人教版高中物理選擇性必修第二冊(cè)易混易錯(cuò)：交變電流（原卷版+解析）

第三章交變電流

第一節(jié)交變電流

［核心素養(yǎng)?明目標(biāo)］

核心素養(yǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)

知道交流電產(chǎn)生過(guò)程、以及交流電的瞬時(shí)值的表達(dá)式并能夠解決相關(guān)問(wèn)

物理觀念

題。

通過(guò)交變電流瞬時(shí)值的推導(dǎo)，體會(huì)物理模型建立在物理規(guī)律形成中的作

科學(xué)思維

用。

通過(guò)對(duì)交變電流產(chǎn)生過(guò)程及變化規(guī)律的探究，嘗試用科學(xué)探究及數(shù)學(xué)分析

科學(xué)探究

的方法研究物理問(wèn)題，認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)工具在物理學(xué)中的應(yīng)用。

科學(xué)態(tài)度有將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)，勇于探索日常生活有關(guān)的物

與責(zé)任理問(wèn)題。

［基礎(chǔ)知識(shí)深層理解提高］

知識(shí)點(diǎn)一：交變電流定義和產(chǎn)生

1.交變電流：大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流叫作交變電流，簡(jiǎn)稱交流.

2.常見(jiàn)的交變電流的波形圖

實(shí)際應(yīng)用中，交變電流有著不同的變化規(guī)律，常見(jiàn)的有以下幾種，如圖所示.

家庭電路中的示波器中的鋸電子電路中激光通信

正弦式電流齒形掃描電壓的矩形脈沖中的尖脈沖

3.直流：方向不隨時(shí)間變化的電流稱為直流.

4.交流發(fā)電機(jī)的線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向垂直，用右手定則判斷線圈切割磁感線產(chǎn)生的

感應(yīng)電流方向.

知識(shí)點(diǎn)二：交變電流的產(chǎn)生

(1)產(chǎn)生條件：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，矩形線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。

(2)中性面：線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)所在的平面。

特點(diǎn)：磁通量最大，E感=0,I感=0。

(3)峰值面：與中性面垂直的平面：磁通量為0,￡核最大，最大。

峰值：表達(dá)式中的瓦、優(yōu)、4分別為電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流可能達(dá)到的最大值，叫作峰值。

(4)線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，兩次經(jīng)過(guò)中性面，交流電的方向改變兩次。

（5）過(guò)程分析（如圖所示）:

電流沿48co方向電流沿0C84方向

甲

在甲、丙位置時(shí)線圈中

沒(méi)有電流，在乙、丁位

置時(shí)線圈中電流最大

丙

知識(shí)點(diǎn)三:交變電流的變化規(guī)律

從兩個(gè)特殊位置開(kāi)始計(jì)時(shí)瞬時(shí)值的表達(dá)式

從與中性面垂直的位置開(kāi)始

從中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí)

計(jì)時(shí)

磁通量。=011cos3t=BScOS3t。=Onsin3t=BSsin3t

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=foin3t=NBS3sin3te=E^Qs3t=NBS3cbs3t

...,RNBS3RNBS3

電壓u—ttsint—.sindu—ttcost—,cosGt

Rn+rRn-\-r

..+NBSc±..NBS3

電流2—ATsin3t-.sin2—ArcosGt—ctcos<yt

Rn+rR+r

［典型例題、易錯(cuò)易混點(diǎn)剖析］

易錯(cuò)易混點(diǎn)1交變電流的理解

易錯(cuò)易混點(diǎn)辨析大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流叫作交變電流，簡(jiǎn)稱交流.判定的依據(jù)主要

是電流的方向發(fā)生變化，大小做周期性的變化。

例題1.下列圖像中不屬于交流電的有（）

解析：選B,交流電的特點(diǎn)是人小、方向隨時(shí)間做周期性的變化，B圖方向沒(méi)有隨時(shí)間變化，不屬于

交流電，B正確。故選B。

例題2.對(duì)于如圖所示的電流/隨時(shí)間”故周期性變化的圖像，下列描述正確的是（)

A.電流的大小變化，方向不變，是直流電

B.電流的大小不變，方向變化，是交變電流

C.電流的大小和方向都變化，是交變電流

D.電流的大小和方向都不變，是直流電

解析：選A,由圖象可知，電流的方向不變，而大小作周期性變化，所以不是交流，而是直流，但不

是恒定直流。

易錯(cuò)易混點(diǎn)2交變電流的產(chǎn)生問(wèn)題

易錯(cuò)易混點(diǎn)辨析：產(chǎn)生正弦式交變電流的條件是：線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，與線圈的形

狀和轉(zhuǎn)軸的位置無(wú)關(guān)。（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)。（2）線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。（3）線圈的轉(zhuǎn)軸垂直于磁場(chǎng)方向。

A①

兩個(gè)特殊位置：1.中性面位置：線圈平面與磁場(chǎng)垂直的位置，此時(shí)。最大，七為0,9為0,i為

0.線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，電流方向發(fā)生改變，線圈轉(zhuǎn)一圈電流方向改變兩次.

一A①

2.垂直中性面位置：此時(shí)。為0,y最大，e最大，i最大.

