组成线圈在磁场中转动时产生的感应电流通过场中转动时产生的感应电流通过_和电刷和电刷输给用电器输给用电器2.原理：在匀
4、强磁场中，让一矩形线圈绕垂直原理：在匀强磁场中，让一矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴于磁场方向的轴_转动时，就得到了转动时，就得到了_都随时间变化的交变电流都随时间变化的交变电流 可转动的线圈可转动的线圈(电电枢枢)磁体磁体滑环滑环匀速匀速大小和方向大小和方向第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引3.中性面：如图所示为线圈转一周过程中的几中性面：如图所示为线圈转一周过程中的几个关键位置，图甲、丙、戊所示的位置，线个关键位置，图甲、丙、戊所示的位置，线圈平面垂直于磁感线，各边都不切圈平面垂直于磁感线，各边都不切割磁感线，线圈中产生的感应电动势为零，割磁感线，线圈中产生的感应电动势
5、为零，这样的位置叫这样的位置叫_图乙、丁所示的位置图乙、丁所示的位置，线圈平面与磁场方向平行，线圈平面与磁场方向平行，ab、cd两边垂直两边垂直切割磁感线，此时线圈中的感应电流达到切割磁感线，此时线圈中的感应电流达到_中性面中性面最大最大第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引4.感应电动势瞬时值表达式：感应电动势瞬时值表达式：e _ ,Em是感应电动势的是感应电动势的_Emsint最大值最大值第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引磁极磁极电枢电枢500 V几千几千几万几万电枢电枢磁极磁极第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引四、交变电
6、流的电能从哪里来四、交变电流的电能从哪里来从能量转化的角度看，发电机是把机械能转从能量转化的角度看，发电机是把机械能转变为电能的机器变为电能的机器,发电机按其原动力机分为：发电机按其原动力机分为： _发电机、汽轮发电机、柴油发电机和发电机、汽轮发电机、柴油发电机和_发电机发电机水轮水轮核能核能第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引学案导引学案导引1.交变电流的图形有什么特点？交变电流的图形有什么特点？2.交变电流和直流电的区别体现在哪里？交变电流和直流电的区别体现在哪里？要点探究要点探究讲练互动讲练互动对交变电流的认识对交变电流的认识第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电
7、机栏目栏目导引导引1.两种电流两种电流(1)恒定电流恒定电流大小和方向都不随时间变化的电流叫做恒定大小和方向都不随时间变化的电流叫做恒定电流电流(2)交变电流交变电流大小和方向随时间做周期性变化的电流，叫大小和方向随时间做周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流做交变电流，简称交流第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引特别提醒：特别提醒：方向随时间做周期性变化是交变方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的特征只要方向发生变化，无电流最重要的特征只要方向发生变化，无论大小是否改变都是交流电论大小是否改变都是交流电第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引2.正
8、弦式电流正弦式电流(1)定义定义随时间按正弦规律变化的随时间按正弦规律变化的电流叫做正弦式电流电流叫做正弦式电流在我国工农业生产及生活中在我国工农业生产及生活中使用的交变电流都是正弦式电流使用的交变电流都是正弦式电流(2)正弦式交变电流的图像正弦式交变电流的图像正弦式交变电流的图像是正弦曲线，如图所正弦式交变电流的图像是正弦曲线，如图所示示第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引3.几种常见的交变电流几种常见的交变电流(如图所示如图所示) 甲：家庭电路中的正弦式电流甲：家庭电路中的正弦式电流 乙：示波器中的锯齿波扫描电压乙：示波器中的锯齿波扫描电压 丙：电子计算机中的矩形脉冲
9、丙：电子计算机中的矩形脉冲丁：激光通信用的尖脉冲丁：激光通信用的尖脉冲第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引 如图所示的各图像中表示交变电流的如图所示的各图像中表示交变电流的是是()【思路点拨思路点拨】解答本题要明确交流电的特解答本题要明确交流电的特征是电流方向变化，在征是电流方向变化，在it图上电流的方向表图上电流的方向表现在是否在现在是否在t轴的两侧轴的两侧例例1第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引【精讲精析精讲精析】B、C两图像中，虽然电流大两图像中，虽然电流大小随时间做周期性变化，但方向从图上看在小随时间做周期性变化，但方向从图上看在t轴一侧方
10、向不变，故不是交变电流轴一侧方向不变，故不是交变电流A图中电图中电流的方向没发生变化，不是交变电流流的方向没发生变化，不是交变电流D图中图中,从图上看电流分布在从图上看电流分布在t轴两侧，电流的大小、轴两侧，电流的大小、方向均做周期性变化，是交变电流，故选方向均做周期性变化，是交变电流，故选D.【答案答案】D第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引【规律方法规律方法】正弦式交变电流大小和方向正弦式交变电流大小和方向都随时间做周期性的变化，线圈越过中性面都随时间做周期性的变化，线圈越过中性面,线圈中线圈中i方向要改变线圈转一周，感应电流方向要改变线圈转一周，感应电流方向改变两次
11、而电子电路中矩形脉冲方向方向改变两次而电子电路中矩形脉冲方向随时间做周期性的变化，而大小不随时间做随时间做周期性的变化，而大小不随时间做周期性的变化，这种电流也是交变电流所周期性的变化，这种电流也是交变电流所以判断是交流电还是直流电的依据关键是看以判断是交流电还是直流电的依据关键是看电流的方向是否做周期性的变化电流的方向是否做周期性的变化第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引变式训练变式训练对于如图所示的电流对于如图所示的电流i随时随时间间t作周期性变化的图像，作周期性变化的图像，下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A电流大小变化，方向不变，是直流电电流大小变化，方向不
