2023學年完整公開課版交變電流

51交變電流一交變電流與直流電交變電流：方向隨時間做周期性變化的電流叫做交變電流,簡稱交流AC直流電：方向不隨時間變化的電流（DC）恒定電流：大小和方向不隨時間變化的電流思考：下列哪些屬于交變電流？思考討論手搖發(fā)電機為什么會產(chǎn)生交變電流？交流發(fā)電機的工作原理ABCD——線圈（切割磁感線）、L——圓環(huán)E、F——電刷使線圈在轉(zhuǎn)動時保持與外電路的連接思考討論線圈在甲圖位置是否有感應(yīng)電流？線圈在乙圖位置是否有感應(yīng)電流？在線圈由甲轉(zhuǎn)到乙的過程中，AB邊中電流向哪個方向流動？×?由B→A思考討論線圈在丙圖位置是否有感應(yīng)電流？線圈在丁圖位置是否有感應(yīng)電流？在線圈由丙轉(zhuǎn)到丁的過程中，AB邊中電流向哪個方向流動？×?由A→B二交變電流的產(chǎn)生思考：線圈轉(zhuǎn)到什么位置時線圈中沒有電流？轉(zhuǎn)到什么位置時線圈中電流最大？×?×?中性面：與磁感線垂直的平面線圈經(jīng)過中性面時，穿過線圈的磁通量最大，感應(yīng)電動勢為零，感應(yīng)電流為零線圈每經(jīng)過中性面一次，交流電方向改變一次，線圈每轉(zhuǎn)動一周（交流電的一個周期），兩次經(jīng)過中性面，交流電的方向改變兩次。中性面的垂面線圈經(jīng)過中性面時，穿過線圈的磁通量為零，感應(yīng)電動勢最大，感應(yīng)電流最大?！?×?思考：單匝線圈經(jīng)過中性面的垂面時感應(yīng)電動勢是多大？設(shè)線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動，角速度是ω．經(jīng)過時間t，AB、CD寬L1，AD、BC長L2，磁感應(yīng)強度是BBvA(B)D(C)t=0θv11v⊥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(yīng)電動勢多大？線圈中的感應(yīng)電動勢多大？⑥若為N匝線圈，則感應(yīng)電動勢多大？思考：能否通過法拉第電磁感應(yīng)定律計算線圈在任意位置的感應(yīng)電動勢？任意時刻t的磁通量：法拉第電磁感應(yīng)定律：BA(B)D(C)t=0θ中性面思考1：如果從中性面的垂面開始計時，線圈在任意位置的感應(yīng)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(zhuǎn)過30度角，線圈在任意位置的感應(yīng)電動勢又怎么表示？三交變電流的變化規(guī)律矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動時，所產(chǎn)生的交變電流按照正弦函數(shù)的規(guī)律變化——正弦式交流電感應(yīng)電動勢瞬時表達式（中性面計時）：感應(yīng)電動勢峰值：思考：若該線圈給外電阻R供電，設(shè)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(guī)律是怎樣的？流過負載的電流：負載兩端電壓：正弦式交變電流的圖像（中性面計時）課堂鞏固例1：如圖所示，LMN是一個豎直的矩形導線框，全部處于磁感應(yīng)強度為B的水平方向的勻強磁場中，線框面積為S，MN邊水平，線框繞某豎直固固定軸以角速度w勻速轉(zhuǎn)動。在MN邊與磁場方向的夾角到達30°的時刻（圖示位置），導線框中產(chǎn)生的瞬時電動勢e的大小是多少？標出線框此時電流的方向。已知線框按俯視的逆時針方向轉(zhuǎn)動。課堂鞏固例2：線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生交流電的圖象如圖所示，由圖可知（）A.在A和C時刻線圈處于中性面位置B.在B和D時刻穿過線