3.1交變電流第三章電磁感應思考與討論：用示波器或電壓傳感器觀察電池供給的電壓的波形，再觀察用學生電源交流擋供給的電壓的波形。一、交變電流1.直流電：電流、電壓方向不隨時間變化的電流叫做直流電，簡稱直流（DC）。2.交流電：電流、電壓大小和方向都隨時間做周期性變化的電流叫做交流電，簡稱交流（AC）。大小和方向都不隨時間變化的電流叫恒定電流觀察交變電流的方向

把兩個發光顏色不同的發光二極管并聯，注意使兩者正、負極的方向不同，然后連接到教學用發電機的兩端。轉動手柄，兩個磁極之間的線圈隨著轉動。觀察發光二極管的發光情況。現象：說明：發電機產生的交流電電流方向在不斷變化。兩個二極管會交替發光二、交變電流的產生1.交流發電機示意圖KLEF

ABCD—線圈K、L—圓環E、F—電刷（1）定子：不動的部分叫定子--磁極（2）轉子：轉動的部分叫轉子--電樞AB邊和CD邊切割磁感線

側視圖二、交變電流的產生當線圈在磁場中繞軸轉動時，哪些邊切割磁感線？2.交流電的產生原理

I=0I方向：DCBADI=0I方向：ABCDA二、交變電流的產生甲乙丙丁?×?×電流的方向思考與討論：(1)線圈轉到甲、丙位置時，磁通量有什么特點？(2)AB棒速度方向與磁場方向是什么關系？(3)此時的感應電動勢多大？(4)磁通量的變化率有什么特點？

甲丙B⊥S，磁通量最大，Φ=Φmax=BS速度方向與磁場平行，不切割磁感線感應電動勢為0，電流為0磁場的變化率為零中性面中性面的特點（1）中性面：垂直于磁場方向的平面B⊥S（2）磁通量最大，Φ=Φmax=BS（3）速度方向與磁場平行，不切割磁感線，磁場的變化率為零（ΔΦ=0），E=0，I=0（4）每當線圈經過中性面一次，感應電流方向就改變一次二、交變電流的產生甲丙乙(1)線圈轉到乙、丁位置時，磁通量有什么特點？(2)AB棒速度方向與磁場方向是什么關系？(3)此時的感應電動勢多大？(4)磁通量的變化率有什么特點？思考與討論：丁

?×B//S,磁通量最小，Φ=0速度方向與磁場垂直感應電動勢最大，電流最大磁場的變化率最大平行面（1）與中性面垂直的面,B//S，磁通量最小，Φ=0（3）速度方向與磁場垂直，感應電動勢最大，電流最大（2）磁場的變化率最大與中性面垂直的面（平行面）的特點乙丁二、交變電流的產生【小結】正弦式交變電流產生過程中的兩個特殊位置圖示概念特點磁通量感應電動勢

電流--中性面位置B∥S--與中性面垂直的位置B⊥SΦ＝BS，最大電流為零，方向改變Φ＝0，最小電流最大，方向不變,最大二、交變電流的產生3.畫一畫感應電流的大致隨時間變化的圖像itO甲甲乙丙丁乙

規定一個正方向，畫出線圈在甲乙丙丁四個不同位置時對應電流的大小，大致畫出電流的變化圖像，看看圖像的形狀，猜測一下可能是什么的函數圖像？演示：交變電流的變化圖像交變電流的變化情況(從中性面開始計時)甲乙丙丁戊（甲）iot

★重要結論：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，兩次經過中性面，交流電的方向改變兩次。中性面中性面中性面1．一只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像如圖所示，則以下說法中正確的是（）A．t=0時刻，線圈平面與中性面垂直B．t=0.01s時刻，Φ的變化率最大C．t=0.02s時刻，交變電流的電動勢達到最大D．該線圈產生的交變電流的電動勢隨時間變化

的圖像如圖乙B【課堂練習】（多選）2．圖甲是小型交流發電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，線圈繞垂直于磁場的水平軸OO'沿逆時針方向勻速轉動，從圖示位置開始計時，產生的交變電流隨時間變化的圖像如圖乙所示。以下判斷正確的是（

）A．交變電流的最大值為10√2VB．t=0.01s時線圈位于中性面C．t=0.01s時線圈平面與磁場方向平行D．t=0.02s時穿過線圈的磁通量最大【課堂練習】AC三、交變電流的變化規律

線圈處在磁感應強度是B

的勻強磁場中，AB、CD寬L1，AD、BC長L2

，線圈平面從中性面沿逆時針方向開始轉動，角速度是ω．經過時間t，推導此時線圈中產生瞬時感應電動勢.1.線圈與中性面的夾角是多少？2.AB邊的速度多大？3.AB邊速度方向與磁場方向夾角是多大？

θ4.AB邊中的感應電動勢多大？5.線圈中的感應電動勢多大？AB、CD等效為兩個串聯的電源

θBADC三、交變電流的變化規律v?vv//6.以線圈經過中性面開始計時，在時刻

t線圈中的感應電動勢（AB和CD邊切割磁感線）若為N匝線圈：思考與討論：

由中性面計時，此時線圈電動勢多大？轉至與中性面垂直，此時線圈的電動勢多大？----為電動勢的最大值（峰值）三、交變電流的變化規律----為電動勢瞬時值當從中性面計時開始，e為電動勢在時刻t的瞬時值，Em為電動勢的最大值。

如果線圈匝數為N，則Em＝NωBS。e有最大值用Em表示

若電路中的負載為純電阻電路時，負載兩端的電壓和流過的電流也按正弦規律變化。即，u

＝

Umsinωti＝

Imsinωt其中Um、

Im分別叫電壓和電流的最大值，也叫峰值。7.正弦式交變電流三、交變電流的變化規律8.交變電流的變化規律圖像從中性面開始計時(1)瞬時電動勢e隨時間變化的規律：(2)負載電壓u隨時間變化的規律：(3)電流i隨時間變化的規律：若從與中性面垂直的平面開始計時的情況下成立(1)瞬時電動勢e隨時間變化的規律：(2)負載電壓u隨時間變化的規律：(3)電流i隨時間變化的規律：i＝Imcos

ωte＝Emcosωtu＝Umcosωt9.不同形式的交流電

正弦式電流是最簡單、最基本的交變電流。電力系統中應用的大多是正弦式電流。在電子技術中也常遇到其他形式的交流。電子計算機中的矩形脈沖示波器中的鋸齒波掃描電壓正弦交流電（多選）3.如圖所示，單匝矩形線圈abcd放在勻強磁場中，磁感應強度為B，ad=bc=l1，ab=cd=l2.從圖示位置起該線圈以角速度ω繞不同轉軸勻速轉動，則（

）A.以OO'為轉軸時，感應電動勢e=Bl1l2ωsinωtB.以O1O1'為轉軸時，感應電