2024-2025學(xué)年下學(xué)期高二物理教科版同步經(jīng)典題精練之交變電流

第36頁（共36頁）2024-2025學(xué)年下學(xué)期高中物理教科版（2019）高二同步經(jīng)典題精練之交變電流一．選擇題（共5小題）1．（2024秋?慈溪市期末）下列圖像中不屬于交變電流的是（）A． B． C． D．2．（2024?深圳一模）如圖所示，各線圈在勻強磁場中繞軸勻速轉(zhuǎn)動（從左往右看沿順時針方向轉(zhuǎn)），從圖示位置開始計時，設(shè)電流從2流出線圈為正方向，能產(chǎn)生圖甲波形交變電流的是（）A．線圈平面與磁場垂直 B．線圈平面與磁場平行 C．線圈平面與磁場垂直 D．線圈平面與磁場平行3．（2023秋?邢臺期末）交流發(fā)電機模型如圖所示，矩形線圈ABCD在勻強磁場中繞其中心軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，從線圈平面與磁場垂直時開始計時，已知線圈轉(zhuǎn)動的角速度ω＝2πrad/s，下列說法正確的是（）A．線圈中產(chǎn)生余弦變化規(guī)律的交變電流 B．t＝0.25s時，線圈位于中性面 C．t＝0.5s時，穿過線圈的磁通量變化率最大 D．t＝0.75s時，線圈的感應(yīng)電動勢最大4．（2023秋?金臺區(qū)期末）下列情況中，線圈都以角速度ω繞圖中的轉(zhuǎn)軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，不能產(chǎn)生交變電流的是（）A． B． C． D．5．（2020?鹽城二模）在下列四幅u﹣t圖象中，能正確反映我國居民生活所用交流電的是（）A． B． C． D．二．多選題（共4小題）（多選）6．（2024秋?河西區(qū)期末）如圖所示是小型交流發(fā)電機的示意圖，線圈繞垂直于勻強磁場方向的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，角速度為ω，勻強磁場磁感應(yīng)強度大小為B，線圈匝數(shù)為N，面積為S，總電阻為r，外接電阻為R，V為理想交流電壓表。在t＝0時刻，穿過線圈的磁通量為零。下列說法正確的是）（）A．從t＝0時刻開始，電動勢的瞬時值表達(dá)式為e＝NBSωcosωt B．電壓表示數(shù)U=C．若線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?倍，電阻R的功率也變?yōu)樵瓉淼?倍 D．從t＝0時刻開始，線圈轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量q（多選）7．（2023秋?天津期末）如圖甲所示是目前市面上流行的手搖手機充電器，它體型小，攜帶方便，可以在緊急狀態(tài)下給手機臨時充電，其示意圖如圖乙所示。若某人搖動手柄給手機充電時，其內(nèi)部線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是（）A．線圈轉(zhuǎn)動的快慢程度會影響回路中的電流大小 B．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時，電流方向?qū)l(fā)生改變 C．若從圖乙位置開始計時，線圈中的電流瞬時值表達(dá)式為i＝Imsinωt D．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時，穿過線圈磁通量的變化率最大（多選）8．（2024春?九龍坡區(qū)校級期末）如圖所示，虛線MN左側(cè)空間存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B。邊長為L的單匝金屬線框abcd以MN為對稱軸放置在紙面內(nèi)，以角速度ω繞軸MN勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生電流的最大值為Im，則下列說法正確的是（）A．轉(zhuǎn)一圈，電流方向改變兩次 B．電流的有效值等于12C．b、c兩端電壓的最大值為38D．線圈中的電熱功率為1（多選）9．（2024春?深圳期中）如圖所示，下列線圈勻速轉(zhuǎn)動或勻速直線運動，能產(chǎn)生交變電流的是（）A． B． C． D．三．填空題（共3小題）10．（2024春?虹口區(qū)校級期中）100匝矩形線圈在勻強磁場中繞其垂直于磁場的一邊勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生如圖所示的電動勢．可知線圈轉(zhuǎn)動的角速度ω＝rad/s．穿過線圈的磁通量最大值φmax＝Wb，此時的電動勢值e＝V．11．（2022秋?