例題3.如圖所示為交流發(fā)電機(jī)示意圖，線圈的A3邊連在金屬滑環(huán)K上，CO邊連在滑環(huán)L上，用導(dǎo)

體做的兩個(gè)電刷E、尸分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過(guò)滑環(huán)和電刷保持與外電路的連接。關(guān)

于其工作原理，下列分析正確的是（）

。EA.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大

B.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大

C.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量的變化率最小

D.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直時(shí)，線圈中的感應(yīng)電流最小

解析：選A,A.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，形和切邊方向與磁感線方向垂直，穿過(guò)線圈的磁通

量最大，A正確；B.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，穿過(guò)線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，感

應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，B錯(cuò)誤；CD.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與中性面垂直的瞬間，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，則線圈

中磁通量的變化率最大，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，感應(yīng)電流最大，故CD錯(cuò)誤。故選A。

例題4.（多選）如圖所示，一矩形閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸0。’以恒定的角速

度出轉(zhuǎn)動(dòng)，從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則在0?*這段時(shí)間內(nèi)（）

乙3

003

A.線圈中的感應(yīng)電流一直在減小

B.線圈中的感應(yīng)電流先增大后減小

C.穿過(guò)線圈的磁通量一直在減小

【）.穿過(guò)線圈的磁通量的變化率一直在減小

解析:選AD計(jì)時(shí)開(kāi)始時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)平行，感應(yīng)電流最大，在0?2時(shí)間內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過(guò)四分之一個(gè)

圓周，感應(yīng)電流從最大減小為零，磁通量逐漸增大，其變化率一直減小，故A、D正確。

易錯(cuò)易混點(diǎn)3交變電流的變化規(guī)律

易錯(cuò)易混點(diǎn)辨析：.確定正弦式交變電流電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式的基本方法

1.確定線圈轉(zhuǎn)動(dòng)到哪個(gè)位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，以確定瞬時(shí)值表達(dá)式是按正弦規(guī)律變化還是按余弦規(guī)律變化.

2.確定線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度.

3.確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值

4.寫(xiě)出瞬時(shí)值表達(dá)式e=笈sin3t或e=Ecos3t.

例題5.小型交流發(fā)電機(jī)的原理圖如圖所示：?jiǎn)卧丫匦尉€圈時(shí)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞過(guò)和、力〃中點(diǎn)

的軸例'以恒定角速度旋轉(zhuǎn)，軸0。'與磁場(chǎng)垂直，矩形線圈通過(guò)滑環(huán)與理想交流電流表A,定值電阻〃串

聯(lián)，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)，交流電流表A的示數(shù)最小

B.線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)，流經(jīng)定值電阻"的電流最大

C.線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量變化率最大

D.線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)，通過(guò)線圈的磁通最最大

解析:選B,A、交流電流表顯示的是交流電的有效值，不隨線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)而變化；故A錯(cuò)誤.B、線圈

與磁場(chǎng)平行時(shí)，磁通量最小，此時(shí)電動(dòng)勢(shì)最大，電流最大；故B正確.C、線圈平面與磁場(chǎng)垂時(shí)，通過(guò)線

圈的磁通量的變化率為零；故C錯(cuò)誤.D、線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量為零；故D錯(cuò)誤.故

選B.

例題6.（多選）如圖所示，abed為一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、匝數(shù)為N的王方形閉合線圈，繞對(duì)稱軸必’勻速轉(zhuǎn)動(dòng),

角速度為3。空間中只有aT左側(cè)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為員若閉合線圈的總

電阻為R,則（）

,0

A.線圈中電動(dòng)勢(shì)的最大值為平刖%

B.線圈中電動(dòng)勢(shì)的最大值為）秘/『3

C.在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的過(guò)程中，線圈中有一半時(shí)間沒(méi)有電流

D.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖中所處的位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為

解析:選BD最大值瓦儂2g,A錯(cuò)誤，B正確；在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，線圈始終有一半在磁場(chǎng)中

運(yùn)動(dòng)，不會(huì)有一半時(shí)間沒(méi)有電流，c錯(cuò)誤；題圖中所示位置中，穿過(guò)線圈的磁通量為當(dāng)片D正確。

易錯(cuò)點(diǎn)4.交變電流的圖像

易錯(cuò)點(diǎn)辨析：1.對(duì)交變電流圖像的認(rèn)識(shí)

如圖所示，正弦交變電流隨時(shí)間的變化情況可以從圖像上表示出來(lái)，圖像描述的是交變電流的電動(dòng)勢(shì)、

電流、電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律，它們是正弦曲線。

2.交變電流圖像的應(yīng)用

從圖像中可以解讀到以下信息：

(1)交變電流的最大值人、瓦、周期北

⑵因線圈在中性面時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流均為零，磁通量最大，所以可確定線圈位于中性面的時(shí)刻。

⑶找出線圈平行于磁感線的時(shí)刻。

(4)判斷線圈中磁通量的變化情況。

⑸分析判斷受A〃隨時(shí)間的變化規(guī)律。

3.圖像的分析方法

一看：看“軸”、看“線”、看“斜率”、看“點(diǎn)”，并理解其物理意義。

二變：掌握“圖與圖”“圖與式”和“圖與物”之間的變通關(guān)系。

三判：在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正確的分析和判斷。

例題7.一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖像如圖所示，則()

