第五章《交变电流》.ppt
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高中物理第五章交变电流55电能的输送课件选修32
A．功率损失是原来的n1 B．功率损失是原来的n12 C．电压损失是原来的n1 D．电压损失是原来的 n 倍
1.远距离输送一定功率的交流电，输电线 上的电压损失 ΔU＝UP·r。
2．远距离输送一定功率的交流电，输电线上功率损失 ΔP＝UP 2·r。
[解析] 设输电电压为 U，所输送的功率为 P，输电线 路总电阻为 r，则输电电流 I＝UP，线路的功率损失 ΔP＝I2r ＝PU22r，可知 ΔP∝U12，当输电电压 U 升高为原来的 n 倍时， 功率损失变为原来的n12，A 错误，B 正确；线路上的电压损 失 ΔU＝Ir＝PUr，可知 ΔU∝U1 ，当输电电压升高为原来的 n 倍时，电压损失变为原来的n1，C 正确，D 错误。
电阻为 R。当副线圈与原线圈的匝数比为 k 时，线路损耗的
电功率为 P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到 nk，线
路损耗的电功率为 P2，则 P1 和PP21分别为(
)
A.PkUR，n1
B.kPU2R，n1
C.PkUR，n12 D.kPU2R，n12
解析 原线圈的电流为 I1＝UP，由于 P、U 不变，故 I1 不变，由II12＝nn21＝k 得 P1＝I22R＝kPU2R；由I2I′1 ＝nn21′ ′＝nk 得 P2＝I2′2R＝nkPU2R，则PP21＝n12，故选项 D 正确。
[变式训练1] (多选)在远距离输电时，输送的电功率为
P，输电电压为 U，所用导线的电阻率为 ρ，横截面积为 S，
总长度为 l，输电线损失的功率为 ΔP，用户得到的功率为
P′，则下列关系式正确的是( )
A．ΔP＝Uρ2lS
B．ΔP＝PU22ρSl
C．P′＝P－Uρ2lS
D．P′＝P1－UPρ2Sl
1.远距离输送一定功率的交流电，输电线 上的电压损失 ΔU＝UP·r。
2．远距离输送一定功率的交流电，输电线上功率损失 ΔP＝UP 2·r。
[解析] 设输电电压为 U，所输送的功率为 P，输电线 路总电阻为 r，则输电电流 I＝UP，线路的功率损失 ΔP＝I2r ＝PU22r，可知 ΔP∝U12，当输电电压 U 升高为原来的 n 倍时， 功率损失变为原来的n12，A 错误，B 正确；线路上的电压损 失 ΔU＝Ir＝PUr，可知 ΔU∝U1 ，当输电电压升高为原来的 n 倍时，电压损失变为原来的n1，C 正确，D 错误。
电阻为 R。当副线圈与原线圈的匝数比为 k 时，线路损耗的
电功率为 P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到 nk，线
路损耗的电功率为 P2，则 P1 和PP21分别为(
)
A.PkUR，n1
B.kPU2R，n1
C.PkUR，n12 D.kPU2R，n12
解析 原线圈的电流为 I1＝UP，由于 P、U 不变，故 I1 不变，由II12＝nn21＝k 得 P1＝I22R＝kPU2R；由I2I′1 ＝nn21′ ′＝nk 得 P2＝I2′2R＝nkPU2R，则PP21＝n12，故选项 D 正确。
[变式训练1] (多选)在远距离输电时，输送的电功率为
P，输电电压为 U，所用导线的电阻率为 ρ，横截面积为 S，
总长度为 l，输电线损失的功率为 ΔP，用户得到的功率为
P′，则下列关系式正确的是( )
A．ΔP＝Uρ2lS
B．ΔP＝PU22ρSl
C．P′＝P－Uρ2lS
D．P′＝P1－UPρ2Sl
5.1 交变电流
第五章 交变电流
5.1 交变电流
一、交变电流的概念
1、直流电流(DC) 方向不随时间变化的电流 2、交变电流(AC) 大小和方向都随时间做周期性变化的电流
二、交变电流的产生
交 流 发 电 机 模 型
过程分析
B⊥S V // B
Φ最大 E=0 I=0
中性面
B∥S V⊥B Φ=0 E、I最大
感应电流方向b到a
三、交变电流的变化规律 以线圈经过中性面开始计时，切割边L1 ，另一边L2, 推导任意时刻t线圈中的感应电动势（演示 ）
e 2 NBL1v sin t
∴
e NBL1L2 sin t
令 Em 则有
L2 又v 2
NBL1L2=NBSω
e Em sin t
e为电动势在时刻t的瞬时值， Em为电动势的最大值（峰值）NBSω
B c
b
c d
c
b K L B A
c
b a
b
b
a
d
d
L
k
L
A
k
a
c K L B A d L
a
d
A
k B
A
B
a
e
Em
T/4 2T/4 3T/4 3π/2 T 2π
t
ωt
o
π/2
π
五、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)电子计算机中的矩讨论
线圈转动一周， 多少次经过中性面? 电流方向改变多少次?
