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5.1 交變電流,【演示】手搖發(fā)電機(jī),觀察二極管的發(fā)光情況,,,概念:,1.交變電流: 大小和方向都隨時(shí)間做周期性的變化. 簡稱交流（AC）,2.直流電: 方向不隨時(shí)間變化的電流（DC）,恒定電流:大小和方向不隨時(shí)間變化的電流,,線圈,磁極,模 型,中性面的概念,問題1,Φ最大,問題:若單匝線框從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)過一段時(shí)間t,在這一時(shí)刻整個(gè)線框產(chǎn)生的電動(dòng)勢又是多大?,,V3,,θ,,,,,θ,,瞬時(shí)值,峰值,(θ=ωt ),e1=BLab V3⊥+BLcd V4⊥ =BL1v3sin wt+ BL1 V4sin wt =BL1wL2/2 sin wt+ BL1wL2/2 sin wt =BWL1L2 sin wt= BWS sin wt,小結(jié):,通過以上分析可知：線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，可以得到按正弦規(guī)律變化的交變電流,這種交變電流叫做正弦式交變電流,簡稱正弦式電流. 在目前的電力系統(tǒng)中應(yīng)用的大多是正弦式電流.,問題:若有n匝線框在勻速轉(zhuǎn)動(dòng),整個(gè)線框的總電阻為r,外電阻為R,則通過電阻的電流和電阻兩端的電壓分別是多少?,,作圖時(shí)規(guī)定感應(yīng)電動(dòng)勢正方向?yàn)閐cbad,,例1 線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電流的圖象如圖所示，由圖示可知（ ） A、在A和C時(shí)刻線圈處于磁通量變化率最大位置 B、在A和C時(shí)刻穿過線圈的磁通量為最大 C、在B時(shí)刻到D時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過的角度為π弧度 D、若從B時(shí)刻到D時(shí)刻經(jīng)過0.01s，則在1s內(nèi)交變電流的方向改變100次,,ACD,【例2】 如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2 T，匝數(shù)n=6的矩形線圈abcd繞中心軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω=200 rad/s。已知ab=0.1 m，bc=0.2 m. （1）感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值. （2）設(shè)時(shí)間t=0時(shí)線圈平面與磁感線垂直，寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式；,本節(jié)課小結(jié):,2、正弦式交變電流的規(guī)律:(從中性面開始計(jì)時(shí)),3、中性面的特點(diǎn)：,1、交變電流:,大小和方向都隨時(shí)間做周期性的變化,磁通量最大為Φm； e=0；電流方向改變。,峰值,回顧解釋【演示1】中小燈泡為什么會(huì)閃亮?,一個(gè)周期中閃亮幾次?,思考：若線框從垂直中性面開始計(jì)時(shí)，在t時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢？并畫出圖象。,e=nBsωcosωt=Emcosωt,,Em,作業(yè)：,1、課下閱讀“科學(xué)漫步”了解有關(guān)交流發(fā)電機(jī)的知識。 2、書面完成P33“問題與練習(xí)”第3、4、5題。,科學(xué)漫步 交流發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)的基本組成? 發(fā)電機(jī)的基本種類?,交流發(fā)電機(jī)簡介,,（1）發(fā)電機(jī)的基本組成： ①用來產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的線圈（叫電樞） ②用來產(chǎn)生磁場的磁極 （2）發(fā)電機(jī)的基本種類 ①旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)（電樞動(dòng)磁極不動(dòng)） ②旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)（磁極動(dòng)電樞不動(dòng)）,無論哪種發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫轉(zhuǎn)子，不動(dòng)的部分叫定子,1、一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢e隨時(shí)間t的變化如圖所示。下面說法中正確的（ ） A．t1時(shí)刻通過線圈的磁通量為零 B．t2時(shí)刻通過線圈的磁通量的絕對值最大 C．t3時(shí)刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大 D．每當(dāng)e轉(zhuǎn)換方向時(shí)，通過線圈的磁通量的絕對值都為最大,D,鞏固練習(xí)：,,2、如圖，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2 T，匝數(shù)n=6的矩形線圈abcd繞中心軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速n=50 r/s。已知 ab=0.1 m，bc=0.2 m，線圈的總電阻R=12Ω， 試求： （1）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流的最大值； （2）當(dāng)ωt=30°時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電 流的瞬時(shí)值各是多大？,科學(xué)漫步,類比延伸,如圖所示， ABC 是由均勻細(xì)導(dǎo)線制成面積為S的等邊三角形線框，它以 AC 為轉(zhuǎn)軸，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的恒定的勻強(qiáng)磁場中以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)（俯視為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)）, 磁場方向與 AC 垂直指向紙內(nèi)．請寫出從這一時(shí)間開始計(jì)時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的關(guān)系式.,e=nBSωsinωt,（n=1）,思考：通過線圈在磁場中繞垂直于磁場的軸旋轉(zhuǎn)切割產(chǎn)生的電動(dòng)勢與線圈的形狀是否有關(guān)？,問題2:整個(gè)單匝線框在與中性面垂直位置時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢是多大?,,,,,,,,v3,v4,,,e=Eab+Ecd=BL1v3+BL1v4=BL1L2ω=Bωs,,思考:磁通量是多大?,中性面,A(B),