1、情景引入人教版2019版選擇性必修第二冊第三章 交變電流3.1 交變電流思考：當線框快速轉動時，觀察到什么現象?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）思考討論手搖發電機為什么會產生交變電流？交流發電機的工作原理將手搖式發電機與定值電阻、電流表串聯。讓線框從如圖所示的中性面開始沿逆時針方向轉動；觀察：電流表的示數將發生怎么樣的變化。簡化圖思考討論二.交變電流的產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？在線圈由甲轉到乙的過程中，AB邊中電流向

2、哪個方向流動？由BA二.交變電流的產生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？在線圈由丙轉到丁的過程中，AB邊中電流向哪個方向流動？由AB二.交變電流的產生思考：線圈轉到什么位置時線圈中沒有電流？轉到什么位置時線圈中電流最大？二.交變電流的產生中性面：與磁感線垂直的平面線圈經過中性面時，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過中性面一次，交流電方向改變一次，線圈每轉動一周（交流電的一個周期） ，兩次經過中性面，交流電的方向改變兩次。二.交變電流的產生中性面的垂面線圈經過中性面時，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：單匝線圈經過中性面的

3、垂面時感應電動勢是多大？二.交變電流的產生總結：（1）手搖式發電機快速轉動時二極管交替閃爍。（2）線圈轉動一周，感應電流的方向改變兩次。二.交變電流的產生總結：（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動，角速度是經過時間t，AB、CD寬L1，AD、BC長L2 ，磁感應強度是B.BvA(B)D(C)t=0v11v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？二.交變電流的產生 若為N匝線圈，則感應電動勢多大？二.交變電流的產生思考：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

4、意時刻t的磁通量：法拉第電磁感應定律：BA(B)D(C)t=0中性面二.交變電流的產生思考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.交變電流的變化規律矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉軸勻速轉動時，所產生的交變電流按照正弦函數的規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：三.交變電流的變化規律思考：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隨時間變化的規律是怎樣的？流過負載的電流

5、：負載兩端電壓：三.交變電流的變化規律正弦式交變電流的圖像（中性面計時）三.交變電流的變化規律不同形式的交流電四.交變發電機了解：交流發電機的分類？旋轉電樞式、旋轉磁極式旋轉電樞式：旋轉電樞轉動，磁極不動的發電機；旋轉磁極式：如果磁極轉動，電樞不動。四.交變發電機三峽電站一臺正在吊裝的發電機轉子ABCD線圈（電樞）K、L圓環E 、F電刷四.交變發電機說明：旋轉電樞式發電機與旋轉磁極式發電機的區別旋轉電樞式：旋轉電樞式發電機轉子產生的電流，經過裸露的滑環和電刷引到外電路，如果電壓很高，可能發生火花放電，滑環和電刷很快會燒壞。同時，轉動的電樞無法做得很大，線圈匝數也不可能很多，所以產生的感應電動勢

6、也不能很高。這種發電機輸出的電壓一般不超過500 V。旋轉磁極式發電機：旋轉磁極式發電機克服了上述缺點，能夠產生幾千伏到幾萬伏的電壓，輸出功率可達幾百兆瓦。所以，大多數發電機是旋轉磁極式的。四.交變發電機概念：轉子定子的概念不論哪種發電機，轉動的部分都叫轉子，不動的部分都叫定子；所以，旋轉電樞式發電機的轉子是電樞，定子是磁極；旋轉磁極式發電機的轉子是磁極，定子是電樞。課堂鞏固例1(多選)關于交變電流和直流電的說法中，正確的是()A如果電流大小做周期性變化，則一定是交變電流B直流電的大小可以變化，但方向一定不變C交變電流一定是按正弦或余弦規律變化的D交變電流的最大特征就是電流的方向發生周期性的變

