统考版2024高考物理二轮专题复习第一编专题复习攻略专题五电路与电磁感应第10讲恒定电流与交变电流考点二交变电流的产生及变化规律教师用书

考点二交变电流的产生及变更规律解答交变电流问题的三点留意(1)理解两个特别位置的磁通量、磁通量的变更率、感应电动势及感应电流方向的特点：线圈与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，类比v和a的关系i＝0，电流方向将发生变更，线圈与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不变．(2)区分交变电流的峰值、瞬时值、有效值和平均值．(3)确定交变电流中电动势、电压、电流的有效值后就可以运用直流电路的规律处理沟通电路中的有关问题．例2[2024·浙江1月]如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布状况，摇动手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布状况，皮带轮带动固定在转轴两侧的两个线圈转动．下列说法正确的是()A．甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场B．乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场C．甲图中线圈转动时产生的电流是正弦沟通电D．乙图中线圈匀速转动时产生的电流是正弦沟通电预料3[2024·湖北押题卷]一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生正弦式交变电流，电动势随时间的变更规律如图线a所示．仅调整线圈转速，电动势随时间的变更规律如图线b所示，则图线b电动势瞬时值的表达式是()A．e＝100sin5πt(V)B．e＝100sin(V)C．e＝120sin5πt(V)D．e＝120sin(V)预料4[2024·河北省石家庄精英中学调研](多选)如图所示，水平向左的匀强磁场的磁感应强度大小为B，磁场中固定着两个水平放置的相同金属圆环，两金属圆环通过导线与阻值为R的电阻和志向电压表相连，两金属圆环的圆心在同一竖直线上．现有一导体棒在外力作用下以大小为ω的角速度沿金属圆环内侧逆时针(俯视)匀速转动，转动过程中导体棒始终处于竖直状态并且上下两端始终与金属圆环接触良好，导体棒的长度为L，电阻为r，金属圆环的半径为，金属圆环与导线的电阻不计，初始时导体棒在图示位置，速度与磁感线垂直．以下说法正确的是()A．导体棒每转动一周电流方向变更一次B．导体棒转过30°时产生的电动势为C．电压表的示数为D．导体棒转动一周外力做功为考点二例2解析：图中细短铁丝被磁化之后，其作用相当于小磁针，依据其分布特点可推断出甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场，故选项A正确；而乙图中，磁针分布的方向并不相同，则线圈转动区域磁场不能看成匀强磁场，故选项B错误；依据发电机原理可知，甲图中线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动时才能产生正弦沟通电，故选项C错误；乙图中线圈匀速转动时，由于线圈切割磁感线的速度方向始终与磁场垂直且所在位置的磁感应强度大小不变，所以匀速转动时产生的是大小恒定的电流，故选项D错误．答案：A预料3解析：由图可知，调整转速前后周期之比＝＝由ω＝可知角速度与周期成反比，得调整转速前后角速度之比为＝＝调整线圈转速之后，沟通电的角速度ωb＝＝＝rad/s感应电动势最大值Em＝NBSω转速调整前后，NBS相同，Em与ω成正比＝由图可知，调整线圈转速之前沟通电的最大电动势Ema＝150V所以调整线圈转速之后沟通电的最大电动势Emb＝Ema＝×150V＝100V线圈从中性面起先转动计时，所以图线b电动势的瞬时值表达式e＝100sin(V)，故选B.答案：B预料4解析：导体棒在金属圆环上转动时切割磁感线产生的瞬时感应电动势为e＝BL2ωcosωt，也是正弦交变电流，一个周期电流方向也变更两次，A错误；导体棒转过30°时产生的电动势为E＝BL2ωcos30°＝BL2ω，B错误；电压表的示数为有