城廂區(qū)校級期末）如圖所示，100匝的矩形線圈ABCD，AB＝CD＝0.5m，AD＝BC＝0.2m，將線圈置于B＝2T的勻強磁場中，以O(shè)O′為軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為ω＝5rad/s，則線圈轉(zhuǎn)動一周電流方向改變次，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為。12．（2021春?涼州區(qū)校級期末）如圖所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場中，線框面積為S，電阻為R．線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，線框中感應(yīng)電流的峰值Im＝，感應(yīng)電流的有效值I＝。四．解答題（共3小題）13．（2024秋?雁塔區(qū)校級期末）圖甲是交流發(fā)電機模型示意圖。在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的OO′軸轉(zhuǎn)動，由線圈引出的導(dǎo)線ae和df分別與兩個跟線圈一起繞OO′轉(zhuǎn)動的金屬圈環(huán)相連接，金屬圓環(huán)又分別與兩個固定的電刷保持滑動接觸，這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路。圖乙是線圈的主視圖，導(dǎo)線ab和cd分別用它們的橫截面來表示。已知ab長度為L1，bc長度為L2，線圈以恒定角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動（只考慮單匝線圈），線圈電阻為r，其它電阻均不計。（1）線圈平面處于中性面位置時開始計時，試推導(dǎo)t時刻整個線圈中的感應(yīng)電動勢e1的表達(dá)式；（2）求線圈從中性面開始轉(zhuǎn)過T4的過程中流過電阻R（3）求線圈每轉(zhuǎn)動一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。14．（2023秋?淮安期末）矩形線圈面積S＝0.02m2匝數(shù)N＝100匝，電阻r＝1Ω，在磁感應(yīng)強度B＝0.05T的勻強磁場中繞OO′軸以角速度ω＝20rad/s勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻R＝4Ω，從圖示位置開始計時。求：（1）當(dāng)線圈在圖示位置時，電阻R兩端的電壓U；（2）當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量q。15．（2023秋?海門區(qū)期末）如圖所示，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中有一個單匝矩形線圈ABCD。AB長度為L1，BC長度為L2，線圈以P1為軸轉(zhuǎn)動，角速度為ω。求：（1）如圖所示位置通過線圈的磁通量及感應(yīng)電動勢；（2）若以P2為軸，從所示位置開始仍以角速度ω轉(zhuǎn)動，經(jīng)過時間t時的感應(yīng)電動勢e表達(dá)式。

2024-2025學(xué)年下學(xué)期高中物理教科版（2019）高二同步經(jīng)典題精練之交變電流參考答案與試題解析題號12345答案DADAC一．選擇題（共5小題）1．（2024秋?慈溪市期末）下列圖像中不屬于交變電流的是（）A． B． C． D．【考點】交變電流的概念．【專題】定性思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】D【分析】交變電流的典型特點是電流方向變化，其大小可能變，也可能不變，據(jù)此分析?！窘獯稹拷猓褐灰娏鞣较螂S時間做周期性變化，則即為交流電，故ABC均為交流；C中電流大小雖然在周期性變化，但方向不變，故D不是交流電，故ABC錯誤，D正確。故選：D?！军c評】本題考查交流電的性質(zhì)，判斷的主要依據(jù)是交流電的方向在做周期性變化。2．（2024?深圳一模）如圖所示，各線圈在勻強磁場中繞軸勻速轉(zhuǎn)動（從左往右看沿順時針方向轉(zhuǎn)），從圖示位置開始計時，設(shè)電流從2流出線圈為正方向，能產(chǎn)生圖甲波形交變電流的是（）A．線圈平面與磁場垂直 B．線圈平面與磁場平行 C．線圈平面與磁場垂直 D．線圈平面與磁場平行【考點】交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理．【專題】定性思想；推理法；交流電專題；理解能力．【答案】A【分析】根據(jù)中性面及與中性面垂直的面的特點結(jié)合右手定則分析解答?！窘獯稹拷猓撼跏紩r刻，感應(yīng)電流為0，則初始時刻線圈平面與磁場垂直，結(jié)合右手定則可知圖A中電流從2流出線圈為正方向，故A正確，BCD錯誤；故選：A?！军c評】本題考查交變電流的產(chǎn)生，解題關(guān)鍵掌握中性面的特點。3．（2023秋?