A.交流電的頻率是4nHz

B.當(dāng)七=0時(shí)，線圈平面與磁感線垂直，磁通量最大

C.當(dāng)t=ns時(shí)，e有最大值

3

D.t=-ns時(shí)，o=-10V最小，磁通量變化率最小

解析:選B從題圖像可知交流電的周期為2冗s,頻率為*Hz,t=ns時(shí)，e=0最小，A、C錯(cuò)

3A(D

誤；匕=0時(shí)，e最小，。最大，B正確；才=5ns時(shí)，e=-10V,e最大，最大，“一”號(hào)表不方向，

D錯(cuò)誤。

例題8.一矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e

隨時(shí)間［變化的規(guī)律如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是()

A.圖像是從線圈平面位于中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)的

B.G時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為零

C.時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量的變化率為零

D.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的方向變化時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量的方向也變化

解析:選B由題圖可知，當(dāng)￡=0時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，說(shuō)明穿過(guò)線圈的磁通量的變化率最大，磁通

量為零，即是從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，穿過(guò)線圈

的磁通量的變化率最大，磁通量為零，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的方向變化時(shí)，線圈通過(guò)中性

面，穿過(guò)線圈的磁通量最大，但方向并不變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

【針對(duì)訓(xùn)練】

一、單選題

1.某發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖，其中N、S是永久磁鐵的兩個(gè)磁極，M是圓柱形鐵芯，鐵芯外套有一

矩形導(dǎo)線圈，線圈在繞過(guò)鐵芯M中心的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑的輻

向磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小處處相等。若從線圈處于圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，設(shè)此時(shí)電動(dòng)勢(shì)為正值，圖中能正確

反映線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間E變化規(guī)律的是（）

2.交流發(fā)電機(jī)發(fā)電過(guò)程示意圖如圖所示，線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

A.轉(zhuǎn)到圖甲位置時(shí)，線圈為中性面

B.轉(zhuǎn)到圖乙位置時(shí)，線圈中電流方向發(fā)生改變

C.轉(zhuǎn)到圖丙位置時(shí)，切邊感應(yīng)電流方向?yàn)閖0

D.轉(zhuǎn)到圖丁位置時(shí)，線圈中的磁通量變化率最大

3.如圖是交流發(fā)電機(jī)的示意圖，線圈心邊連接在金屬滑環(huán)K上，〃邊連接在金屬滑環(huán)L上，左右兩

個(gè)導(dǎo)體電刷分別壓在滑環(huán)K、L上，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過(guò)滑環(huán)和電刷保持與外電路的連接。若線圈繞轉(zhuǎn)軸

順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，取從左向右通過(guò)電流表G為電流正方向，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，下列圖中能正確表示電

流表G中電流隨時(shí)間變化關(guān)系的是（）

4.交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)電動(dòng)勢(shì)為e=￡sin32,若將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速提高一倍，同時(shí)將電樞所圍面積

減小一半，其他條件不變，則其電動(dòng)勢(shì)變?yōu)椋ǎ?/p>

.3t

A.e=ZJ,sin-7-B.e'=2笈sin

乙

,笈

C.e'=￡?sinD.e=-sin2(^t

乙

5.一矩形線圈月瓦〃在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞其中心軸（）（）,勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)在線圈中形成交變電流。下列說(shuō)

法錯(cuò)誤的是（）

A.線圈經(jīng)過(guò)甲圖位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，產(chǎn)生的電流也最大

B.線圈經(jīng)過(guò)乙圖位置時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量為零，產(chǎn)生的電流最大，電流的方向?yàn)閳D中箭頭指向

C.線圈經(jīng)過(guò)丙圖位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，產(chǎn)生的電流最小

D.線圈從丙圖位置轉(zhuǎn)到丁圖位置的過(guò)程中，穿過(guò)線圈的磁通量減小，產(chǎn)生的電流在增大

6.矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的對(duì)稱軸作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則（）

A.當(dāng)線圈平面處于中性面時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大

B.當(dāng)線圈平面處于中性面時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零

C.當(dāng)線圈平面與磁感線平行瞬間，穿過(guò)線圈平面的磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零

D.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向改變一次

7.如下圖中各圖面積均為5的線圈均繞其對(duì)稱軸或中心軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)6中以角速度3勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從

圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)能產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢(shì)e=RSosind的圖是（）

8.?閉合矩形線圈aAd繞套直于磁感線的固定軸00'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈平面位于如圖甲所示的勻強(qiáng)磁

場(chǎng)中。通過(guò)線圈的磁通量S隨時(shí)間？的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是()

A.在、禽時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量變化率最大

B.力、G時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流方向改變

C.叁、右時(shí)刻線圈中磁通量最大

D.t2＞乙時(shí)刻線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小

9.一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為e=l(hpsin4JiC(V),則

()

A.該交變電動(dòng)勢(shì)的線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為4rad/s

B.零時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)垂直

C.匕=0.25s時(shí)，e達(dá)到最大值

D.在1s時(shí)間內(nèi)，線圈中電流方向改變10次

10.如圖甲所示是一種可手搖發(fā)電的手電筒，除照明外還可手搖發(fā)電為手機(jī)充電。其原理【可路處在磁

感應(yīng)強(qiáng)度為0.01T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向如圖乙所示，圖乙時(shí)刻半圓形導(dǎo)線束位于紙面內(nèi)。從右向左看,