c(d)
O a(b)
1.中性面：垂直磁场方向的平面．
（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大 φ=BS，但△φ/△t =0最小，（ ab和cd边都不切割 磁感线），线圈中的感应电动势为零．
5.1 交变电流
一、交变电流的概念
1、直流电流(DC) 方向不随时间变化的电流 2、交变电流(AC) 大小和方向都随时间做周期性变化的电流
二、交变电流的产生
交 流 发 电 机 模 型
过程分析
B⊥S V // B
Φ最大 E=0 I=0
中性面
B∥S V⊥B Φ=0 E、I最大
感应电流方向b到a
三、交变电流的变化规律 以线圈经过中性面开始计时，切割边L1 ，另一边L2, 推导任意时刻t线圈中的感应电动势（演示 ）
e 2 NBL1v sin t
∴
e NBL1L2 sin t
令 Em 则有
L2 又v 2
NBL1L2=NBSω
e Em sin t
e为电动势在时刻t的瞬时值， Em为电动势的最大值（峰值）NBSω
B c
b
c d
c
b K L B A
c
b a
b
b
a
d
d
L
k
L
A
k
a
c K L B A d L
a
d
A
k B
A
B
a
e
Em
T/4 2T/4 3T/4 3π/2 T 2π
t
ωt
o
π/2
π
五、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)电子计算机中的矩讨论
线圈转动一周， 多少次经过中性面? 电流方向改变多少次?
c(d)
O a(b)
1.中性面：垂直磁场方向的平面．
（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大 φ=BS，但△φ/△t =0最小，（ ab和cd边都不切割 磁感线），线圈中的感应电动势为零．
交变电流(节和节)
3、规律：
函数表达式：从中性面开始计时
电动势:
e Em sin t
Em NBS
在纯电阻电路中:
电流:
i Im sin t
电压:
u Um sin t
一、描述交流电的物理量： 1、最大值（峰值）： Em Um Ｉm
Em NBS
２、瞬时值： u i e
３、周期和频率：
T和f的物理意义：表征交流电变化的快慢。
第五章
一、交变电流
1、交变电流： 大小和方向都随时间做周期性 变化的电流叫做交变电流,简 称交流(AC)。
2、直流电： 方向不随时间变化的电流叫 做直流电,简称直流（DC）。
典型例题1：
下列表示交变电流的有（CE ）
i
u
i
0
t0
t0
t
(A)
(B)
(C)
i
e
0
t0
t
(D)
(E)
二、交变电流的产生（交流发电机） 1、发电机的基本构造
e=Emsinωt i=Imsinωt u=Umsinωt
Em=NBSω叫电动势的最大值 Im=Em/R叫电流的最大值 Um=ImR叫电压的最大值
1．中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置叫 做中性面．
（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量
最大，但磁通量的变化率为零（ ab和cd边
都不切割磁感线），线圈中的电动势为零．
D(C)
最小？这时感应电动势是最大
还是最小？
4、试推导感应电动势大小的变化规律公式。
若线圈平面从中性面开始转动，如图，则经过时间t：
t=0
v11
A(B)
θ
v v⊥
5-1交变电流
有一10匝正方形线框，边长为20cm，线框 总电阻为1Ω，线框绕OO′轴以10πrad/s的角 速度匀速转动，如图所示垂直于线框平面 向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5T.问：
(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、 电流最大值分别是多少？ (2)线框从图示位置转过60°时，感应电动 势的瞬时值是多大？ (3)写出感应电动势随时间变化的表达式．
答案：BCD 解析：紧扣正弦交流电产生的条件可知， 轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状没 有特别要求.
