师：同学们好！想必不少同学认识很多车标。大家看，这是一款电动新能源汽车——特斯拉。它是以有“钢铁侠”之称的马斯克，为纪念交流电发明者特斯拉而命名的。特斯拉与爱迪生齐名，一生有诸多发明，其中最重要的一项就是交流电。今天，咱们就一起来聊聊交流电。
之前我们学过直流电，直流电有什么特点呢？直流电的电流方向不随时间改变。就像干电池，它产生的就是直流电，计算器、电子手表和手机一般用的也是直流电。那么，什么是交流电呢？我们先来看一个实验。
这是实验连接图，一个矩形线圈通过导线和电流表相连。这里是交流发电机模型，上下各有一个磁极，会产生磁场。这个矩形线圈能在磁场里转动，转动时会产生感应电流。电流表指针在无电流时指在中间0刻度处。现在，我把电流表通过导线和线圈连接起来，转动线圈，大家注意观察电流表指针的偏转情况。
生：（观察）
师：大家看，电流表指针在左右摆动，这说明了什么？
生：（思考、回答）
师：没错，线圈转动时，电流表指针周期性左右摆动，这表明线圈产生了方向做周期性变化的电流。我们把这种方向随时间做周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流，一般用符号大写字母AC来表示。那为什么矩形线圈在磁场里转动会产生交变电流呢？下面具体分析一下。
我们看这个矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动，这里给出5个位置，从甲到戊，每个图对应线圈转90度的情况。为便于分析，我们把立体图转化为平面图。同学们思考一下，线圈逆时针转动时，哪些边切割磁感线产生电动势，哪些边不产生呢？
生：（思考、回答）
师：对，AB边和DC边会切割磁感线，而BC边和AD边，它们的速度方向与磁场方向在同一平面内，不切割磁感线，也就不产生电动势，所以我们只需分析AB边和DC边。
先看甲图，它的平面图显示，此时线圈平面与磁场方向垂直，这个位置我们称为中性面，即线圈平面与磁感线垂直的位置。在这个位置，磁通量最大，但AB边和DC边的速度方向与磁场平行，这两条边都不产生电动势，所以整个线圈的电动势为零，电流也是零。
再看线圈逆时针转过90度后到达乙图的位置。此时线圈平面与磁场方向平行，磁通量为0。但AB边和DC边的速度方向与磁场垂直，这两条边产生的电动势最大。根据右手定则，AB边电流方向向里，由A到B；DC边电流方向向外，由D到C。在整个回路中，电流方向是ABCDA，这两条边产生的电动势同向，总电动势最大，电流也最大。
继续逆时针转90度到丙图，又回到中性面位置，和甲图一样，AB边和DC边不产生电动势，整个回路电流为零。
再转90度到丁图，与乙图相似，AB边和DC边垂直切割磁感线，产生的电动势最大。用右手定则判断，DC边电流向里，由D到C；AB边电流向外，由B到A，整个回路电流方向是DCBA，与乙图电流方向相反，此时电流最大，但方向相反。
从这里可以看出，线圈在磁场里转动时，产生的电流大小和方向都在变化。
下面我们把这几个过程连起来分析。从甲经乙到丙，用楞次定律判断感应电流方向。线圈逆时针转动，从甲到乙磁通量减小，感应电流磁场与原磁场同向，感应电流沿ABCDA；从乙到丙磁通量增大，感应电流磁场与原磁场相反，感应电流还是沿ABCDA。所以从甲经乙到丙，电流方向不变。
从丙经丁到戊，从丙到丁磁通量减小，感应电流磁场与原磁场相同，感应电流方向是DCBA；从丁到戊磁通量增大，感应电流磁场与原磁场反向，感应电流方向还是DCBA。所以从丙经丁到戊，电流方向与从甲经乙到丙时相反。
通过分析可知，线圈转动一周，电流方向改变两次，因为每次经过中性面时，电流方向就会改变。
下面来看几个问题：
第一个问题，线圈转动一周，电流方向改变几次？
生：两次。
师：对，因为每转一周经过中性面两次，每次经过中性面电流方向改变一次，所以电流方向改变两次。