A.該手搖電筒中的電流是直流電

B.圖乙時(shí)刻半圓形導(dǎo)線束上電流從A到B

C.圖乙時(shí)刻半圓形導(dǎo)線束受安培力大小為0

D.圖乙所示電流表的示數(shù)為0JA

11.如圖所示為演示交變電流產(chǎn)生過(guò)程的裝置圖，關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，正確的說(shuō)法是（）

A.線圈從任意位置轉(zhuǎn)180。的過(guò)程，穿過(guò)線圈的磁通量變化量一定為零

B.圖示線圈所處位置為中性面，線圈中無(wú)感應(yīng)電流

C.圖示位置數(shù)邊中的感應(yīng)電流方向?yàn)?/p>

D.線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁通量變化率為零

12.科技小組在探究交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律時(shí)，將電流計(jì)（0刻度在正中央）與一個(gè)保護(hù)電阻總

申軼后，接到交流發(fā)電機(jī)模型的兩個(gè)輸出端，如圖所示。發(fā)電機(jī)模型線圈匝數(shù)可調(diào)。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使線圈在磁

場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，觀察電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)情況，下列敘述與觀察結(jié)果相符的是（）

A.電流計(jì)指針總是左、右搜動(dòng)

B.當(dāng)轉(zhuǎn)速很小時(shí)，電流計(jì)指針左、右擺動(dòng)

C.當(dāng)轉(zhuǎn)速很大時(shí)，電流計(jì)指示的為交變電流的有效值

D.當(dāng)線圈匝數(shù)少時(shí)，電流計(jì)指針左右擺動(dòng)，當(dāng)線圈匝數(shù)多時(shí)，電流計(jì)指針指向某一側(cè)不為零的定值

13.如圖為電動(dòng)機(jī)模型圖，左側(cè)為N極，右側(cè)為S極。電動(dòng)機(jī)線框通過(guò)換向器連入電路中，線框仍

的面積為S,匝數(shù)為〃，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為8線框平面與磁場(chǎng)平行。若此時(shí)閉合開(kāi)關(guān)，則下列說(shuō)法正

確的是（）

A.從正前方看去，該線框?qū)?huì)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

B.若同時(shí)調(diào)轉(zhuǎn)電極和磁極方向，則線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變

C.轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中線圈中電流方向變化，流過(guò)〃的電流方向不變

D.線框轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)，穿過(guò)線框平面的磁通量最大，且為〃用

二、多選題

14.下列方法中能夠產(chǎn)生交變電流的是（）

x10々wb)

1.0

o

.144.71〃(x10-28)

-1.0

線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中按金屬棒繞過(guò)中心且與破場(chǎng)垂由一條導(dǎo)線折成的折線繞閉合線圈垂直磁感線不動(dòng),穿過(guò)

逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)直的軸逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)PQ在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)線圖的磁通量按照正弦規(guī)律變化

ABCD

15.線圈的匝數(shù)為100匝，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂宜于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)線圈的磁通最隨時(shí)間的

變化規(guī)律如圖所示。下列結(jié)論正確的是（）

A.在，=0s和r=0.2s時(shí)，線圈平面和磁場(chǎng)垂直，電動(dòng)勢(shì)最大

B.在，=0.1s和f=0.3s時(shí)，線圈平面和磁場(chǎng)垂直，電動(dòng)勢(shì)為零

C.在I=0.2s和/=0.4s時(shí)電流方向不變

D.在/=0.1s和/=0.3s時(shí)，線圈切割磁感線的有效速率最大

16.下列各圖中能產(chǎn)生交變電流的是（）

X5

B:日

ABCI)

17.如圖所示，空間中分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)有界磁場(chǎng)，用是其左邊界，?面積為S的〃

匝圓形金屬線框垂直于磁場(chǎng)放置，圓形線圈的圓心。在環(huán)上，若線框以角速度/繞用勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并從圖

示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則（）

XX

H

XX

XX

XX

XX

XX

A.■時(shí),線框中的感應(yīng)電流最小

co

B.時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量最大

1（D

C.線框中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的最大值為成S3

I）.線框中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為巫’3

4

18.如圖甲所示，發(fā)光竹蜻蜓是一種常見(jiàn)的兒童玩具。某同學(xué)對(duì)竹蜻蜓的電路作如下簡(jiǎn)化：如圖乙所

示，導(dǎo)電圓環(huán)繞垂直于圓環(huán)平面、通過(guò)圓心。的金屬軸以用速度。逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（俯視）。圓環(huán)上

接有三根金屬幅條0P、&?、OR,輻條互成120。角。在圓環(huán)左半部分張角也為12。。角的范圍內(nèi)（兩條虛

線之間）分布著垂直圓環(huán)平面向下磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在轉(zhuǎn)軸與圓環(huán)的邊緣之間通過(guò)電刷

M、N與一個(gè)LED燈（二極管）相連。除LED燈電阻外，其他電阻不計(jì)。下列說(shuō)法中正確的是（）

A.若。尸棒進(jìn)入磁場(chǎng)中，P點(diǎn)電勢(shì)小于O點(diǎn)電勢(shì)

B.金屬輻條在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的是正弦式交變電流

C.若導(dǎo)電圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（俯視），也能看到"D燈發(fā)光