(1)函数形式：电动势瞬时值 e ＝ Emsinω t ； 电压的瞬时值u＝Umsinω t；电流的瞬时值 i＝Imsinω t； (2)图象形式：用正弦(或余弦)曲线表示 交变电流随时间的变化规律，如下图所 示．
A．将线圈水平向右匀速拉出磁场 B．使线圈以OO′为轴匀速转动 C．使线圈以ab为轴匀速转动 D．磁场以B＝B0sinωt规律变化 答案：BCD 解析：将线圈向右拉出磁场时，线圈中电 流方向不变，A错，B、C两种情况下产生 交变电流，只是在C情况下当线圈全部位 于磁场外的一段时间内线圈内没有电流， 由法拉第电磁感应定律可知D种情况下产 生按余弦规律变化的电流，B、C、D对.
ΔΦ ①线圈平面与中性面重合时，Φ 最大、 ＝0，e (3)特点分析： Δt
＝0、i＝0、电流改变方向； ②线圈平面与中性面垂直时(与平行面重合时)，Φ ＝ ΔΦ 0、 最大、e 最大、i 最大、电流方向不变． Δt ③线圈平面转动一周，电流方向改变两次．
线圈转动过程中的平均电动势如何求？ 答案：线圈在转动过程中某一段时间内或 从一个位置到另一个位置的过程中所产生 的电动势，称为平均电动势，它不等于始、 末两时刻瞬时值的平均值，必须用法拉第 电磁感应定律计算，即 同理，计算交变电流在某段时间内通过导 体横截面的电荷量，也必须用平均值，即
51交变电流-天津市第一中学人教版高中物理选修3-2课件(共21张PPT)
我国生产和生活所用的交流电，周期是0. 02 s，频率是50 H：．每秒钟内，电流的方向变化100 次。
4. 线圀转动角速度 不频率f的关系： 2f
二、常用的四个值 1．峰值
1 匝数为N的矩形线圀在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转到不磁感线平行时，感应电动势有最大值
Em NBS 戒者 Em Nm ，此时电路中的电流及用电器两端的电压也最大。
3．有效值
（2）正弦式交流电的有效值不峰值乊间的关系
E
Em 2
0.707Em
,
I
Im 2
0.707I m
以上这种 2 倍的关系，仅适用于正弦式交变电流，对于非正弦式交变电流，应按电流的热效应求
解交变电流的有效值。
非正弦交流电丌满足上述关系，如下图所示的电流
I 2 RT
I
2 1
R
T 2
I
2 2
R
（3） QR
R(BL1L2)2
T 2
I
I2 1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
I
2 2
2
（3）用电器铭牌上标注的电流、电压及电表测量值等均指有效值。提到交变电流的数值，凡是没有说
明的，所指的数值均为有效值。电气元件的保险丝的熔断电流为有效值。
4．平均值 平均值即乊前在电磁感应中讲过。 求解平均电流和电荷量时，会与门用到。
（4）平均值：求电荷量
例1：如图为一个小型交流发电机的原理图，其矩形线圀的面积为S，共有n匝，线圀总电阻为r，处于 磁感应强度为B的匀强磁场中，可绕不磁场方向垂直的固定对称轴OO转动，线圀在转动时可以通过滑 环K和电刷L保持不外电路电阻R的连接，在外力作用下线圀以恒定的角速度ω绕轴OO'匀速转动．（丌 计转动轴及滑环不电刷的摩擦）
4. 线圀转动角速度 不频率f的关系： 2f
二、常用的四个值 1．峰值
1 匝数为N的矩形线圀在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转到不磁感线平行时，感应电动势有最大值
Em NBS 戒者 Em Nm ，此时电路中的电流及用电器两端的电压也最大。
3．有效值
（2）正弦式交流电的有效值不峰值乊间的关系
E
Em 2
