第26單元：交變電流的產生
教學目的：l、交變電流的產生即變化規律。
2、會用公式和影象表示交變電流。
3、培養學生觀察實驗能力和思維能力。
教學準備：交流發電機模型、演示電流錶、
教學過程：
一、知識回顧
教師：如何產生感應電流？
請運用電磁感應的知識，設計乙個發電機模型。
學生設計：讓矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動。
二、新課教學：
1、交變電流的產生
[演示1]：出示手搖發電機模型，並連線演示電流錶
當線圈在磁場中轉動時，電流錶的指標隨著線圈的轉動而擺動，線圈每轉動一周指標左右擺動一次。
表明：電流強度的大小和方向都做週期性的變化，這種電流叫交流電。
2、交變電流的變化規律
[演示2]：矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動的四個過程
分析：線圈bc、da始終在平行磁感線方向轉動，因而不產生感應電動勢，只起導線作用。
（1）線圈平面垂直於磁感線（a圖），ab、cd邊此時速度方向與磁感線平行，線圈中沒有感應電動勢，沒有感應電流。
教師強調指出：這時線圈平面所處的位置叫中性面。
中性面的特點：線圈平面與磁感線垂直，磁通量最大，感應電動勢最小為零，感應電流為零。
（2）當線圈平面逆時針轉過900時（b圖），即線圈平面與磁感線平行時，ab、cd邊的線速度方向都跟磁感線垂直，即兩邊都垂直切割磁感線，這時感應電動勢最大，線圈中的感應電流也最大。
（3）再轉過900時（c圖），線圈又處於中性面位置，線圈中沒有感應電動勢。
（4）當線圈再轉過900時，處於圖d位置，ab、cd邊的瞬時速度方向，跟線圈經過圖（b）位置時的速度方向相反，產生的感應電動勢方向也跟在（圖b）位置相反。
（5）再轉過900線圈處於起始位置（e圖），與a圖位置相同，線圈中沒有感應電動勢。
小結：線圈平面每經過中性面一次，感應電流的方向就改變一次，因此線圈轉動一周，感應電流的方向改變兩次。
提出問題：線圈中的感應電動勢的大小如何變化呢？
在場強為b的勻強磁場中，矩形線圈邊長為l，逆時針繞中軸勻速轉動，角速度為ω，從中性面開始計時，經過時間t。
線圈轉動的線速度為v=ωl/2，轉過的角度為θ=ωt，
此時ab邊線速度v以磁感線的夾角也等於ωt，這時ab邊中的感應電動勢為eab
同理，cd邊切割磁感線的感應電動勢為ecd：
就整個線圈來看，因ab、cd邊產生的感應電勢方向相同，是串聯，所以
當線圈平面跟磁感線平行時，即ωt=π/2，這時感應電動勢最大值εm=bsω
感應電動勢的瞬時表示式為e= εmsinωt
可見在勻強磁場中，勻速轉動的線圈中產生的感應電動勢是按正弦規律變化的。即感應電動勢的大小和方向是以一定的時間間隔做週期性變化。
當線圈跟外電路組成閉合迴路時，設整個迴路的電阻為r，則電路的感應電流的瞬時值為表示式
感應電流瞬時值表示式 i=imsinωt
這種按正弦規律變化的交變電流叫正弦式電流
3、交流電的影象
交流電的變化規律還可以用影象來表示，在直角座標系中，橫軸表示線圈平面跟中性面的夾角（或者表示線圈轉動經過的時間t），縱座標表示感應電動勢e（感應電流i）。
4、交流發電機
（1）發電機的基本組成：
①用來產生感應電動勢的線圈（叫電樞）②用來產生磁場的磁極
（2）發電機的基本種類
①旋轉電樞式發電機（電樞動磁極不動）②旋轉磁極式發電機（磁極動電樞不動）
無論哪種發電機，轉動的部分叫轉子，不動的部分叫定子
例題：一矩形線圈，面積為s，匝數為n，在場強為b的勻強磁場中繞著中軸oo』做勻速轉動，角速度為ω，磁場方向與轉軸垂直，當線圈轉到中性面開始計時，求：
（1）線圈中感應電動勢的最大值？（2）線圈中感應電動勢隨時間變化的表示式？
（3）若線圈中的電阻為r，則線圈中的電流的最大值為多少？（4）線圈中的電流瞬時表示式？
三、課堂練習：
1、交流電的電流--時間影象如圖所示，電流為零的時刻是這些時刻線圈與中性面的夾角為電流最大的時這時線圈平面於中性面的夾角為
2、對於正弦交流電，下列說法正確的是
a、 線圈轉動一周，電流大小改變兩次
b、 線圈轉動一周，電流大小不變。
c、 線圈轉動一周，電流大小隨時改變
d、 線圈轉動一周，電流大小改變四次
3、手搖發電機轉動時，小燈泡為何一閃一閃的呢？
（1）燈泡發光需要一定的電壓，當u定》um時，就能使燈泡發光。
（2）如圖所示，當t1（3）小燈泡**圈轉動一軸的過程中，閃亮兩次。
這充分證明：交變電流的強度是隨時間做週期變化。
作業：《基礎訓練》第一節
交流電教案
線圈轉動的線速度為v l 2，轉過的角度為 t，此時ab邊線速度v以磁感線的夾角也等於 t，這時ab邊中的感應電動勢為eab 同理，cd邊切割磁感線的感應電動勢為ecd 就整個線圈來看，因ab cd邊產生的感應電勢方向相同，是串聯，所以 當線圈平面跟磁感線平行時，即 t 2，這時感應電動勢最大值 m...
交流電練習
班級姓名學號 1 一矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動產生感應電動勢，下面說法正確的是 a 當穿過線圈的磁通量最大時，感應電動勢最小 b 當穿過線圈的磁通量最大時，感應電動勢最大 c 當穿過線圈的磁通量是零時，感應電動勢最小 d 當穿過線圈的磁通量是零時，感應電動勢最大 2 已知交變電流的瞬時值的表示式是...
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