1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)交變電流，知道生產(chǎn)生活中使用的大多是正弦式交變電流，會(huì)用圖像和公式描述正弦式交變電流。2.經(jīng)歷建立正弦式交變電流模型、用右手定則和法拉第電磁感應(yīng)定律推理得出正弦式交變電流方向和大小的規(guī)律的過(guò)程，體會(huì)建立模型與推理分析的思維方法。3.了解發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，各種發(fā)電機(jī)的區(qū)別在于機(jī)械能產(chǎn)生的形式不同。
問(wèn)題：用示波器或電壓傳感器先觀察電池供給的電壓的波形，再觀察學(xué)生電源交流擋供給的電壓的波形。這兩種波形各有什么特點(diǎn)?
1.交變電流(AC):大小和方向??隨時(shí)間做周期性變化的電流,簡(jiǎn)稱交流。2.直流(DC):方向??不隨時(shí)間變化的電流。??日常生活中使用得更多的是交流,如下圖:
實(shí)驗(yàn)：觀察交變電流的方向
把兩個(gè)發(fā)光顏色不同的發(fā)光二極管并聯(lián)，注意使兩者正、負(fù)極的方向不同，然后連接到教學(xué)用發(fā)電機(jī)的兩端(圖3.1-2)。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，兩個(gè)磁極之間的線圈隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。觀察發(fā)光二極管的發(fā)光情況。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明了什么?
思考：為什么矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線圈里能產(chǎn)生交變電流？
ABCD——線圈（切割磁感線）--磁通發(fā)生變化
使線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)保持與外電路的連接--閉合回路
將立體圖轉(zhuǎn)化為側(cè)視圖來(lái)分析
問(wèn)題:當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),哪些邊切割磁感線?
v∥B，沒(méi)有邊切割磁感線。
特點(diǎn)：1.B⊥S，φ最大 2.沒(méi)有切割，E=0，I=0
此時(shí)位置稱之為--中性面
a（b）、d（c）邊垂直切割磁感應(yīng)線，
特點(diǎn)：1.B∥S，φ=0，E最大，I最大，
2.感應(yīng)電流方向DCBA
特點(diǎn)：B⊥S，φ最大 沒(méi)有切割，E=0，I=0
此時(shí)位置稱之為--中性面 B⊥S，φ最大，E=0
特點(diǎn)：1.B∥S，φ=0，E最大，I最大，
2.感應(yīng)電流方向ABCD
思考：1、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，電流方向改變多少次？2、線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)磁通最大？這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大還是最?。?、線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)磁通最小？這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大還是最小？
中性面時(shí)磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小
與中性面垂直時(shí)磁通量最小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大
矩形線圈AB、CD寬L1，AD、BC長(zhǎng)L2 ，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，設(shè)線圈平面從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度是ω．經(jīng)過(guò)時(shí)間t，求此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).
AB、CD兩條邊共同切割
三、交變電流的變化規(guī)律
以線圈經(jīng)過(guò)中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)（AB和CD邊切割磁感線 ），在時(shí)刻t線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
e 為電動(dòng)勢(shì)在時(shí)刻t的瞬時(shí)值Em 為電動(dòng)勢(shì)的最大值（峰值）
令 Em = NBSω 則 e = Em sin ωt
e=BSω sin ωt
e = NBSω sin ωt
1、矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的交變電流按照正弦函數(shù)的規(guī)律變化—正弦式交流電
2、e為瞬時(shí)值 Em勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中能產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的最大值——峰值， ω為線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度
公式 e = Em sin ωt 的幾點(diǎn)說(shuō)明
3、此表達(dá)形式僅在從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)的情況下成立
4、若該線圈給外電阻R供電，設(shè)線圈本身電阻為r，由閉合電 路歐姆定律，電路電流：
1.旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)2.旋轉(zhuǎn)電紐式發(fā)電機(jī)
1.交變電流：決定因素：電流方向2.中性面：線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性面．a(chǎn).線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大， ab和cd邊都不切割磁感線（B∥v），線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零．b.線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，電流方向改變，轉(zhuǎn)一周經(jīng)過(guò)兩次中性面，電流方向改變兩次c.線圈轉(zhuǎn)至平行于磁場(chǎng)（與中性面垂直）時(shí)，此時(shí)磁通為0，B⊥v，電動(dòng)勢(shì)最大3.交變電流變化規(guī)律：e = NBSωsinωt=Em sin ωt Em=NBSω——峰值，ω為線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度
1.［多選］圖中，哪些情況線圈中產(chǎn)生了交變電流（　 ?。?br/>解析：由交變電流的產(chǎn)生條件可知，軸必須垂直于磁感線，但對(duì)線圈的形狀及轉(zhuǎn)軸的位置沒(méi)有特別要求。
2.［多選］矩形線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)且在線框平面的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了交變電流，下列說(shuō)法正確的是（　?。〢.當(dāng)線框位于中性面時(shí)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B.當(dāng)穿過(guò)線框的磁通量為零時(shí)，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零C.每當(dāng)線框經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流方向就改變一次D.線框經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，各邊不切割磁感線
解析：A錯(cuò)：線框位于中性面時(shí)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。B錯(cuò)：當(dāng)穿過(guò)線框的磁通量為零時(shí)，磁通量的變化率最大，此時(shí)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大。C對(duì)：每當(dāng)線框經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流方向就改變一次。D對(duì)：線框經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，速度方向與磁感線平行，即各邊不切割磁感線。
3.［多選］如圖所示，矩形線圈abcd的邊長(zhǎng)分別是ab=L，ad=D，線圈與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)平行，線圈以ab邊為軸做角速度為ω的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)）（　　）A.t=0時(shí)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零B.轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零C.轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為D.轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
【解析】A錯(cuò)：t=0時(shí)線圈的cd邊切割磁感線，垂直磁感線方向向里運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大。B對(duì)：轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)線圈的cd邊轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度方向與磁場(chǎng)方向平行，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。C錯(cuò)，D對(duì)：轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=
4.［多選］一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖象如圖甲所示，則下列說(shuō)法中正確的是（　?。〢.t=0.01 s時(shí)刻線圈平面與中性面垂直B.t=0.01 s時(shí)刻Φ的變化率達(dá)到最大C.t=0.02 s時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大D.該線圈相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)圖象如圖乙所示
解析：A對(duì)：由圖甲可知t=0.01 s時(shí)刻磁通量等于零，線圈平面與中性面垂直。B對(duì)：t=0.01 s時(shí)刻，磁通量等于零，但磁通量變化率最大。C錯(cuò)：t=0.02 s時(shí)刻，磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。D錯(cuò)：由圖甲可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的圖象應(yīng)為正弦圖象。

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