0.707Em
,
I
Im 2
0.707I m
以上这种 2 倍的关系，仅适用于正弦式交变电流，对于非正弦式交变电流，应按电流的热效应求
解交变电流的有效值。
非正弦交流电丌满足上述关系，如下图所示的电流
I 2 RT
I
2 1
R
T 2
I
2 2
R
（3） QR
R(BL1L2)2
T 2
I
I2 1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
I
2 2
2
（3）用电器铭牌上标注的电流、电压及电表测量值等均指有效值。提到交变电流的数值，凡是没有说
明的，所指的数值均为有效值。电气元件的保险丝的熔断电流为有效值。
4．平均值 平均值即乊前在电磁感应中讲过。 求解平均电流和电荷量时，会与门用到。
（4）平均值：求电荷量
例1：如图为一个小型交流发电机的原理图，其矩形线圀的面积为S，共有n匝，线圀总电阻为r，处于 磁感应强度为B的匀强磁场中，可绕不磁场方向垂直的固定对称轴OO转动，线圀在转动时可以通过滑 环K和电刷L保持不外电路电阻R的连接，在外力作用下线圀以恒定的角速度ω绕轴OO'匀速转动．（丌 计转动轴及滑环不电刷的摩擦）
高二物理第五章交变电流复习课件
【解析】（1）由题图乙可知通过线圈导线的任意一个横截面 的电流的最大值Im=2.0A。 （2）矩形线圈转动的周期 T=4.0×10-3s。 （3）由有效值I= P=I2R=
I m 2 =4W。 R 2 Im 知，线圈电阻上产生的电热功率为 2
（4）由能量守恒定律可知，外界对线圈做的功先转化成电能
再转化成电热，1min内外界对线圈做的功W=Pt=240J。
为 E E m 2 Bnr
2
2
4
2
2
电阻R上产生的热量
E 2 T 4 B2 r 4 n Q （ ） R 。 R 4 8R
（2）在线圈从图示位置转过 1 转的时间内，电动势的平均值
为 E 。
t
4
2 E Br 通过R的电荷量 q I t t 。 R R 2R
A.通过R1的电流有效值是
6 A 5
B.R1两端的电压有效值是6 V
C.通过R2的电流最大值是 6 2 A
5 D.R2两端的电压最大值是 6 2 V
【标准解答】选B。首先从交变电流图像中找出交变电流的最 大值即为通过R2的电流的最大值为
3 2 A，由正弦交变电流最 5
大值与有效值的关系Im= 2 I，可知其有效值为0.6 A，由于R1 与R2串联，所以通过R1的电流的有效值也是0.6 A，A、C错 误；R1两端电压的有效值为U1=IR1=6 V，B正确；R2两端电压 的最大值为 U m2＝I m R 2 3 2 20 V 12 2 V， D错误。
答案：（1）2.0A
（3）4W
（2）4.0×10-3s
（4）240J
二、交变电流图像的应用
交流电的图像反映了交变电动势（电流）随时间变化的特征， 对正弦式交流电来说，我们可以从图像中获取如下信息： 1.交流电的周期（T）：一个完整的正弦波对应的时间段，知 道了周期便可以算出线圈转动的角速度ω =
高中新教材物理课件选择性必修第二册第章交变电流
高中新教材物理课件选择性 必修第二册第章交变电流
汇报人：XX 20XX-01-23
目 录
• 交变电流基本概念 • 电阻、电感和电容对交变电流作用 • 变压器原理及应用 • 远距离输电与高压输电技术 • 日常生活中交变电流现象解释 • 实验：测量交变电流参数和波形图绘制
01 交变电流基本概 念
交变电流定义及特点
缺点
需要建设大量的输电线路和变电站 ，投资成本高；输电线路容易受到 自然灾害等不可控因素的影响，运 行维护成本高。
高压输电技术发展历程
初期阶段
现阶段
