1、R直流電源R交流電源I I在 t 時間內產生的熱量為Q在同個電阻R上、相同時間t內，產生相同的熱量Q第1頁/共55頁0t/sUm或I ImU或I I2mII UU2m注意：非正弦（或余弦）交流的有效值和峰值之間無此關系。第2頁/共55頁t/st/sU或I IU或I I2mII UU2m2mII UU2m其他波樣正弦半波正弦單向脈動第3頁/共55頁例1：如圖表示一交流隨時間變化的圖像，求此交流的有效值。to123424iAs圖1532221222TTI RTI RI R2222141()()2222I5IA 第4頁/共55頁第5頁/共55頁上面演示幾種方式都能產生交變電流。我們也把能將機械能轉化

2、為電能的裝置稱為發電機。發電機磁體與閉合導體間的相對運動方式一般采用旋轉式如何產生交變電流？第6頁/共55頁交流發電機磁極磁極電樞（線圈）有些發電機的磁極是用電磁鐵，這種發電機稱為勵磁發電機發電機根據旋轉主體不同可分為：旋轉電樞式發電機旋轉磁極式發電機第7頁/共55頁交流發電機受條件限制，一般提供低于500V電壓旋轉電樞式發電機旋轉磁極式發電機能提供高達幾萬V的電壓，常是大型發電機采用的方式第8頁/共55頁問題1.在線圈轉動過程中,哪些邊在切割磁感線?a(b)(c)dv1v2acdHFb問題問題2.2.這兩條邊是否一直在切割這兩條邊是否一直在切割? ?第9頁/共55頁中性面的概念a(b)(c)

3、dv3v4abcdHF沒有邊切割磁感線中性面：線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性面BS， 最大， E=0 , I=0第10頁/共55頁問題3.若單匝線框所處位置與中性面垂直,設磁感應強 度大小為B ,ab邊和cd邊長均為L1,ad邊和bc邊長為L2,線框繞垂直于磁場并且過ad和bc邊中點的軸旋轉,角速度大小為. 問: ab邊和cd邊切割產生的電動勢分別是多大? 21512abLEBL vBL 21612cdLEBL vBL acdHFa(b)(c)dv5v621512abLEBL vBL 中性面第11頁/共55頁問題4.整個單匝線框在與中性面垂直位置時產生的感應電動勢是多大?a(b)(c)dv

4、5v6E =Eab+Ecd=BL1v5+BL1v6=BL1L2=Bs思考思考: :磁通量是多大磁通量是多大? ?acdHF中性面0 第12頁/共55頁問題5.若單匝線框從中性面開始轉動,經過一段時間t,在這一時刻整個線框產生的電動勢又是多大?V7V8acdHF中性面第13頁/共55頁V7V8acdHFb中性面tEemsin第14頁/共55頁瞬時值峰值問題6.若n匝線框從中性面開始轉動,經過一段時間t,在這一時刻整個線框產生的電動勢又是多大?V7V8menBs sintE sint acdHFb中性面mE第15頁/共55頁問題7.若有n匝線框在勻速轉動,整個線框的總電阻為r,外電阻為R,則通過R

5、的電流和加在R兩端的電壓分別是多少?V7V8vui i中性面第16頁/共55頁meE sint eiRr uiR mRuE sin tRr mEisin tRr miI sin t muU sint瞬時值瞬時值峰值峰值第17頁/共55頁問題8.前面是用表達式表示交流電的變化規律,怎樣用圖象表示交流電的變化規律?cbdaaaaabbbddddccc第18頁/共55頁ttT3T/4T/2T/4O3/2/22eEm=nBsEmmeE sint 作圖時規定感應電動勢正方向為dcbadcbdaaaaabbbddddccc第19頁/共55頁ttT3T/4T/2T/4O3/2 /22iImrRnBsIm m

6、iI sintcbdaaaaabbbddddccc作圖時規定感應電流正方向為dcbad思考：線圈在什么位置電流方向會發生思考：線圈在什么位置電流方向會發生 改變？改變？ 第20頁/共55頁NSSN第21頁/共55頁NSSN第22頁/共55頁NSSN第23頁/共55頁NSSN第24頁/共55頁NSSN第25頁/共55頁SSN第26頁/共55頁NSSN第27頁/共55頁NSSN第28頁/共55頁NSSN第29頁/共55頁NSSN第30頁/共55頁NSSN第31頁/共55頁NSSN第32頁/共55頁NSSN第33頁/共55頁NSSN第34頁/共55頁最大值te峰值第35頁/共55頁 公式公式 e =

7、Em sin t i =Im sin tto第36頁/共55頁思考：若線框從垂直中性面開始計時，在t t時刻線圈中的感應電動勢？并畫出圖象。e=nBscost=EmcostttT3T/4T/2T/4O3/2/22eEm第37頁/共55頁第38頁/共55頁( (一一) )交變電流：交變電流： 大小和方向隨時間作周期性變化的電流，簡稱大小和方向隨時間作周期性變化的電流，簡稱交流交流。 其中按其中按正弦規律正弦規律變化的交流電叫變化的交流電叫正弦交流電正弦交流電。 （二）正弦交流電的產生及變化規律（二）正弦交流電的產生及變化規律 當線圈在當線圈在勻強磁場勻強磁場中中繞垂直于磁場方向的軸繞垂直于磁場方