D.角速度比較大時(shí)，能看到LED燈更亮

19.水力發(fā)電站和火力發(fā)電站都采用旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)，但是發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)-?般不同。水力發(fā)電站常

采用圖甲所示原理的發(fā)電機(jī)，A、8、C、。均為線圈；火力發(fā)電站常采用圖乙所示原理的發(fā)電機(jī)，A、

“、C、。均為沿軸方向的導(dǎo)線,當(dāng)圖中固定有磁鐵的轉(zhuǎn)子順時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，某同學(xué)在兩圖

中標(biāo)示了電流方向，下列說(shuō)法正確的是（）

B.圖甲中3、。線圈電流標(biāo)示方向正確

C.圖乙中A、4導(dǎo)線電流標(biāo)示方向正確

D.圖乙中C、O導(dǎo)線電流標(biāo)示方向止確

三、非選擇題

20.如圖所示，（a）-（b）-（c）-（d）-（e）過(guò)程是交流發(fā)電機(jī)發(fā)電的示意圖，線圈的他邊

連在金屬滑環(huán)K」:，cd邊連在金屬滑環(huán)￡上，用導(dǎo)體制成的兩個(gè)電刷分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)

可以通過(guò)滑環(huán)和電刷保持與外電路連接。

（1）圖（a）中,線圈平面與磁感線垂直，磁通量,磁通鼠變化率（填“最

大”或“零”）。

（2）從圖（。）開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈中電流j隨時(shí)間1變化的關(guān)系是（填“了二石有3片填“六人cos

（3）當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖9位置時(shí)，感應(yīng)電流____________（填“最小”或“最大”），且感應(yīng)電流方向

____________（填“改變”或“不改變”）。

（4）當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖（d）位置時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)____________（填“最小”或“最大”），勖邊感應(yīng)電流

方句為_(kāi)___________（填“a-b"或a"）。

21.如圖所示，矩形線圈匝數(shù)A匕100匝，他=30cm,ad=20cm,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度q0.8T,

繞軸00'從圖示位置開(kāi)始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度3=100JTrad/s,試求:

\0

I

(D穿過(guò)線圈的磁通后最大值應(yīng)為多大？

(2)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值反為多大？

(3)寫(xiě)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間變化的表達(dá)式？

(4)從圖示位置開(kāi)始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)30°過(guò)程中，線圈中產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì)為多少?

第三章交變電流

第一節(jié)交變電流

［核心素養(yǎng)?明目標(biāo)］

核心素養(yǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)

知道交流電產(chǎn)生過(guò)程、以及交流電的瞬時(shí)值的表達(dá)式并能夠解決相關(guān)問(wèn)

物理觀念

題。

通過(guò)交變電流瞬時(shí)值的推導(dǎo)，體會(huì)物理模型建立在物理規(guī)律形成中的作

科學(xué)思維

用。

通過(guò)對(duì)交變電流產(chǎn)生過(guò)程及變化規(guī)律的探究，嘗試用科學(xué)探究及數(shù)學(xué)分析

科學(xué)探究

的方法研究物理問(wèn)題，認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)工具在物理學(xué)中的應(yīng)用。

科學(xué)態(tài)度有將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)，勇于探索日常生活有關(guān)的物

與責(zé)任理問(wèn)題。

［基礎(chǔ)知識(shí)深層理解提高］

知識(shí)點(diǎn)一：交變電流定義和產(chǎn)生

1.交變電流：大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流叫作交變電流，簡(jiǎn)稱交流.

2.常見(jiàn)的交變電流的波形圖

實(shí)際應(yīng)用中,交變電流有著不同的變化規(guī)律，常見(jiàn)的有以下幾種，如圖所示.

家庭電路中的示波器中的鋸電子電路中激光通信

正弦式電流齒形掃描電壓的矩形脈沖中的尖脈沖

3.直流：方向不隨時(shí)間變化的電流稱為直流.

4.交流發(fā)電機(jī)的線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向垂直，用右手定則判斷線圈切

割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向.

知識(shí)點(diǎn)二：交變電流的產(chǎn)生

(1)產(chǎn)生條件：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，矩形線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。

(2)中性面：線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)所在的平面。

特點(diǎn)：磁通量最大，E#0,I感=0。

(3)峰值面：與中性面垂直的平面：磁通量為0,￡解最大，最大。

峰值：表達(dá)式中的瓦、&、4分別為電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流可能達(dá)到的最大值，叫作峰值。

（4）線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，兩次經(jīng)過(guò)中性面，交流電的方向改變兩次。

（5）過(guò)程分析（如圖所示）：

電流沿48C0方向電流沿OC切方向

甲

在甲、丙位置時(shí)線圈中

沒(méi)有電流，在乙、丁位

置時(shí)線圈中電流最大

電流沿4BCZ）方向電流沿DCB4方向

丙

知識(shí)點(diǎn)三：交變電流的變化規(guī)律

從兩個(gè)特殊位置開(kāi)始計(jì)時(shí)瞬時(shí)值的表達(dá)式

從與中性面垂直的位置

從中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí)

開(kāi)始計(jì)時(shí)