20世纪初，高压输电技术开始得到应 用，但当时主要采用直流输电方式， 电压等级较低。
目前，特高压交流输电和直流输电技 术已经成为远距离输电的主要方式， 具有输电容量大、距离远、损耗小等 优点。
电容对交变电流作用
储存电能
电容是一种储存电能的元件，当交变电流通过电容时，它会 在极板间储存电荷并产生电场。因此，电容对交变电流的阻 碍作用与频率有关，频率越高，阻碍作用越弱。
消耗有功功率
与电感不同，电容在交变电流中会消耗有功功率，即它会真 正消耗电能并将其转化为其他形式的能量（如热能）。有功 功率的消耗会导致电网的效率下降，因此需要采取措施来减 少电容的有功功率消耗。
02 电阻、电感和电 容对交变电流作 用
电阻对交变电流作用
阻碍电流
电阻是指导体对电流的阻碍作用，在交变电流中同样存在。电阻越大，对电流 的阻碍作用越强，电流通过导体时产生的热量也越多。
不消耗电能
虽然电阻会阻碍电流并产生热量，但它不会像电感或电容那样消耗电能。在交 变电流中，电阻只是将电能转化为热能，而不会改变电流的频率或幅度。
和电器。
使用符合安全标准的电器和 电线，不乱接乱拉电线，避
汇报人：XX 20XX-01-23
目 录
• 交变电流基本概念 • 电阻、电感和电容对交变电流作用 • 变压器原理及应用 • 远距离输电与高压输电技术 • 日常生活中交变电流现象解释 • 实验：测量交变电流参数和波形图绘制
01 交变电流基本概 念
交变电流定义及特点
缺点
需要建设大量的输电线路和变电站 ，投资成本高；输电线路容易受到 自然灾害等不可控因素的影响，运 行维护成本高。
高压输电技术发展历程
初期阶段
现阶段
20世纪初，高压输电技术开始得到应 用，但当时主要采用直流输电方式， 电压等级较低。
目前，特高压交流输电和直流输电技 术已经成为远距离输电的主要方式， 具有输电容量大、距离远、损耗小等 优点。
电容对交变电流作用
储存电能
电容是一种储存电能的元件，当交变电流通过电容时，它会 在极板间储存电荷并产生电场。因此，电容对交变电流的阻 碍作用与频率有关，频率越高，阻碍作用越弱。
消耗有功功率
与电感不同，电容在交变电流中会消耗有功功率，即它会真 正消耗电能并将其转化为其他形式的能量（如热能）。有功 功率的消耗会导致电网的效率下降，因此需要采取措施来减 少电容的有功功率消耗。
02 电阻、电感和电 容对交变电流作 用
电阻对交变电流作用
阻碍电流
电阻是指导体对电流的阻碍作用，在交变电流中同样存在。电阻越大，对电流 的阻碍作用越强，电流通过导体时产生的热量也越多。
不消耗电能
虽然电阻会阻碍电流并产生热量，但它不会像电感或电容那样消耗电能。在交 变电流中，电阻只是将电能转化为热能，而不会改变电流的频率或幅度。
和电器。
使用符合安全标准的电器和 电线，不乱接乱拉电线，避
高中物理(人教版)选修3-2教学课件：第五章 1 交变电流
线,线圈产生的电动势最大,也可以这样认为,线圈处于竖直位置时,
磁通量为零,但磁通量的变化率最大。
答案:C
迁移应用
(多选题)线圈在匀强磁场中绕垂直于匀强磁场且在线圈平面内
的轴匀速转动时产生交变电流,则下列说法中正确的是(
)
A.当线圈位于中性面时,线圈中感应电流最大
B.当穿过线圈的磁通量为零时,线圈中感应电动势最大
所产生的电动势,称为平均电动势。它不等于始、末两时刻瞬时值
的平均值,必须用法拉第电磁感应定律计算,即 =
Δ
。
Δ
同理,计算交变电流在某段时间内通过导体横截面的电荷量,也
必须用平均值,即 q=Δt 式中 =
+
。
案例探究
如图所示,匀强磁场的磁感应强度 B=0.1 T,所用矩形线圈总电
阻为 R=100 Ω。线圈的匝数 n=100,边长 lab=0.2 m,lbc=0.5 m,以角
