3.2.1 交变电流
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学习目标
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核心提炼
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1.知道交变电流、直流的概念。
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2种电流——直流、交流
2个特殊位置——中性面、垂直中性面位置
1个过程——交变电流的产生过程
1个变化规律——交变电流的变化规律
2个值——峰值、瞬时值
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2.知道中性面的概念及其特点。
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3.知道交变电流的产生原理，会分析线圈转动一周中电动势和电流的变化规律及表示方法。
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4.掌握并会计算交变电流的峰值、瞬时值。
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5.会对交变电流的图象进行分析与计算。
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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：方向不随时间变化的电流称为直流(DC)，大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
思考判断
(1)交变电流的大小一定随时间变化。(×)
(2)大小和方向都不随时间变化的电流才是直流电。(×)
(3)交变电流的大小可以不变，但方向一定随时间周期性变化。(√)
(4)交变电流不稳定，很容易“烧坏”家用电器。(×)
二、交变电流的产生
1.正弦式交变电流的产生条件：将闭合矩形线圈置于匀强磁场中，并绕垂直磁场方向的轴匀速转动。如图1所示。
图1
2.两个特殊位置
(1)中性面：线圈平面与磁感线垂直时的位置。(S⊥B位置，如图1中的甲、丙)
①线圈处于中性面位置时，穿过线圈的Φ最大，但线圈中的电流为零。
②线圈每次经过中性面时，线圈中感应电流的方向都要改变，线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。
(2)垂直中性面位置(S∥B位置，如图1中的乙、丁)
此时穿过线圈的Φ为零，电流最大。
思考判断
(1)只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流。(×)
(2)线圈在通过中性面时磁通量最大，电流也最大。(×)
(3)线圈在通过垂直中性面的平面时电流最大，但磁通量为零。(√)
(4)线圈在通过中性面时电流的方向发生改变。(√)
三、交变电流的变化规律
1.瞬时值表达式：从中性面开始计时，电动势：e＝Emsin ωt，电压：u＝Umsin ωt，电流i＝Imsin ωt。
2.峰值：表达式中的Em、Um、Im分别为电动势、电压和电流可能达到的最大值，叫做峰值。
3.正弦式交变电流：按正弦规律变化的交变电流，简称正弦式电流。
4.其他形式的交变电流：如图2甲所示的锯齿形交变电流，如图乙所示的为矩形交变电流。