G=dcos31=BScos。=dsint=ASsin

磁通量

3t3t

e='sin3t=NBS3

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=^cos3t=NBS3cos3t

sin31

〃.RNBS3〃RNBSCJ

u—UiSint—?u—ttcost—n.coso

電壓Rn+r

sin31t

..NBS3

2—Aysm.NBSa

電流R-vrI—Arcos3%—niCOS

R+rcot

sin31

［典型例題、易錯(cuò)易混點(diǎn)剖析］

易錯(cuò)易混點(diǎn)1交變電流的理解

易錯(cuò)易混點(diǎn)辨析大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流叫作交變電流，簡(jiǎn)稱交流.判

定的依據(jù)主要是電流的方向發(fā)生變化，大小做周期性的變化。

例題1.下列圖像中不屬于交流電的有（）

解析：選B,交流電的特點(diǎn)是大小、方向隨時(shí)間做周期性的變化，B圖方向沒(méi)有隨時(shí)間

變化，不屬于交流電，B正確。故選B。

例題2.對(duì)于如圖所示的電流，隨時(shí)間f做周期性變化的圖像，下列描述正確的是（）

A.電流的大小變化，方向不變，是直流電

B.電流的大小不變，方向變化，是交變電流

C.電流的大小和方向都變化，是交變電流

D.電流的大小和方向都不變，是直流電

解析：選A,由圖象可知，電流的方向不變，而大小作周期性變化，所以不是交流，而

是直流，但不是恒定直流。

易錯(cuò)易混點(diǎn)2交變電流的產(chǎn)生問(wèn)題

易錯(cuò)易混點(diǎn)辨析：產(chǎn)生正弦式交變電流的條件是：線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)

動(dòng)，與線圈的形狀和轉(zhuǎn)軸的位置無(wú)關(guān)。（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)。（2）線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。（3）線圈的轉(zhuǎn)軸垂

直于磁場(chǎng)方向。

△①

兩個(gè)特殊位置：1.中性面位置：線圈平面與磁場(chǎng)垂直的位置，此時(shí)⑦最大，了工為0,

e為0,I.為0.線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，電流方向發(fā)生改變，線圈轉(zhuǎn)一圈電流方向改變兩次.

△①

2.垂直中性面位置：此時(shí)。為0,工7最大，e最大，I.最大.

例題3.如圖所示為交流發(fā)電機(jī)示意圖，線圈的A3邊連在金屬滑環(huán)K上，邊連在滑

環(huán)心上，用導(dǎo)體做的兩個(gè)電刷E、尸分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過(guò)滑環(huán)和電

刷保持與外電路的連接。關(guān)于其工作原理，下列分析正確的是（）

H

A.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最

大

B.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大

C.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量的變化率最小

D.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直時(shí)，線圈中的感應(yīng)電流最小

解析：選A,A.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，羽和切邊方向與磁感線方向垂直，

穿過(guò)線圈的磁通量最大，A正確；B.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，穿過(guò)線圈的磁通量最

大，磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，B錯(cuò)誤；CD.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與中性面垂直

的瞬間，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，則線圈中磁通量的變化率最大，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，

感應(yīng)電流最大，故CD錯(cuò)誤。故選A。

例題4.(多選)如圖所示，一矩形閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂宜于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸00'

以恒定的角速度3轉(zhuǎn)動(dòng)，從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則在0?會(huì)這段時(shí)間內(nèi)

()

0。3

B

。'：

A.線圈中的感應(yīng)電流一直在減小

B.線圈中的感應(yīng)電流先增大后減小

C.穿過(guò)線圈的磁通量一直在減小

D.穿過(guò)線圈的磁通量的變化率一直在減小

解析:選AD計(jì)時(shí)開(kāi)始時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)平行，感應(yīng)電流最大，在0?丹時(shí)間內(nèi)線圈

轉(zhuǎn)過(guò)四分之一個(gè)圓周，感應(yīng)電流從最大減小為零，磁通量逐漸增大，其變化率一直減小，

故A、D正確。

易錯(cuò)易混點(diǎn)3交變電流的變化規(guī)律

易錯(cuò)易混點(diǎn)辨析：.確定正弦式交變電流電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式的基本方法

1.確定線圈轉(zhuǎn)動(dòng)到哪個(gè)位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，以確定瞬時(shí)值表達(dá)式是按正弦規(guī)律變化還是按

余弦規(guī)律變化.

2.確定線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度.

3.確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值瓦庚：

4.寫(xiě)出瞬時(shí)值表達(dá)式e=￡sin3￡或8=瓦（：053t.

例題5.小型交流發(fā)電機(jī)的原理圖如圖所示：?jiǎn)卧丫匦尉€圈4式〃置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞

過(guò)BC、力。中點(diǎn)的軸00'以恒定角速度旋轉(zhuǎn)，軸比'與磁場(chǎng)垂直，矩形線圈通過(guò)滑環(huán)與理想

交流電流表A,定值電阻串聯(lián)，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)，交流電流表A的示數(shù)最小

B.線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)，流經(jīng)定值電阻"的電流最大

C.線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量變化率最大

D.線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量最大

解析:選B,A、交流電流表顯示的是交流電的有效值，不隨線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)而變化；故A錯(cuò)

誤.B、線圈與磁場(chǎng)平行時(shí)，磁通量最小，此時(shí)電動(dòng)勢(shì)最大，電流最大；故B正確.C、線

圈平面與磁場(chǎng)垂時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量的變化率為零；故C錯(cuò)誤.D、線圈平面與磁場(chǎng)平行

時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量為零；故D錯(cuò)誤.故選B.