在 t 时刻,导线 ab 和 cd 因切割磁感线而产生的感应电动势均
为 E1=BL2v⊥
由图可知 v⊥=vsin ωt
则整个线圈的感应电动势为
e1=2E1=BL1L2ωsin ωt。
(2)当线圈由题图丙位置开始运动时,在 t 时刻整个线圈的感应
电动势为 e2=BL1L2ωsin(ωt+φ0)。
答案:(1)e1=BL1L2ωsin ωt (2)e2=BL1L2ωsin(ωt+φ0)
Δ
=2ωn
Δ
π
0.1×0.2×0.5
=2×100π×100×
π
(2) = 。
π
又 = ,t=Δt=2。
=n
V=200 V。
磁通量为零,但磁通量的变化率最大。
答案:C
迁移应用
(多选题)线圈在匀强磁场中绕垂直于匀强磁场且在线圈平面内
的轴匀速转动时产生交变电流,则下列说法中正确的是(
)
A.当线圈位于中性面时,线圈中感应电流最大
B.当穿过线圈的磁通量为零时,线圈中感应电动势最大
所产生的电动势,称为平均电动势。它不等于始、末两时刻瞬时值
的平均值,必须用法拉第电磁感应定律计算,即 =
Δ
。
Δ
同理,计算交变电流在某段时间内通过导体横截面的电荷量,也
必须用平均值,即 q=Δt 式中 =
+
。
案例探究
如图所示,匀强磁场的磁感应强度 B=0.1 T,所用矩形线圈总电
阻为 R=100 Ω。线圈的匝数 n=100,边长 lab=0.2 m,lbc=0.5 m,以角
在 t 时刻,导线 ab 和 cd 因切割磁感线而产生的感应电动势均
为 E1=BL2v⊥
由图可知 v⊥=vsin ωt
则整个线圈的感应电动势为
e1=2E1=BL1L2ωsin ωt。
(2)当线圈由题图丙位置开始运动时,在 t 时刻整个线圈的感应
电动势为 e2=BL1L2ωsin(ωt+φ0)。
答案:(1)e1=BL1L2ωsin ωt (2)e2=BL1L2ωsin(ωt+φ0)
Δ
=2ωn
Δ
π
0.1×0.2×0.5
=2×100π×100×
π
(2) = 。
π
又 = ,t=Δt=2。
=n
V=200 V。
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B
b
c
a
d
k
L
A
B
e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
2020-12-11谢谢你的观赏
22
四、交流电的图像
e
Em
0
t
-Em
i
Im
0
t
-Im
2020-12-11
谢谢你的观赏
23
五、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
对值最小
2020-12-11
e
Em
0 t1 t2
t3 t4
t
-Em 谢谢你的观赏
32
5.1交变电流 小结
1、知道交变电流定义（AC）：大小和方向都随时间作周期性变 化的电流。方向不随时间变化的电流为直流电（DC）。辨析电流 图2、。理解交变电流产生的过程：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场 的轴匀速转动产生正弦式交变电流。能画出四幅过程图。 垂直 磁场方向的平面叫做中性面。 （重点） 3、推导和理解交变电流的变化规律：（重难点） （1）方向变化规律----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。 φ 最大，△φ/△t =0最小，感应电动势最小E=0
2、电流按正弦规律变化 i Im sin t
3、电压按正弦规律变化 u Um sin t
电流i通过R时：u iR，Um ImR.