邢臺期末）交流發(fā)電機模型如圖所示，矩形線圈ABCD在勻強磁場中繞其中心軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，從線圈平面與磁場垂直時開始計時，已知線圈轉(zhuǎn)動的角速度ω＝2πrad/s，下列說法正確的是（）A．線圈中產(chǎn)生余弦變化規(guī)律的交變電流 B．t＝0.25s時，線圈位于中性面 C．t＝0.5s時，穿過線圈的磁通量變化率最大 D．t＝0.75s時，線圈的感應(yīng)電動勢最大【考點】交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】D【分析】根據(jù)圖象得到t＝0時穿過線圈平面的磁通量大小，由此確定線圈的位置；再根據(jù)圖象的斜率確定磁通量的變化快慢；根據(jù)變化率確定感應(yīng)電動勢的大小。【解答】解：A．根據(jù)題意可知線圈平面與磁場垂直時開始計時，即線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動，磁通量最大，磁通量變化率為零，感應(yīng)電動勢為零，感應(yīng)電流為零，產(chǎn)生正弦變化規(guī)律的交變電流，故A錯誤；BCD．已知線圈轉(zhuǎn)動的角速度ω＝2πrad/s，可得：T=代入數(shù)據(jù)得：T＝1s當(dāng)t＝0.25s時，可得：t=由此可知線圈從中性面轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場平行的位置；當(dāng)t＝0.5s時，可得：t=由此可知線圈轉(zhuǎn)到中性面位置，此時穿過線圈的磁通量變化率最??；當(dāng)t＝0.75s時，可得t=由此可知線圈轉(zhuǎn)到與磁場平行的位置，此時線圈的感應(yīng)電動勢最大，故BC錯誤，D正確。故選：D?！军c評】本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律以及磁通量的圖象應(yīng)用，要注意明確磁通量的變化快慢對應(yīng)的是感應(yīng)電動勢的大小。4．（2023秋?金臺區(qū)期末）下列情況中，線圈都以角速度ω繞圖中的轉(zhuǎn)軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，不能產(chǎn)生交變電流的是（）A． B． C． D．【考點】交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理；電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過程．【專題】參照思想；推理法；電磁感應(yīng)與圖象結(jié)合；理解能力．【答案】A【分析】閉合電路中線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時，線圈中要產(chǎn)生交變電流，要滿足線圈中的磁通量發(fā)生周期性變化?！窘獯稹拷猓篈、矩形線圈雖然轉(zhuǎn)動，但穿過線圈的磁通量不變，所以沒有感應(yīng)電流出現(xiàn)，故A正確；BCD、線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，線圈中的磁通量發(fā)生周期性變化，線圈中能產(chǎn)生正弦式交變電流，故BCD錯誤；故選：A。【點評】考查如何產(chǎn)生正弦式交流電，及通過類比法，掌握變形式題目，注意緊扣穿過線圈的磁通量發(fā)生變化．5．（2020?鹽城二模）在下列四幅u﹣t圖象中，能正確反映我國居民生活所用交流電的是（）A． B． C． D．【考點】交變電流的概念．【專題】定性思想；推理法；交流電專題；理解能力．【答案】C【分析】根據(jù)對家庭用電（交流電）的了解回答，知道我國生活用電電壓220V為有效值?！窘獯稹拷猓何覀?nèi)粘Ｉ钪杏玫亩际钦沂浇涣麟?，電壓?20V，頻率是50Hz．周期為0.02s電壓的最大值為：2202V＝311V，故C正確，ABD錯誤。故選：C?！军c評】本題考查交流電的性質(zhì)，要注意明確我們平常所說的電壓為有效值，要知道正弦式交流電最大值是有效值的2倍。二．多選題（共4小題）（多選）6．（2024秋?河西區(qū)期末）如圖所示是小型交流發(fā)電機的示意圖，線圈繞垂直于勻強磁場方向的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，角速度為ω，勻強磁場磁感應(yīng)強度大小為B，線圈匝數(shù)為N，面積為S，總電阻為r，外接電阻為R，V為理想交流電壓表。在t＝0時刻，穿過線圈的磁通量為零。下列說法正確的是）（）A．從t＝0時刻開始，電動勢的瞬時值表達(dá)式為e＝NBSωcosωt B．電壓表示數(shù)U=C．若線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?倍，電阻R的功率也變?yōu)樵瓉淼?倍 D．