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第三章交变电流人教物理选择性必修2

交变电流1

直流电交流电

一交变电流1.交变电流:方向随时间周期性变化的电流（AC).2.直流电：方向不随时间变化的电流（DC).

二交变电流的产生1.原理:闭合线圈绕垂直于磁场的轴转动,线圈中磁通量发生变化,产生感应电流。

2.产生过程1)中性面：线圈平面与磁场垂直时，线圈所在平面.说明:2)线圈转动从中性面开始计时—正弦交流电；

垂直于中性面位置开始计时—余弦交流电。

3)线圈转动一个周期，2次经过中性面，电流方向每经过一

次中性面改变一次，即一个周期内电流方向改变两次。

f=50Hz，电流方向改变多少次?v∥v⊥ab边感应电动势:

三交变电流的变化规律1.瞬时值表达式cd边感应电动势:一匝线圈产生的电动势n匝线圈产生的电动势2.交流电变化规律正弦:中性面开始计时3.正弦交流电图像Φ余弦交流电

四交流发电机1．基本组成:产生感应电动势的线圈—电枢产生磁场的磁体2.交流发电机的分类3.旋转电枢式的缺点(1)电流经过裸露的滑环和电刷引到外电路,如果电压很

高,可能发生火花放电,烧坏器件。

4．发电机中的能量转化:机械能转化为电能(2)电枢小,线圈匝数少,感应电动势低.课堂小结一、交流电的产生二、交流电的变化规律正弦交流电余弦交流电原理：过程：中性面1.让一个蹄形磁铁靠近白炽灯，观察灯丝，可以看到什么现象?这是什么原因造成的?现象:磁铁靠近灯丝，发现灯丝颤动原因:通交流电的灯丝受到安培力作用，并且安培力的大小，方向随时间周期性变化，因此灯丝颤动。

Φe2.有人说，线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，因而线圈中的感应电动势最大;线圈平面跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈平面的磁通量为0，因而感应电动势为0.这种说法对不对？为什么？Φ最大时,∆Φ/∆t=0,e最小Φ最小时,∆Φ/∆t最大,e最大e的大小看Φ-t图像的斜率3.如图5.1-3所示,设磁感应强度为0.01T,单匝线圈边长为20cm,宽度AD为10cm,转速n为50r/s,求线圈转动时感应电动势的最大值。

解析:线圈转动到与中性面垂直的位置电动势最大4.一台发电机在产生正弦式交流电。如果发电机电动势的峰值为Em=400V，线圈转动角速度为ω=314rad/s，试写出电动势瞬时值的表达式。如果这个发电机的对外电路只有电阻元件，总电阻为2kΩ，电路中电流的峰值为多少?写出电流瞬时值的表达式。

电动势瞬时值电流瞬时值解析:5.如图所示，KLMN是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，MN边水平，线框绕某竖直固定轴以角速度ω匀速转动。在MN边与磁场方向的夹角达到30°的时刻（图示位置)，导线框中产生的瞬时电动势e的大小时多少？标出线框此时电流的方向，已知线框按俯视的逆时针方向转动。

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