成立条件：
转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时
2020-12-11
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四、交流电的图像
b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
K L
A d
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3
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做一做
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二、交变电流的产生
1、线圈在匀强磁场中绕垂直于
磁场的轴匀速转动
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2、过程分析
（1）在线圈转动的过程中，那些边会产生感应电动势？
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判断此位置有没有感应电流，方向怎么样？
N
b
a d
S
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c a
V
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N
V
d
S
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B∥S Φ=0 E最大 I最大
感应电流方向a到b
线圈与磁场平行时，Φ最小，
但线圈中的电动势最大 (V⊥B)
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判断此位置有没有感应电流，方向怎么样？
第五章《交变电流》
第一节 《交变电流》
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一、交变电流的概念
1、直流电流(DC) 方向不随时间变化的电流
2、交变电流(AC) 大小和方向都随时间做周期性变化的电流
交变电流可以变成直流！
交变电流是如何产生的呢？
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2
二、交变电流的产生
交 流 发 电 机 模 型
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1、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
2、种类 ①旋转电枢式发电机 ②旋转磁极式发电机转 动的部分叫转子，不动的部分叫定子
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５、交流发电机有两种， 即 旋转磁极式 、旋转电枢式 ．其 中转动的部分叫 转子 ，不动的部 分叫 定子 ．发电机转子是 由 水轮机 、蒸汽轮机 或其它动 力机带动
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 e=Emsinωt ．若电路总电阻为Ｒ，则
感应电流的瞬时值Ｉ为 i=(Em/R)·sinωt．
e
Em
0
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-Em
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t
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六、交流发电机
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6、一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线
圈平面的固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时
间t的变化如图所示,下面说法中正确的是 C
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的绝对值最大 D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝
线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流；
2020-12-11 转到乙、丁位置谢谢时你的线观赏圈中电流最大！
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思考与讨论
线圈转动一周，
多少次经过中性面?
电流方向改变多少次?
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c(d)
O a(b)
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1.中性面：垂直磁场方向的平面．
（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大 φ=BS，但△φ/△t =0最小，（ ab和cd边都不切割 磁感线），线圈中的感应电动势为零．
e 2NBL1vsin t
又v L2
2
∴ e NBL1L2 sin t
令Em NBL1L2=NBSω
则有 e Em sin t
e为电动势在时刻t的瞬时值，
2E020m-12为-11 电动势的最大值谢谢（你的观峰赏 值）NBSω
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1、电动势按正弦规律变化
E nBS max
e Em sin t
NN
SS
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B⊥S Φ最大 V // B E=0 I=0
中性面
B∥S Φ=0 V⊥B E、I最大
感应电流方向b到a
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（3）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a→b 丙转到丁呢？ 由b→a
（4）线圈转到什么位置，电流最小（没有电流）？ 线圈转到什么位置，电流最大？
(4)激光通信中的尖脉冲
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课堂练习
１、交变电流：大小 和方向 都随时间做 周期性变化 的电流叫 做交变电流．电压和电流随时间按 正弦规律变化的交流电叫正弦交流电
２、交流电的产生：矩形线圈在匀 强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速旋
转时，线圈中就产生 正弦交流电 ．
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３、当线圈平面垂直于磁感线时， 线圈各边都不切割磁感线，线圈中没 有感应电流，这样的位置叫 做 中性面 ．线圈平面每经过中性面 一次，感应电流方向就改变一次，因 此线圈转动一周，感应电流方向改 变 两次 ．
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４、线圈从中性面开始转动，角速度是ω，
（2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈 转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两 次．
2.线圈平行与磁感线时，φ=0,△φ/△t最大，感应电
动势最大。
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三、交变电流的变化规律
以线圈经过中性面开始计时，切割边L1，另一边L2,推
导任意时刻t线圈中的感应电动势（演示 ）
ab边 cd边
（2）怎样将立体图转化为平面图？
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将立体图转化为平面图
2020-12-11
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2、过程分析
B⊥S Φ最大 E=0 I=0 中性面
垂直磁场方向的平面叫做中性面。
线圈经过中性面时，Φ最大，
但线圈中的电动势为零 (V // B)
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