從t＝0時刻開始，線圈轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量q【考點】交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理；正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式及推導(dǎo)．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】AD【分析】根據(jù)最大值和開始計時位置寫出瞬時值表達(dá)式；根據(jù)閉合電路的歐姆定律計算；根據(jù)電路中電流的變化和功率公式分析；根據(jù)電流的定義式、歐姆定律和法拉第電磁感應(yīng)定律分析計算。【解答】解：A、線圈轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為Em＝NBSω，t＝0時，穿過線圈的磁通量為零，磁通量變化率最大，所以從t＝0時刻開始，電動勢的瞬時值表達(dá)式為e＝NBSωcosωt，故A正確；B、電動勢的有效值為E=Em2，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得電壓表示數(shù)為U=RR+C、若線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)Em＝NBSω可知，感應(yīng)電動勢的最大值變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流I也變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)P＝I2R可知，電阻R的功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故C錯誤；D、從t＝0時刻開始，線圈轉(zhuǎn)過90°的過程中穿過線圈的磁通量變化量ΔΦ＝BS，通過電阻R的電荷量為q=IΔt，電流為I=ER+r故選：AD。【點評】知道在交流電中的最大值、瞬時值和有效值、平均值的用法是解題的關(guān)鍵。（多選）7．（2023秋?天津期末）如圖甲所示是目前市面上流行的手搖手機充電器，它體型小，攜帶方便，可以在緊急狀態(tài)下給手機臨時充電，其示意圖如圖乙所示。若某人搖動手柄給手機充電時，其內(nèi)部線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是（）A．線圈轉(zhuǎn)動的快慢程度會影響回路中的電流大小 B．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時，電流方向?qū)l(fā)生改變 C．若從圖乙位置開始計時，線圈中的電流瞬時值表達(dá)式為i＝Imsinωt D．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時，穿過線圈磁通量的變化率最大【考點】交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理；交變電流的u﹣t圖像和i﹣t圖像．【專題】定性思想；推理法；交流電專題；理解能力．【答案】AD【分析】根據(jù)電磁感應(yīng)的基本原理和線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的規(guī)律解答AC選項，通過線圈轉(zhuǎn)動分析電流方向，根據(jù)初始位置得出電流瞬時值表達(dá)式以及磁通量變化率，從而得知BD選項的正誤?！窘獯稹拷猓篈、線圈轉(zhuǎn)動越快，通過線圈的磁通量變化率越大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，進(jìn)而導(dǎo)致回路中的電流越大，因此，線圈轉(zhuǎn)動的快慢程度確實會影響回路中的電流大小，故A正確；B、電流方向的改變發(fā)生在線圈平面與磁感線垂直的位置，即所謂的中性面，圖乙所示位置并不是中性面，因此電流方向不會在此時發(fā)生改變，故B錯誤；C、從圖乙位置開始計時，即線圈處于與磁感線平行的位置，此時線圈中的電流應(yīng)為最大值，因此正確的電流瞬時值表達(dá)式應(yīng)為i＝Imcosωt，故C錯誤；D、圖乙所示位置是線圈與磁感線平行的位置，此時線圈中的電流達(dá)到最大值，意味著穿過線圈的磁通量變化率也達(dá)到最大，故D正確；故選：AD。【點評】本題的關(guān)鍵在于理解電磁感應(yīng)的基本原理，特別是線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)電流的特性。正確理解線圈轉(zhuǎn)動速度、電流方向、電流瞬時值表達(dá)式以及磁通量變化率之間的關(guān)系，是解答此類問題的關(guān)鍵。（多選）8．（2024春?