例題6.（多選）如圖所示，abed為一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、匝數(shù)為N的正方形閉合線圈，繞對(duì)稱軸

00'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為3。空間中只有00,左側(cè)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)

強(qiáng)度大小為反若閉合線圈的總電阻為尼貝4（）

A.線圈中電動(dòng)勢(shì)的最大值為當(dāng)八①?a

B.線圈中電動(dòng)勢(shì)的最大值為5①23

C.在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的過(guò)程中，線圈中有一半時(shí)間沒(méi)有電流

D.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖中所處的位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為:以2

解析:選BD最大值瓦=如2少，人錯(cuò)誤，B正確；在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，線圈始終有

一半在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，不會(huì)有一半時(shí)間沒(méi)有電流，c錯(cuò)誤；題圖中所示位置中，穿過(guò)線圈的磁

通量為:應(yīng)2,D正確。

易錯(cuò)點(diǎn)4.交變電流的圖像

易錯(cuò)點(diǎn)辨析：1.對(duì)交變電流圖像的認(rèn)識(shí)

如圖所示，正弦交變電流隨時(shí)間的變化情況可以從圖像上表示出來(lái)，圖像描述的是交

變電流的電動(dòng)勢(shì)、電流、電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律，它們是正弦曲線。

2.交變電流圖像的應(yīng)用

從圖像中可以解讀到以下信息：

(1)交變電流的最大值幾、瓦、優(yōu)、周期兀

(2)因線圈在中性面時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流均為零，磁通量最大，所以可確定線圈位于中

性面的時(shí)刻。

(3)找出線圈平行于磁感線的時(shí)刻。

(4)判斷線曲中磁通量的變化情況。

(5)分析判斷e、八〃隨時(shí)間的變化規(guī)律。

3.圖像的分析方法

一看：看“軸”、看“線”、看“斜率”、看“點(diǎn)”,并理解其物理意義。

二變：掌握“圖與圖”“圖與式”和“圖與物”之間的變通關(guān)系。

三判：在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正確的分析和判斷。

例題7.一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖像如圖所示，則

()

A.交流電的頻率是4nHz

B.當(dāng)，=0時(shí)，線圈平面與磁感線垂直，磁通量最大

C.當(dāng)￡=兀s時(shí)，e有最大值

3

D.r=7；JIS時(shí)，e=-10V最小，磁通量變化率最小

解析:選B從題圖像可知交流電的周期為2Ks,頻率為上Hz,t—ns時(shí)，e=0

4JI

3

最小，A、C錯(cuò)誤；￡=0時(shí)，e最小，0最大，B正確；s時(shí)，e=-10V,e最大，

A①

NZ最大，“一”號(hào)表示方向，D錯(cuò)誤。

例題8.一矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間［變化的規(guī)律如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是()

A.圖像是從線圈平面位于中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)的

B.七時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為零

C.七時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量的變化率為零

D.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的方向變化時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量的方向也變化

解析:選B由題圖可知，當(dāng)才=0時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，說(shuō)明穿過(guò)線圈的磁通量的變化

率最大，磁通量為零，即是從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；益時(shí)刻

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，穿過(guò)線圈的磁通量的變化率最大，磁通量為零，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；感

應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的方向變化時(shí)，線圈通過(guò)中性面，穿過(guò)線圈的磁通量最大，但方向并不變化，

選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

【針對(duì)訓(xùn)練】

四、單選題

1.某發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖，其中N、S是永久磁鐵的兩個(gè)磁極，M是圓柱形鐵芯，

鐵芯外套有一矩形導(dǎo)線圈，線圈在繞過(guò)鐵芯M中心的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。磁極與鐵芯之間的

縫隙中形成方向沿半徑的福向磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小處處相等。若從線圈處于圖示位置開(kāi)始

計(jì)時(shí)，設(shè)此時(shí)電動(dòng)勢(shì)為正值，圖中能正確反映線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間￡變化規(guī)律的是

()

解析:選D,由于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小處處相等，且線圈切割磁感線的線速度大小不變，所以

線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小恒定，且每當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至豎直位置時(shí)，感應(yīng)電流方向發(fā)生一次改變，

從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈再轉(zhuǎn)過(guò)四分之一周期電流方向?qū)⒏淖儯C上所述可知D正確。

故選D。

2.交流發(fā)電機(jī)發(fā)電過(guò)程示意圖如圖所示，線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是

A.轉(zhuǎn)到圖甲位置時(shí)，線圈為中性面

B.轉(zhuǎn)到圖乙位置時(shí)，線圈中電流方向發(fā)生改變

C.轉(zhuǎn)到圖丙位置時(shí)，⑺邊感應(yīng)電流方向?yàn)?/p>

D.轉(zhuǎn)到圖丁位置時(shí)，線圈中的磁通量變化率最大

解析:選BA.轉(zhuǎn)到圖甲位置時(shí)，線圈為與中性面垂直的位置，故A錯(cuò)誤；B.轉(zhuǎn)到圖

乙位置時(shí)，即線圈為中性面位置，此時(shí)線圈中電流方向發(fā)生改變，故B正確；C.轉(zhuǎn)到圖丙

位置時(shí)，由右手定則可得，勿邊感應(yīng)電流方向?yàn)楣蔆錯(cuò)誤；D.轉(zhuǎn)到圖丁位置時(shí)，

線圈中的磁通量最大，磁通量變化率為零，故D錯(cuò)誤。故選B。

3.如圖是交流發(fā)電機(jī)的示意圖，線圈"邊連接在金屬滑環(huán)K上，〃邊連接在金屬滑環(huán)