8、向的軸勻勻速轉動速轉動并且從中性面開始計時，線圈中產生的交流是并且從中性面開始計時，線圈中產生的交流是隨時間按正弦規律變化的，即正弦交流。隨時間按正弦規律變化的，即正弦交流。 跟磁感線垂直的平面叫做跟磁感線垂直的平面叫做中性面中性面。這一位置穿。這一位置穿過線圈的過線圈的磁通量最大磁通量最大，但線圈的，但線圈的磁通量變化率為零磁通量變化率為零，線圈中線圈中無感應電動勢無感應電動勢。1 1、產生：、產生：2 2、中性面：、中性面：小結小結: :第39頁/共55頁4 4、規律：、規律： 函數表達式：函數表達式：從中性面開始計時從中性面開始計時tIimsin在在純電阻電路純電阻電路中中: : 電流電

9、流: : 電壓電壓:tUumsintEemsin電動勢電動勢: :SNBEm3 3、方向變化規律、方向變化規律-線圈平面每經過線圈平面每經過中性面中性面一次，感應電流的一次，感應電流的方向就改變方向就改變一次；線圈轉動一次；線圈轉動一周一周，感應電流的方向改變，感應電流的方向改變兩次兩次。 第40頁/共55頁 【練習1】某交流發電機產生的感應電動勢與時間的關系，如圖所示，如果其它條件不變，僅使線圈的轉速加倍，則交流電動勢的最大值和周期分別變為（ ）A400V，0.02s B200V, 0.02sC400V, 0.08s D200V, 0.08s第41頁/共55頁類比延伸如圖所示， ABC 是由

10、均勻細導線制成面積為S的等邊三角形線框，它以 AC 為轉軸，在磁感應強度為 B 的恒定的勻強磁場中以恒定的角速度轉動（俯視為逆時針旋轉）, 磁場方向與 AC 垂直指向紙內請寫出從這一時間開始計時,感應電動勢隨時間變化的關系式. ACB第42頁/共55頁 ACBe=nBSsint（n=1）思考：線圈在磁場中繞垂直于磁場的軸旋轉切思考：線圈在磁場中繞垂直于磁場的軸旋轉切割產生的電動勢與線圈的形狀是否有關？割產生的電動勢與線圈的形狀是否有關？第43頁/共55頁第44頁/共55頁練習3一個電阻接在10V的直流電源上，它的發熱功率是P，當接到電壓為u=10sintV的交流電源上，它的發熱功率-（ ） A

11、0.25P B0.5P CP D2PB第45頁/共55頁練習練習3：如圖所示，共：如圖所示，共n匝、阻值為匝、阻值為r、邊長為、邊長為L的正方形的正方形線圈的一半放在具有理想邊界的勻強磁場中，磁場的磁線圈的一半放在具有理想邊界的勻強磁場中，磁場的磁感應強度為感應強度為B，線圈軸線，線圈軸線OO與磁場邊界重合。線圈按圖與磁場邊界重合。線圈按圖示方向勻速轉動，轉動的角速度為示方向勻速轉動，轉動的角速度為。開始計時的時刻，開始計時的時刻，線圈平面與磁場方向垂直，規定電流方向沿線圈平面與磁場方向垂直，規定電流方向沿abcd為正方為正方向。則線圈內感應電流隨時間變化的圖像應是圖（乙）向。則線圈內感應電流

12、隨時間變化的圖像應是圖（乙）中的中的第46頁/共55頁【例4】如圖所示，矩形線圈的匝數為n，線圈面積為S，線圈內阻為r，在磁感應強度為B的勻強磁場中繞OO軸以角速度勻速轉動，外電路電阻為R。在線圈由圖示位置轉過90的過程中，求：(1)通過電阻R的電量q；解析： 在此過程中，穿過線圈磁通量變化BS所用時間42Tt 產生的平均電動勢為2()EnBSIRrRr2EnnB St平均電流為 通過R的電量 nBSqItRr第47頁/共55頁（2）電阻R上產生的焦耳熱Q 在此過程中電阻R上的焦耳熱為一個周期內產生焦耳熱的14， 221122()44nB SQI RTRRr22()()R nBSRr第48頁/

13、共55頁【例5】如圖所示，線圈的面積是0.05，共有100匝；線圈電阻為1，外接電阻R9，勻強磁場的磁感應強度為B1T，當線圈以300r/min的轉速勻速旋轉時，求：(1)若從線圈處于中性面開始計時，寫出線圈中感應電動勢的瞬時表達式；解析：sin2sin(2)meEtNBSnn05 2sin(2)6060t50sin(10) t V第49頁/共55頁(2)線圈轉過130s時電動勢的瞬時值多大；當t130s時，電動勢的瞬時值150sin(10)43.330eV第50頁/共55頁(3)電路中電壓表和電流表示數各是多少。電動勢的有效值為電流表的示數電壓表的示數5035.422mEEV35.43.5491EIARr3.94 931.86UIRV 第51頁/共55頁（4）線圈每轉過一周，外力所做的功。 線圈轉動一周外力做的功等于電路中產生的電能T22EWP TTRr第52頁/共55頁練習6邊長為a的單匝正方形線圈在磁感應