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文檔簡介

第三章

交變電流1交變電流學習目標1.知道交變電流、直流的概念。2.科學思維]掌握交變電流的產生和變化規律。3.物理觀念]知道交變電流的峰值、瞬時值的含義。情景引入交流電：很多用電器中的電流、電壓大小和方向也隨時間做周期性變化，這樣的電流叫作交變電流（alternatingcurrent，AC），簡稱交流。直流電：方向不隨時間變化的電流稱為直流電（directcurrent，DC），簡稱直流。一、交變電流演示實驗：用示波器觀察學生電源交流擋供給的電壓的波形

二、交變電流的產生

(1)產生條件：在勻強磁場中，矩形線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動(2)過程分析

三、交變電流的變化規律1.方向變化規律：線圈平面每經過中性面一次，感應電流的方向就改變一次，線圈轉動一周，感應電流的方向改變兩次。

則經過時間t線框轉過的角度θ

＝ωt線框旋轉過程中AB和CD的速度與磁感線垂直的速度為vsinθ，即2.大小變化規律：如圖所示，矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的對稱軸勻速轉動。設線圈旋轉的角速度為ω

，AB和CD的長度為l，AD和BC的長度為d。從線圈經過中性面開始計時，t時刻線圈中的感應電動勢：e＝2Bl

vsinθ

ωBldsinωt＝ωBSsinωt

令Em＝BSω，則有e＝Emsinωt

式中Em是常數，表示電動勢可能達到的最大值線框的電動勢是隨時間按正弦函數規律變化的表示線框的面積如果線圈匝數為N，則Em＝NBSωRe，

r歐姆定律式中Em、Um和Im分別是電壓和電流的最大值，也叫峰值(peakvalue)，而e、u、i

則是相應的物理量的瞬時值。這種按正弦規律變化的交變電流叫作正弦式交變電流，簡稱正弦式電流(sinusoidalcurrent)。3.正弦式交變電流u＝Umsinωti＝Imsinωt正弦交變電流隨時間的變化不同形式的交流電交流發電機

（1）基本組成：電樞（產生感應電動勢的線圈）和磁體（產生磁場）（2）轉子與定子（3）兩類發電機：旋轉電樞式和旋轉磁極式旋轉電樞式發電機轉子產生的電流，必須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。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。發電機的轉子可以由蒸汽輪機、水輪機等帶動。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。鞏固練習1.如圖所示，線圈中不能產生交變電流的是()A2.一矩形線圈，繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內的固定軸轉動，線圈中的感應電動勢e隨時間t的變化如圖所示，下列說法中正確的是(

) A.t1時刻通過線圈的磁通量為零B.t2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大C.t3

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