3．中性面的特点：磁通量最大为Φ_m，但e=0。

2．从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为e=NBSωsinωt，感应电动势的最大值为E_m=NBSω。

本节课主要学习了以下几个问题：

1．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式交变电流。

3．几种常见的交变电波形

2．交变电流的变化规律

设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω。经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt，如右图所示。设ab边长为L₁，bc边长L₂，磁感应强度为B，这时ab边产生的感应电动势多大?

e_ab=BL₁vsinωt = BL₁·ωsinωt =BL₁L₂sinωt

此时整个线框中感应电动势多大?

e=e_ab+e_cd=BL₁L₂ωsinωt

若线圈有N匝时，相当于N个完全相同的电源串联，e=NBL₁L₂ωsinωt，令E_m=NBL₁L_2ω，叫做感应电动势的峰值，e叫做感应电动势的瞬时值。

根据部分电路欧姆定律，电压的最大值U_m=I_mR，电压的瞬时值U=U_msinωt。

电动势、电流与电压的瞬时值与时间的关系可以用正弦曲线来表示，如下图所示：

1、交变电流的产生

为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？

多媒体课件打出下图。当abcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线?　　　　 ab与cd。

当ab边向右、cd边向左运动时，线圈中感应电流的方向 沿着a→b→c→d→a方向流动的。

当ab边向左、cd边向右运动时，线圈中感应电流的方向如何?

感应电流是沿着d→c→b→a→d方向流动的。

　线圈平面与磁感线平行时，ab边与cd边线速度方向都跟磁感线方向垂直，即两边都垂直切割磁感线，此时产生感应电动势最大。

线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小?

当线圈平面跟磁感线垂直时，ab边和cd边线速度方向都跟磁感线平行，即不切割磁感线，此时感应电动势为零。

利用多媒体课件，屏幕上打出中性面概念：

(1)中性面--线框平面与磁感线垂直的位置。

(2)线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ最大，但=0。

(3)线圈越过中性面，线圈中I_感方向要改变。线圈转一周，感应电流方向改变两次。

出示单相交流发电机，引导学生首先观察它的主要构造。

演示：将手摇发电机模型与小灯泡组成闭合电路。当线框快速转动时，观察到什么现象?

这种大小和方向都随时间做周期性变化电流，叫做交变电流。

通过实验观察，激发学习兴趣，培养良好的学习习惯，体会运用数学知识解决物理问题的重要性

教学重点、难点

重点

交变电流产生的物理过程的分析。

难点

交变电流的变化规律及应用。

教学方法

演示法、分析法、归纳法。

教学手段

手摇单相发电机、小灯泡、示波器、多媒体教学课件、示教用大的电流表

教学过程

3．培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。

2．培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。