1、第第5 5章章 第第1 1节节 交变电交变电 流流 交变电流交变电流 高二年级高二年级 选修选修3-23-2 课堂引入： 什么是交变电流，它是怎样产生的？ 交变电流的概念 1.交变电流(AC)： 大小和方向都随时间做周期性变化的电流，简称交流。 交变电流的波形图有什么特点？ (1)正弦式交流电 (2)示波器中的锯齿波扫描电压 几种常见的交变电流的种类 (3)电子计算机中的矩形脉冲 (4)激光通信中的尖脉冲 方向不随时间变化的电 流。 2.直流电流(DC) 【典例1】如图所示，属于交流电的是() 3.应用实例 C 装置：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动 探究1：交变电流是怎样产生的 【问
2、题探究】：假定线圈沿逆时针方向匀速转动，如上图甲至丁，请思考以下问题. (1)线圈由甲转到乙和由丙转到丁的过程中，AB边中电流分别向哪个方向流动？ (2)当线圈转到什么位置时线圈中没有电流？转到什么位置时线圈中电流最大? (3)大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线。 1.交变电流产生示意图 BS最大 中性面 A(B) D(C ) 垂直磁场方向的平面叫做中性面。 线圈经过中性面时，最大，但线圈中的电动势为零, v/B,i=0 2.过程分析 将立体图转化为平面图 BS=0 E最大I最大 A(B)D(C) 感应电流方向B到A。 线圈与磁场平行时，最小，但线圈中的电动势最大。 2.过程分析 D(C
3、 ) A(B) B BSBS最大最大 E=0E=0I=0I=0 中性面中性面 BS=0 E、I最大 感应电流方向C到D v / Bv / B vB D(C) A(B) B 线圈转动一周，经过中性面多少次?电流方向改变多少次? 拓展思考 . A(B) C(D) o a. 磁通量为0 b. E最大，磁通量的变化率 最大 2.乙、丁最大值面（线圈垂直中性面 ） a. 磁通量最大 b. 磁通量的变化率 为零，E0 c. 当线圈转至中性面时，电流方向发生改变 d. 线圈转动一周电流方向改变两次 探究归纳 【典例2】矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动， 下列说法中错误的是（ ） 3.应用实例
4、 A在中性面时，通过线圈的磁通量最大 B在中性面时，感应电动势为零 C穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零 D线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次 C 【推导】：如右图设线圈平面从中性面开始转动，角速度是，AB、CD宽L1，AD、BC长L2 ， 磁感应强度是B ，经历过的时间是t。试推导交变电流随时间的变化规律。 探究2：交变电流的变化规律 B v A(B) D(C) t=0 v/ v 【推导】：设线圈平面从中性面开始转动，角速度是，AB、CD宽L1，AD、BC长L2，磁感应强度是B，则经过时间t： 中性面 线圈与中性面的夹角是? AB边的速度多大？ AB边速度方向与磁场夹角是？ AB边
5、中的感应电动势多大？ 线圈中的感应电动势多大？ 探究归纳：交变电流的变化规律 1.以线圈经过中性面时开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势 则若为N匝线圈 令=NBS 2.若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电路欧姆定律 R两端的电压为 正弦式交流电 e o Em T 2t t 3.交流电的图象（注意观察线圈的位置和图线的变化） 【典例3】(多选)一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴旋转,切割磁感线的 两边通过导体圆环外接电阻R,自图示位置开始以角速度匀速转动,则通过R 的电流() 3.应用实例 AD A.大小和方向都不断变化 B.方向不变,大小不断变化 C.变化的规律i=Imsint D.变化的规律i=Imcost 【解题关键】：线框开始转动时，线框平面与磁场平行，此时感应电动势最大； 线框在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动时产生交流电。 课堂小结 定义 产生 变化规律 典型特征： 正弦式电流的产生条件： 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动 中性面与垂直中性面的特点比较 数学表达式： 图像： 电流方向发生变化 是一条正弦（或余弦）曲线 交变电流