第 2 节 交变电流是怎样产生的 一、交流发电机 1．原理由法拉第电磁感应定律可知，让闭合导体与磁极做相对运动，穿过闭合导体的磁通量发生变化，就可以产生感应电动势和感应电流。2．构造发电机主要是由线圈(电枢)和磁极两部分组成。3．种类(1)按旋转部分区分转子定子特点旋转电枢式电枢磁极电压低，功率小旋转磁极式磁极电枢电压高，功率大(2)按磁场区分 a．永磁体发电机(利用永久磁铁做磁极)；b．励磁发电机(利用电磁铁做磁极)。二、交变电流的产生原理1．实验装置让闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，感应电流的大小和方向都随时间做周期性变化。2．产生原理(1)中性面：线圈平面与磁感线垂直，线圈经过中性面时，感应电动势、感应电流为零。(2)与中性面垂直时：线圈的感应电动势、感应电流最大。(3)方向变化：线圈每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈每转动一周，经过中性面两次，感应电流的方向改变两次。三、交变电流的变化规律1．正弦式交变电流的表达式(1)e＝Emsin_ωt(从中性面开始计时，其中 Em＝nBSω)(2)i＝Imsin_ωt(3)u＝Umsin_ωt(其中 Um＝ImR)2．正弦式交变电流的图像1.交流发电机将其他形式的能转化为电能，可分为旋转电枢式和旋转磁极式，原理都是电磁感应现象。2．匀强磁场中，线圈绕垂直磁场的轴匀速转动形成正弦交变电流。中性面磁通量最大，磁通量的变化率为零，电动势为零；中性面的垂面磁通量为零，磁通量变化率最大电动势最大。3．电动势的最大值 Em＝nBSω 与转轴位置、线圈形状无关；线圈从中性面位置开始计时其电动势瞬时值表达式为图 3211．自主思考——判一判(1)线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，感应电动势也最大。(×)(2)交流电一周期内，电流方向改变两次。(√)(3)线圈只要在匀强磁场内匀速转动就能产生正弦式交变电流。(×)(4)从线圈转至与磁场方向平行开始计时，线圈所产生的感应电动势 e＝Emcos ωt。(√)(5)正弦交流电电动势最大值 Em＝nBSω。(√)2．合作探究——议一议(1)发电机工作过程中能量是如何转化的？提示：发电机工作时产生的感应电流在磁场中会受到安培力，安培力的作用总是阻碍转子的运动，在这一过程中发电机把机械能转化成了电能。(2)线圈位于中性面时，磁通量最大。为何感应电动势(感应电流)最小，而位于与中性面垂直的位置时，磁通量为零，感应电动势(感应电流)又具有怎样的特点呢？提示：依据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小取决于...