九龍坡區(qū)校級期末）如圖所示，虛線MN左側(cè)空間存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B。邊長為L的單匝金屬線框abcd以MN為對稱軸放置在紙面內(nèi)，以角速度ω繞軸MN勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生電流的最大值為Im，則下列說法正確的是（）A．轉(zhuǎn)一圈，電流方向改變兩次 B．電流的有效值等于12C．b、c兩端電壓的最大值為38D．線圈中的電熱功率為1【考點】交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理；熱功率的計算．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】AC【分析】線框轉(zhuǎn)動過程產(chǎn)生正弦式交變電流，一個周期內(nèi)，電流方向改變兩次，根據(jù)最大值與有效值的關(guān)系求出電流和電壓的有效值；線框轉(zhuǎn)動過程外力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱，應(yīng)用焦耳定律熱功率?！窘獯稹拷猓篈．當(dāng)線圈經(jīng)過中性面時，電流方向改變，所以一個周期內(nèi)，電流方向改變兩次，故A正確；B．電流的有效值為I=故B錯誤；C．b、c兩端電壓的最大值為Um故C正確；D．線圈中的電熱功率為P=故D錯誤。故選：AC?！军c評】線框旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生正弦式交變電流，求出感應(yīng)電動勢的最大值是解題的前提；磁通量是二向標(biāo)量，應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動勢時，要注意磁通量的變化量，這是易錯點。（多選）9．（2024春?深圳期中）如圖所示，下列線圈勻速轉(zhuǎn)動或勻速直線運動，能產(chǎn)生交變電流的是（）A． B． C． D．【考點】交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理．【專題】比較思想；等效替代法；交流電專題；理解能力．【答案】AD【分析】線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生交變電流，結(jié)合公式E＝BLv和感應(yīng)電流產(chǎn)生條件進(jìn)行分析?！窘獯稹拷猓篈D、線圈繞垂直于勻強磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，可以產(chǎn)生交變電流，故AD正確；B、根據(jù)E＝BLv，可知該線圈產(chǎn)生的是恒定電流，不會產(chǎn)生交變電流，故B錯誤；C、穿過線框的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流，故C錯誤。故選：AD?！军c評】本題考查如何產(chǎn)生交流電，要掌握常見的產(chǎn)生交變電流的方法：線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，通過類比法進(jìn)行分析。三．填空題（共3小題）10．（2024春?虹口區(qū)校級期中）100匝矩形線圈在勻強磁場中繞其垂直于磁場的一邊勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生如圖所示的電動勢．可知線圈轉(zhuǎn)動的角速度ω＝100πrad/s．穿過線圈的磁通量最大值φmax＝311π×10-4WbWb，此時的電動勢值e＝【考點】交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理．【專題】交流電專題．【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】由圖像知交流電的周期可以求角速度ω，由電動勢最大值可以求有效值，電動勢最大時，磁通量最?。窘獯稹拷猓河蓤D像知交流電的周期為0.02s，所以角速度ω=2π0.02=100πrad/s，電動勢最大值Em＝NBSω，所以φmax＝BS故答案為：100π，311π×1【點評】本題考查了正弦交流電的原理，要會從圖像中獲取有用的物理信息；明確周期和角速度之間的關(guān)系．11．（2022秋?城廂區(qū)校級期末）如圖所示，100匝的矩形線圈ABCD，AB＝CD＝0.5m，AD＝BC＝0.2m，將線圈置于B＝2T的勻強磁場中，以O(shè)O′為軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為ω＝5rad/s，則線圈轉(zhuǎn)動一周電流方向改變2次，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為100V。