L±,左右兩個(gè)導(dǎo)體電刷分別壓在滑環(huán)K、L±,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過(guò)滑環(huán)和電刷保持與外

電路的連接。若線圈繞轉(zhuǎn)地順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，取從左向右通過(guò)電流表G為電流正方向，從圖

示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，下列圖中能正確表示電流表G中電流隨時(shí)間變化關(guān)系的是（）

解析:選A,圖示位置線圈中通過(guò)的磁通量最大，線圈平面處于中性面，感應(yīng)電流為零;

線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向是從a到8,通過(guò)電流表的電流，從右到左,

為負(fù)方向，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。

4.交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)電動(dòng)勢(shì)為e=Asin33若將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速提高一倍，同時(shí)將

電樞所圍面積減小一半，其他條件不變，則其電動(dòng)勢(shì)變?yōu)椋ǎ?/p>

A.e'=￡，,sinB.ef=25.sin-

&

C.er=￡sin23?D.ef=-sin23t

乙

解析:選C本題考查交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式e=5；sin而瓦=儂'3,當(dāng)必加倍

而S減半時(shí)，及不變，故正確答案為C.

5.一矩形線圈力瓦〃在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞其中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)在線圈中形成交

變電流。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.線圈經(jīng)過(guò)甲圖位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，產(chǎn)生的電流也最大

B.線圈經(jīng)過(guò)乙圖位置時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量為零,產(chǎn)生的電流最大，電流的方向?yàn)閳D

中箭頭指向

C.線圈經(jīng)過(guò)丙圖位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，產(chǎn)生的電流最小

D.線圈從內(nèi)圖位置轉(zhuǎn)到丁圖位置的過(guò)程中，穿過(guò)線圈的磁通量減小，產(chǎn)生的電流在增

大

解析:選A,A.線圈經(jīng)過(guò)甲圖位置（中性面）時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，產(chǎn)生的電流為

零。故A錯(cuò)誤，與題意相符；B.線圈經(jīng)過(guò)乙圖位置（與中性面垂直）時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量

為零，產(chǎn)生的電流最大，根據(jù)楞次定律可知電流的方向?yàn)閳D中箭頭指向。故B正確，與題

意不符；C.線圈經(jīng)過(guò)丙圖位置（中性面）時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，產(chǎn)生的電流最小為零。

故C正確，與題意不符；D.線圈從丙圖位置（中性面）轉(zhuǎn)到丁圖位置（與中性面垂直）的過(guò)程

中，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，穿過(guò)線圈的磁通量減小，產(chǎn)生的電流在增大。故D正

確，與題意不符。故選A。

6.矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的對(duì)稱軸作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則（）

A.當(dāng)線圈平面處于中性面時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大

B.當(dāng)線圈平面處于中性面時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零

C.當(dāng)線圈平面與磁感線平行瞬間，穿過(guò)線圈平面的磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零

D.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向改變一次

解析:選B,AB.當(dāng)線圈平面處于中性面時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

為零，故A錯(cuò)誤，B正確；C.當(dāng)線圈平面與磁感線平行瞬間，穿過(guò)線圈平面的磁通量為零,

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，故C錯(cuò)誤；D.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向改變兩次，故D錯(cuò)誤。故

選B。

7.如下圖中各圖面積均為S的線圈均繞其對(duì)稱軸或中心軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)〃中以角速度3

勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)能產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢(shì)e=8Sosind的圖是（）

解析:選A,由題意可知，只有A圖在切割磁感線，導(dǎo)致磁通量在變化，從而產(chǎn)生正弦交

變電動(dòng)勢(shì)。=8Ssin",而B(niǎo)CD圖均沒(méi)有導(dǎo)致磁通量變化，故A正確，BCD錯(cuò)誤；故選A.

8.一閉合矩形線圈必。"繞垂直于磁感線的固定軸00'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈平面位「?如圖

甲所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。通過(guò)線圈的磁通量。隨時(shí)間［的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說(shuō)法正確

的是（）

A.力、右時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量變化率最大

B.力、右時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流方向改變

C.冰△時(shí)刻線圈中磁通量最大

D.力2、Ei時(shí)刻線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小

解析:選B從題圖乙可以看出，打、必時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量最大，線圈經(jīng)過(guò)中性面

位置時(shí)線圈中感應(yīng)電流方向改變，A錯(cuò)誤，B正確；稱打時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量為零，線

圈處于與中性面垂直的位置，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流均為最大，故C、D錯(cuò)誤。

9.一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為e=】()Wsin

4nf(V),則()

A.該交變電動(dòng)勢(shì)的線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為4rad/s

B.零時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)垂直

C.t=0.25s時(shí)，e達(dá)到最大值

D.在1s時(shí)間內(nèi)，線圈中電流方向改變10次

解析:選B從交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為e=10V2sin4兀2V,可知電動(dòng)勢(shì)的最大值

^-1072V,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度9一4八rad/