2023学年完整公开课版交变电流

物理人教版3-2第五章交流电第1节交变电流【演示实验】实验1、用干电池给电流表供电，观察指针的偏转情况。实验2、用手摇交流发电机给电流表供电，观察指针的偏转情况。【交变电流】1.交变电流:

方向随时间做周期性变化的电流.

简称交流（AC）2.直流电:

方向不随时间变化的电流（DC）

恒定电流:大小和方向不随时间变化的电流

【学以致用】观察下列几个电流与时间的图象,判断哪些是交变电流?(2)it0(1)it0(3)i0t(4)i0t【交变电流的产生】转子

定子

线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动.矩形【交变电流的产生】1、当abcd线圈在磁场中绕轴转动时，哪些边切割磁感线?2、判断线圈处在甲、乙、丙、丁四个位置时是否产生感应电流？若有，标出电流方向；若无，说明原因。3、判断从甲转到乙电流方向变吗？从乙转到丙呢？从丙转到丁？丁到甲？4、线圈转到哪个特殊位置时，电流方向改变？甲乙丙丁dcabdcababdcabdc【交变电流的产生】问题1:当线圈abcd在磁场中转动时，哪些边切割磁感线?将立体图转化为侧面图来分析甲乙丙丁【交变电流的产生】问题2:判断线圈处在甲乙丙丁四个位置时是否产生感应电流？若有，标出电流方向；若无，说明原因。I=0I方向：abcdaI=0I方向：dcbadKLEFKLFKLEFKLEF甲乙丙丁【交变电流的产生】I=0I方向：abcdaI=0I方向：dcbadKLEFKLFKLEFKLEF甲乙丙丁问题3:判断从甲转到乙电流方向变吗？从乙转到丙呢？从丙转到丁？丁到甲？【交变电流的产生】问题4:线圈转到哪个特殊位置时，电流方向改变？中性面:线圈平面与磁感线垂直的位置【交变电流的产生】变式思考：线圈平面转垂直于中性面位置感应电动势、感应电流、磁通量、磁通量变化率有何特点？问题思考：线圈转到中性面位置时，磁通量、感应电动势、感应电流的大小、磁通量的变化率有何特点？磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零。感应电动势最大，感应电流最大,磁通量为零，磁通量的变化率最大.【交变电流的变化规律】

问题思考：当线圈转到任意位置时，线圈中产生的感应电动势是多少呢？【交变电流的变化规律】问题思考：在匀强磁场B中，矩形线圈ab、cd边长为L1，ad、bc边长为L2，逆时针绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度为ω，从中性面开始计时，经过时间t，求此时线圈中的感应电动势是多少？

思考：若回路外电阻为R，线圈电阻为r，求回路中的电流和R两端电压的瞬时值大小。问题引导:①线圈与中性面的夹角是多少？②AB边速度方向与磁场方向夹角多大？③AB边的速度是多少？④AB边产生的感应电动势多大？⑤线圈中感应电动势多大？若线圈的匝数为N匝呢？【交变电流的变化规律】---正弦式交变电流电动势瞬时值表达式：【交变电流的变化规律】---正弦式交变电流电流瞬时值表达式：

【交变电流的变化规律】tωtT3T/4T/2T/4Oππ/22πe思考：若线框从垂直中性面开始计时，在t时刻线圈中的感应电动势？并画出图象。e=NBsωcosωt=EmcosωtEm问题思考：线圈转动一周，交表电流的方向改变几次呢？中性面位置【交变电流的种类】

通过以上分析可知：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，可以得到按正弦规律变化的交变电流,这种交变电流叫做正弦式交变电流,简称正弦式电流.正弦式电流是最简单又最基本的交变电流。

在目前的电力系统中应用的大多是正弦式电流.交流发电机

发电机的基本组成?发电机的基本种类?【科学漫步】交流发电机【科学漫步】（1）发电机的基本组成：①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）②用来产生磁场的磁极交流发电机【科学漫步】（2）发电机的基本种类①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子【针对训练】1、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时(

)A．线圈平面与磁感线方向平行B．通过线圈的磁通量达到最大值C．通过线圈的磁通量变化率达到最大值D．线圈中的电动势达到最大值B【针对训练】2、一矩形线圈，面积是0.01m2，共200匝，线圈电阻r=1Ω，外接电阻R=3Ω，线圈在磁感应强度B=1/πT的匀强磁场中以ω=πrad/s的转速绕垂直于磁场的轴匀速转动，如图所示.若从中性面开始计时，求：（1）线圈中感应电动势峰值是多少？写出其瞬时值表达式;（2）线圈中感应电流的峰值是多少？写出其瞬时值表达式;（3）外电路R两端电压的峰值是多少？写出其瞬时值表达式.1.交变电流:方向随时间做周期性变化的电流.简称交流（AC）2.正弦式交变电流（1）产生条件：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动.（3）大小变化规律（从中性面开始计时）（