【考點】交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理．【專題】定量思想；交流電專題；理解能力．【答案】2100V【分析】矩形線圈ABCD圍繞OO′勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生正弦式交流電，每經(jīng)過中性面一次，電流方向改變一次；根據(jù)Em＝NBSω可求感應(yīng)電動勢的最大值?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)線圈經(jīng)過中性面時，電流方向發(fā)生改變，線圈轉(zhuǎn)動一周兩次經(jīng)過中性面，所以電流方向改變2次；（2）感應(yīng)電動勢的最大值為：Em＝NBSω其中：S＝AB?AD代入數(shù)據(jù)解得：Em＝100V故答案為：2100V【點評】線框在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生正弦式交變電流，知道中性面的特點，掌握交流電的變化規(guī)律。12．（2021春?涼州區(qū)校級期末）如圖所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場中，線框面積為S，電阻為R．線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，線框中感應(yīng)電流的峰值Im＝BSωR，感應(yīng)電流的有效值I＝2BSω【考點】交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理；交變電流的u﹣t圖像和i﹣t圖像．【專題】交流電專題．【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】根據(jù)峰值表達(dá)式求出感應(yīng)電動勢的最大值，結(jié)合歐姆定律求出電流的最大值，從而得出電流的有效值．【解答】解：線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的峰值Em＝BSω，根據(jù)歐姆定律知，電流的峰值Im則感應(yīng)電流的有效值I=I故答案為：BSωR，2【點評】解決本題的關(guān)鍵知道峰值的表達(dá)式，知道有效值和峰值的關(guān)系，基礎(chǔ)題．四．解答題（共3小題）13．（2024秋?雁塔區(qū)校級期末）圖甲是交流發(fā)電機模型示意圖。在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的OO′軸轉(zhuǎn)動，由線圈引出的導(dǎo)線ae和df分別與兩個跟線圈一起繞OO′轉(zhuǎn)動的金屬圈環(huán)相連接，金屬圓環(huán)又分別與兩個固定的電刷保持滑動接觸，這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路。圖乙是線圈的主視圖，導(dǎo)線ab和cd分別用它們的橫截面來表示。已知ab長度為L1，bc長度為L2，線圈以恒定角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動（只考慮單匝線圈），線圈電阻為r，其它電阻均不計。（1）線圈平面處于中性面位置時開始計時，試推導(dǎo)t時刻整個線圈中的感應(yīng)電動勢e1的表達(dá)式；（2）求線圈從中性面開始轉(zhuǎn)過T4的過程中流過電阻R（3）求線圈每轉(zhuǎn)動一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱?！究键c】交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理；用焦耳定律計算電熱；導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】（1）線圈平面處于中性面位置時開始計時，整個線圈中的感應(yīng)電動勢e1的表達(dá)式為e1＝BL1L2ωsinωt；（2）線圈從中性面開始轉(zhuǎn)過T4的過程中流過電阻R的電荷量為B（3）線圈每轉(zhuǎn)動一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱πRω(【分析】（1）矩形線圈abcd轉(zhuǎn)動過程中，只有ab和cd切割磁感線，先求出轉(zhuǎn)動線速度，根據(jù)E＝BLv，求出導(dǎo)線ab和cd因切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，從而寫出瞬時表達(dá)式；（2）先求出平均電動勢，根據(jù)歐姆定律求出平均電流，從而計算電荷量；（3）根據(jù)Q＝I2RT即可求解。