12、变，是直流电B电流大小、方向都变化，是交流电电流大小、方向都变化，是交流电C电流大小不变，方向变化，是直流电电流大小不变，方向变化，是直流电D电流大小变化，方向不变，不是直流电，电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电是交流电第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引解析：选解析：选A.根据交变电流的概念和图像的物理根据交变电流的概念和图像的物理意义可知：图像所表示的电流大小随时间做意义可知：图像所表示的电流大小随时间做周期性的变化而方向始终保持不变所以如周期性的变化而方向始终保持不变所以如图所示的电流不是交流电，而是直流电所图所示的电流不是交流电，而是直流电所以答案为以答
13、案为A.第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引学案导引学案导引1.中性面及垂直于中性面的位置有哪些特点？中性面及垂直于中性面的位置有哪些特点？2.正弦交变电流的瞬时值表达式是什么？正弦交变电流的瞬时值表达式是什么？交变电流的基本规律交变电流的基本规律第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引1.两个特殊位置的特点两个特殊位置的特点中性面中性面中性面的垂面中性面的垂面位置位置线圈平线圈平面面与与磁场垂直磁场垂直线圈平线圈平面面与与磁场平行磁场平行磁通量磁通量最大最大零零磁通磁通量量的的变化率变化率零零最大最大感应电动势感应电动势零零最大最大第第2章交变电流与发
14、电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引中性面中性面中性面的垂面中性面的垂面电流方向电流方向改变改变不变不变周期性周期性一个周期两次经一个周期两次经过中性面，电流过中性面，电流方向改变两次方向改变两次一个周期电动一个周期电动势两次最大，势两次最大，两次最大值方两次最大值方向相反向相反第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引2.交变电流的数学表达式交变电流的数学表达式据如图可知，据如图可知，ab和和cd边产生边产生的感应电动势均为的感应电动势均为Blvsint，此时整个线圈的感应电动势此时整个线圈的感应电动势为为e2Blvsint或或eEmsint.(1)Em2Blv为最大值，也
15、叫电动势的最大值为最大值，也叫电动势的最大值,也叫峰值也叫峰值(2)eEmsint,交变电流按正弦规律变化，这交变电流按正弦规律变化，这种电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流种电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流.第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引例例2第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引【思路点拨思路点拨】分别把分别把Em、的数值推出的数值推出,代入代入一般式一般式eEmsint就得出了瞬时值表达式就得出了瞬时值表达式,求瞬求瞬时值时，只需把时值时，只需把t的时刻代入表达式就可以了的时刻代入表达式就可以了第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机
16、栏目栏目导引导引【答案】【答案】(1)e50sin(10t) V(2)43.3 V第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引【规律方法规律方法】交变电流瞬时值表达式问题交变电流瞬时值表达式问题的破解程序的破解程序(1)观察线圈的转动轴是否与磁感线垂直观察线圈的转动轴是否与磁感线垂直(2)从中性面开始计时，电动势是按正弦规律从中性面开始计时，电动势是按正弦规律变化；从线圈转到与磁感线平行时开始计时变化；从线圈转到与磁感线平行时开始计时,电动势是按余弦规律变化电动势是按余弦规律变化(3)计算电动势最大值和角速度计算电动势最大值和角速度，写出电动势，写出电动势的瞬时值表达式的瞬时值表
17、达式第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引互动探究互动探究上例中流过电阻上例中流过电阻R的电流的瞬时值表达式是什的电流的瞬时值表达式是什么？么？答案：答案：i5sin(10t) A第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引热点示例热点示例创新拓展创新拓展第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引【审题指导审题指导】(1)最大值的计算利用瞬时值最大值的计算利用瞬时值表达式；表达式；(2)电动势的平均值要用法拉第电磁感应定律电动势的平均值要用法拉第电磁感应定律计算计算第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引第第2章交变电流与发电
18、机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引【答案答案】(1)20 V(2)12.7 V第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引【借题发挥借题发挥】(1)若线圈从中性面开始计时若线圈从中性面开始计时,eEmsint.若线圈从位于与中性面垂直的位置开始计时若线圈从位于与中性面垂直的位置开始计时,eEmcost，所用瞬时值表达式与开始计时的，所用瞬时值表达式与开始计时的位置有关位置有关(2)物理学中，正弦交变电流与余弦交变电流物理学中，正弦交变电流与余弦交变电流都统称为正弦式交变电流都统称为正弦式交变电流,简称正弦式电流简称正弦式电流第第2章交变电流与发电机章交变电流与发电机栏目栏目导引导引(3)交变电动势的峰值交变电动势的峰值EmNBS，由线圈匝，由线圈匝数数N，磁感应强度，磁感应强度B，转动角度，转动角度及线圈面积及线圈面积S决定当线圈转到穿过线圈的磁通量为决定当线圈转到穿过线圈的磁通量为0的位的位置时，取最大值，与线圈形状及转轴位置无置时，取最大值，与线圈形状及转轴位置无关关
