沟通电的产生和变化规律.docx

沟通电的产生和变化规律 沟通电的产生和变化规律 教学用具：沟通发电机模型、演示电流表 教学过程： 一、学问回顾 老师：如何产生感应电流？ 请运用电磁感应的学问，设计一个发电机模型. 同学设计：让矩形线圈在匀强磁场中匀速转动. 二、新课教学： 1、交变电流的产生 演示1：出示手摇发电机模型，并连接演示电流表. 当线圈在磁场中转动时，电流表的指针随着线圈的转动而摇摆，线圈每转动一周指针左右摇摆一次. 表明电流强度的大小和方向都做周期性的变化，这种电流叫沟通电. 2、交变电流的变化规律 投影显示：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程. 分析：线圈bc、da始终在平行磁感线方向转动，因而不产生感应电动势，只起导线作用. （1）线圈平面垂直于磁感线（甲图），ab、cd边此时速度方向与磁感线平行，线圈中没有感应电动势，没有感应电流. 老师强调指出：这时线圈平面所处的位置叫中性面. 中性面的特点：线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，感应电动势最小为零，感应电流为零. （2）当线圈平面逆时针转过 时（乙图），即线圈平面与磁感线平行时，ab、cd边的线速度方向都跟磁感线垂直，即两边都垂直切割磁感线，这时感应电动势最大，线圈中的感应电流也最大. （3）再转过 时（丙图），线圈又处于中性面位置，线圈中没有感应电动势. （4）当线圈再转过 时，处于图（丁）位置，ab、cd边的瞬时速度方向，跟线圈经过图（乙）位置时的速度方向相反，产生的感应电动势方向也跟在（图乙）位置相反. （5）再转过 线圈处于起始位置（戊图），与（甲）图位置相同，线圈中没有感应电动势. 在场强为 的匀强磁场中，矩形线圈边长为 ，逆时针绕中轴匀速转动，角速度为 ，从中性面开头计时，经过时间 .线圈中的感应电动势的大小如何变化呢？ 线圈转动的线速度为 ，转过的角度为 ，此时ab边线速度 以磁感线的夹角也等于 ，这时ab边中的感应电动势为： 同理，cd边切割磁感线的感应电动势为： 就整个线圈来看，因ab、cd边产生的感应电势方向相同，是串联，所以当线圈平面跟磁感线平行时，即 ，这时感应电动势最大值 ； . 感应电动势的瞬时表达式为： 可见在匀强磁场中，匀速转动的线圈中产生的感应电动势是按正弦规律变化的.即感应电动势的大小和方向是以肯定的时间间隔做周期性变化. 当线圈跟外电路组成闭合回路时，设整个回路的电阻为 ，则电路的感应电流的瞬时值为表达式 . 感应电流瞬时值表达式为 ，这种按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流. 3、沟通电的图像 沟通电的变化规律还可以用图像来表示，在直角坐标系中，横轴表示线圈平面跟中性面的夹角（或者表示线圈转动经过的时间 ），纵坐标表示感应电动势 （感应电流 ）. 4、沟通发电机 （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. 三、小结： 1、沟通电的产生 共2页，当前第1页12