7、化【答案】BD【解析】直流電的特征是電流方向不變，交流電的特征是電流方向周期性改變。另外交變電流不一定都是正弦式電流或余弦式電流。故A、C錯誤，B、D正確。課堂鞏固例2(多選)矩形線框繞垂直于勻強磁場且在線框平面內的軸勻速轉動時產生了交變電流，下列說法正確的是()A當線框位于中性面時，線框中感應電動勢最大B當穿過線框的磁通量為零時，線框中的感應電動勢也為零C每當線框經過中性面時，感應電動勢或感應電流方向就改變一次D線框經過中性面時，各邊不切割磁感線課堂鞏固【答案】CD【解析】線框位于中性面時，線框平面與磁感線垂直，穿過線框的磁通量最大，但此時切割磁感線的兩邊的速度與磁感線平行，即不切割磁感線，

8、所以此時電動勢等于零，穿過線框的磁通量的變化率等于零，感應電動勢或感應電流的方向在此時刻變化。垂直于中性面時，穿過線框的磁通量為零，切割磁感線的兩邊的速度與磁感線垂直，有效切割速度最大，所以感應電動勢最大，此時穿過線框的磁通量的變化率最大。故C、D正確。課堂鞏固例3(多選)如圖所示，形狀或轉軸位置不同，但面積均為S的單匝線圈處在同一個磁感應強度為B的勻強磁場中，以相同的角速度勻速轉動，從圖示的位置開始計時，則下列說法正確的是()A感應電動勢最大值相同B感應電動勢瞬時值不同C感應電動勢最大值、瞬時值都不同D感應電動勢最大值、瞬時值都相同課堂鞏固【答案】AD【解析】根據感應電動勢的產生可知，只要導

9、線框的面積相同、匝數相同、以相同的角速度在同一勻強磁場中繞垂直于磁場的軸轉動，感應電動勢的最大值EmnBS都相同；由于導線框都是從中性面開始計時，則感應電動勢的表達式均為：eEmsint，故說明四個線圈產生的感應電動勢最大值及瞬時值均相同，故A、D正確。課堂鞏固例4(多選)線圈在勻強磁場中轉動，產生的電動勢表達式為e10sin20t(V)，則下列說法正確的是()At0時，線圈平面位于中性面Bt0時，穿過線圈的磁通量最大Ct0時，線圈切割磁感線的有效速率最大Dt0.4 s時，e有最大值10 V課堂鞏固【答案】AB【解析】由電動勢的瞬時值表達式可知計時從線圈位于中性面時開始，所以t0時，線圈平面位

10、于中性面，磁通量最大，但此時線圈速度方向與磁感線平行，切割磁感線的有效速率為零，A、B正確，C錯誤。當t0.4 s時，e10sin20t10sin(200.4) V0，D錯誤。課堂鞏固例5、一矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉動，穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖象如圖所示，則下列說法中正確的是()【答案】B【解析】t0時刻，最大，線圈是在中性面位置，A錯誤；t0.01 s時，0，線圈是在線圈平面與磁場平行的位置，感應電動勢最大，的變化率最大，B正確；t0.02 s時刻，線圈在中性面位置，感應電動勢為零，C錯誤；t0.03 s時刻，感應電動勢最大，D錯誤。課堂鞏固例6、關于交流發電機以下

11、說法正確的是：（ ）A.常見的交流發電機有兩種，一種是旋轉電樞式一種是旋轉磁極式，其中旋轉磁極是交流發電機的輸出電壓一般超過500V。B.蒸汽輪機、水輪機等將機械能傳遞給發電機，發電機將機 械能轉化為電能，輸送給外電路的裝置。C.電樞在不同的發電機機中都稱為“定子”磁極則被稱為“轉子”。D.我國山峽水電站的發電機為“旋轉電樞”式發電機?！敬鸢浮緼B【解析】旋轉電樞式發電機轉子產生的電流，經過裸露的滑環和電刷引到外電路，如果電壓很高，可 能發生火花放電，滑環和電刷很快會燒壞。同時，轉動的 電樞無法做得很大，線圈匝數也不可能很多，所以產生的 感應電動勢也不能很高。這種發電機輸出的電壓一般不超 過500 V。旋轉磁極式發電機克服了上述缺點，能夠產生