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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,交变电流,红安三中 乐跃进,学习目标,1.,知识与技能：,知道什么是交变电流，正弦式电流又是最简单和最基本的交变电流,初步认识交变电流的特点与规律，能够运用电磁感应的基本知识分析其产生过程,初步理解正弦电流、中性面、瞬时值与最大值，能够运用数学图象及解析式来描述正弦式电流,2,过程与方法,观察手摇发电机产生的电流,.,运用电磁感应基本知识、分析一个周期内交变电流的变化规律,通过推导一个周期内交变电流的瞬时值表达式，建立正弦交变电流随时间变化的图象、知道交流电流在什么时刻达到最大值，在什么位置改变方向,3,情感、态度与价值观,感受交变电流在生活、生产中的广泛运用，激发学生学习的热情体会数学函数与图象在物理知识上广泛运用，感受运用数学知识在推导物理规律过程中所带来的愉悦感,教学重点：,运用电磁感应的基本知识，观察相应的演示实验，分析交变电流的产生过程。,认识交变电流的特点及其规律,教学难点：,知道交变电流的变化规律,体会运用数学知识解决物理问题的重要性,认识交流电,I,t,I,t,直流电的波形与正弦式电流的波形,比较讨论,交变电流,交变电流,大小和方向都随时间做周期性变化的电流,简称,交流,如：家庭电路中的电流,直流,方向不随时间变化的电流,如：电池提供的电流,交变电流可以变成直流！,比较,交变电流的产生,手摇发电机,教学用手摇发电机产,生的电流，大小和方向都,在不断地变化，是一种交,变电流,交变电流是如何产生的呢？,认识交流电,交变电流产生示意图：,交变电流的产生,ABCD,线圈（切割磁感线）,K,、,L,圆环,E,、,F,电刷,使线圈在转动时保,持与外电路的连接,交变电流的产生,假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题,1,、在线圈由甲转到乙的过程中，,AB,边中电流向哪,个方向流动？,由,BA,交变电流的产生,假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题,2,、在线圈由丙转到丁的过程中，,AB,边中电流向哪,个方向流动？,由,AB,交变电流的产生,假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题,3,、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流？转到什么,位置时线圈中电流最大？,线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流；,转到乙、丁位置时线圈中电流最大！,中性面,-,与磁感线垂直的平面,线圈经过中性面时，感应电动势为零，感应电流为零，线圈呈电中性中性面。,当线圈平面与中性面,垂直,时，感应电动势,最大,，感应电流,最大,。,线圈每经过中性面一次，交流电方向改变,一次,，线圈每转动,一周,（交流电的一个周期），,两次,经过中性面，交流电的方向改变,两次,。,与磁感线,平行,的平面,线圈经过,平行,面时，感应电动势,最大,，感应电流,最大。,当线圈平面与中性面,平行,时，,通过磁通量为零。,交变电流的产生,假如线圈沿逆时针转动，分析下面几个问题,4,、大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，,在坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置,时对应的时刻。,i,o,E,m,T/4,2T/4,3T/4,T,/2,3,/2,2,t,t,甲,乙,丙,丁,设线圈平面从中性面开始转动，角速度是,经过时间,t,，,AB,、,CD,宽,L,1,，,AD,、,BC,长,L,2,，,磁感应强度是,B.,B,v,A(B),D(C),t=0,v,11,v,中性面,线圈与中性面的夹角是多少？,AB,边的速度多大？,AB,边速度方向与磁场方向夹角是多大？,AB,边中的感应电动势多大？,一匝线圈中的感应电动势多大？,交变电流的变化规律,n匝线圈中的感应电动势多大？,合作探究,设线圈平面从中性面开始转动，角速度是,经过时间,t,，,AB,、,CD,宽,L,1,，,AD,、,BC,长,L,2,，,磁感应强度是,B.,B,v,A(B),D(C),t=0,v,11,v,中性面,线圈与中性面的夹角是多少？,AB,边的速度多大？,AB,边速度方向与磁场方向夹角是多大？,AB,边中的感应电动势多大？,一匝线圈中的感应电动势多大？,交变电流的变化规律,n匝线圈中的感应电动势多大？,交变电流的变化规律,由以上的演示可以看出，交变电压随时间变化的,图象是正弦曲线，这说明发电机线圈中产生的感应电,动势也是按照正弦规律变化的，它可以写做：,e=E,m,sin,W,t,e,电动势的,瞬时值,E,m,它达到的,峰值,发电机线圈转动的,角速度,1,、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时，所产,生的交变电流按照正弦函数的规律变化,正弦式交流电,正弦式交流电的产生的描述,2,、,E,m,匀速转动过程中能产生电动势的最大值,峰值，,为线圈转动的角速度,3,、此表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立,e,为瞬时值,4,、若该线圈给外电阻,R,供电，设线圈本身电阻为,r,，由闭合电路欧姆定律,R,两端的电压为,正弦式,交流电电动势,的瞬时值表达式,正弦式,交,流,电电压,的瞬时值表达式,正弦式,交流电,电流的瞬时值表达式,交变电流的变化规律,如果以时间,t,为横坐标，以电流,i,或电压,u,为纵坐标，把电流或电压变化的规律用曲线画出来，会得到下图所示的,正弦曲线,。,按正弦规律变化的交变电流叫做,正弦交变电流,。,简称,正弦式电流,。它是一种最简单、最基本的交变电,流。我国家庭电路中的交变电流就是正弦交变电流,四、交变电流的种类,(1),正弦交流电,(2),示波器中的锯齿波扫描电压,(3),电子计算机中的矩形脉冲,(4),激光通信中的尖脉冲,交流发电机,发电机的基本组成,?,发电机的基本种类,?,练习,一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为,E,m,=400V，线圈匀速转动的角速度为,=314rad/s，试写出电动,势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总,电阻为2000,，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表,达式。,e=E,m,sin,W,t=400sin314t,解：,电动势瞬时值的表达式为：,电流峰值为：,I,m,=E,m,电流瞬时值的表达式为：,i=,I,m,sin,W,t=2sin314t,小结,1,、大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变,电流,2,、方向不随时间变化的电流叫直流,3,、按正弦规律变化的交变电流叫做正弦交变电流,再见！,
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