1、公里旁，旷野上，坚实的钢架托着、吊着粗大的金属线，仿佛由天际而来，向天际而去,这些由发电厂、变电站而来的输电线，将电能输送到乡村、工厂，输送到千家万户。电，每时每刻都在为人类做着巨大贡献。 来自发电厂的电有什么特征？我们怎样才能更好的利用它？这节课我们就来学习与此相关的内容。,第一节 交变电流,（1）知识与技能掌握交变电流的产生即变化规律。会用公式和图像表示交变电流。 掌握正弦交变电流的变化图像,（2）过程与方法通过实验了解交流发电机的构造，掌握正弦交变电流的产生原理通过体验培养学生观察实验能力和思维能力。,（3）情感态度与价值观 通过学习体验探究现象与生活中物理知识的乐趣。,教 学 重 、难
2、 点,教学重点正弦交流电产生的原因及其变化规律交变电流的产生原理教学难点交变电流的产生原理,本 节 导 航,1.交变电流2.交变电流的产生3.交变电流的变化规律,1.交变电流,转子,定子,【演示1】,观察小灯泡的发光情况,“亮”、“闪”,亮:说明有电流通过灯泡闪:通过灯泡电流大小是变化,线框中产生的感应电流强度大小是变化的,【演示2】,观察二极管的发光情况,交替发光,通过二极管的电流方向是周期性变化的,线框中产生的感应电流方向是变化的,电流的分类,恒定电流:大小和方向都不随时间变化的电流,直流电(DC)：方向不随时间变化的电流,交变电流:大小和方向都随时间做周期性的变化。简称交流（AC）,交变
3、电流在生产生活中有广泛应用,(2),(1),(3),(4),(5),（1）（2）（5）,观察下列几个电流与时间的图象,判断哪些是交变电流？,2.交变电流的产生,交变电流(交流电)的产生,线圈在磁场中运动产生交变电流,为了能更方便地说明问题，我们将立体图转化为平面图来分析.,甲,乙,丁,丙,戊,(甲),没有边切割磁感应线,中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面。 BS， 最大， E=0 , I=0,(乙),a（b）、d（c）边垂直切割磁感线,BS，=0，E最大，I最大 感应电流方向b到a,(丙),BS， 最大， E=0 , I=0,又见中性面,BS，=0，E最大，I最大， 感应电流方向a到
4、b,丁,BS，=0，E最大，I最大， 感应电流方向a到b,戊,那么整个连续的过程是怎么样的呢？,0,最大,0,反向最大,0,假定从E经过负载流向F的电流为正，反之为负，在坐标上标出线圈达到甲、乙、丙、丁四个位置对应的时刻和电流。,交流电的图像,真的是这样吗？,中性面在垂直于磁场位置。 线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大。 线圈平面通过中性面时感应电动势为零。 线圈平面每转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，转动一周线圈两次通过中性面，故一周里线圈中电流方向改变两次。,注意,3.交变电流的变化规律,以线圈经过中性面开始计时，在时刻 t 线圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线 ）,令,
5、则有,e 为电动势在时刻t的瞬时值Em为电动势的最大值（峰值）,（1）电动势按正弦规律变化 成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时（2）电流按正弦规律变化 （3）电路上的电压按正弦规律变化,电流通过R 时：,交变电流的变化规律,(1)感应电动势: e=nBssint=Emsint (从中性面开始计时) (2)感应电流: i=(nBs/R)sint=Imsint (从中性面开始计时)(3)外电路电阻两端的电压: u=Umsint (从中性面开始计时),开始计时(t=0),线圈位置(初相位)不同,出现正弦与余弦的表达式,Em= nBS,交变电流的种类,(1)正弦交流电(2)示波器中的锯齿波
6、扫描电压(3)电子计算机中的矩形脉冲(4)激光通信中的尖脉冲,家庭电路中的正弦交流电流,示波器中的锯齿波扫描电压,电子计算机中的矩形脉冲,激光通信中的尖脉冲,（1）发电机模型一般是两个磁极,每转一周，周期性变化一次 实际发电机通常是四磁极（多极），每转一周周期性变化两次，得到相同频率的交流电时,可以降低转子的角速度,50Hz交流电发电机 其转子 3000r/min,50Hz交流电发电机其转子 1500r/min,三峡电厂发电机的多极转子,（2）大型发电机线圈中电流很大，为了不使大的电流通过电刷，实际发电机都是磁铁(电磁铁)旋转（为转子）,而线圈是固定的（定子）.,磁铁旋转式发电机模型,交流发电
7、机简介,（1）发电机的基本组成： 用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） 用来产生磁场的磁极（2）发电机的基本种类 旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动） 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。,课 堂 小 结,（1）交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。 （2）矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动 （3）线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。,高 考 链 接,1.（91年全国高考题）一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动。线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示
8、。下面说法中正确的是（ ）,D,A t1时刻通过线圈的磁通量为零 B t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D 每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大,2.（1992年全国高考题）交流发电机在工作时的电动势为e=E0sinwt,若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为（ ） A E0sin B 2E0sin C E0sin2wt D 2E0sin2wt,D,3 .（1998年全国高考题）一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压为220V的交流电源上。当它对11只并联的“36V、60W”灯泡供电时，灯泡正常发光。由此
9、可知该变压器副线圈的匝数n2= _，通过原线圈的电流I1= _A。,180,3,1.在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是_，属于正弦交变电流的是_。,课 堂 练 习,A,B,C,D,A B D,A,2.交流发电机工作时的电动势的变化规律为e=EmSint，如果转子的转速n提高一倍，其它条件不变，则电动势的变化规律将变化为（ ） A e=EmSin2t B e=2EmSin2t C e=2EmSin4t D e=2EmSint,B,3. 线圈从中性面开始转动，角速度是，线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为 若线圈电阻为，则感应电流的瞬时值为,e= Emsint,i= Em/(Rsint),教材习题答案,1.解答：磁铁靠近白炽灯，发现灯丝颤动。因为通有交变电流的灯丝处在磁场中要受到力的作用，灯丝受到的磁场力的大小、方向都随时间做周期性变化，因此灯丝颤动。 2.解答：这种说法不对。 3.解答：6.310-2V 4.解答：e= Emsint=400sin(314t) 5.解答：e= BSw,电流方向为KNMLK,