【解答】解：（1）矩形線圈abcd轉(zhuǎn)動過程中，只有ab和cd切割磁感線，設(shè)ab和cd的轉(zhuǎn)動速度為v，則有v=在t時刻，導(dǎo)線ab和cd因切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢均為E＝BL1v由圖可知v′＝vsinωt則整個線圈的感應(yīng)電動勢為e1＝2E＝BL1L2ωsinωt（2）過程中產(chǎn)生平均感應(yīng)電動勢為E=平均電流為I電荷量為q=流過電阻R的電荷量q=（3）電動勢的有效值為E=則線圈轉(zhuǎn)動一周在R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝I2Rt其中I=ER聯(lián)立解得Q=答：（1）線圈平面處于中性面位置時開始計時，整個線圈中的感應(yīng)電動勢e1的表達(dá)式為e1＝BL1L2ωsinωt；（2）線圈從中性面開始轉(zhuǎn)過T4的過程中流過電阻R的電荷量為B（3）線圈每轉(zhuǎn)動一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱πRω(【點評】當(dāng)線圈與磁場相平行時，即線圈邊框正好垂直切割磁感線，此時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大．求電荷量時，運用交流電的平均值，求產(chǎn)生的熱能時，用交流電的有效值。14．（2023秋?淮安期末）矩形線圈面積S＝0.02m2匝數(shù)N＝100匝，電阻r＝1Ω，在磁感應(yīng)強度B＝0.05T的勻強磁場中繞OO′軸以角速度ω＝20rad/s勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻R＝4Ω，從圖示位置開始計時。求：（1）當(dāng)線圈在圖示位置時，電阻R兩端的電壓U；（2）當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量q?！究键c】交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理；正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式及推導(dǎo)．【專題】定量思想；方程法；交流電專題；理解能力．【答案】（1）當(dāng)線圈在圖示位置時，電阻R兩端的電壓為1.6V；（2）當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量為0.02C。【分析】（1）根據(jù)感應(yīng)電動勢的計算公式和路端電壓計算公式可求；（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律和感應(yīng)電動勢可求電荷量。ΔΦ＝BS﹣0【解答】解：（1）圖示位置線圈感應(yīng)電動勢最大，即Em＝NBSω，電阻R兩端的電壓U=RR+rEm，代入數(shù)據(jù)解，得（2）由平均感應(yīng)電動勢為E＝NΔΦΔtΔΦ＝BS，平均感應(yīng)電流I=E通過電阻R的電荷量q＝I?Δt代入數(shù)據(jù)，得q＝0.02C。答：（1）當(dāng)線圈在圖示位置時，電阻R兩端的電壓為1.6V；（2）當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量為0.02C?！军c評】本題的關(guān)鍵在于理解法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律的應(yīng)用，以及如何通過這些定律計算電動勢、電壓和電荷量。在計算過程中，要注意單位的轉(zhuǎn)換和數(shù)值的代入，確保計算的準(zhǔn)確性。同時，理解線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電動勢與線圈的面積、匝數(shù)、磁感應(yīng)強度和角速度之間的關(guān)系，是解答此類問題的基礎(chǔ)。15．（2023秋?海門區(qū)期末）如圖所示，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中有一個單匝矩形線圈ABCD。AB長度為L1，BC長度為L2，線圈以P1為軸轉(zhuǎn)動，角速度為ω。求：（1）如圖所示位置通過線圈的磁通量及感應(yīng)電動勢；（2）若以P2為軸，從所示位置開始仍以角速度ω轉(zhuǎn)動，經(jīng)過時間t時的感應(yīng)電動勢e表達(dá)式?！究键c】交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理；磁通量的概念和計算公式的定性分析．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】（1）如圖所示位置通過線圈的磁通量為0，感應(yīng)電動勢為BL1L2ω；（2）若以P2為軸，從所示位置開始仍以角速度ω轉(zhuǎn)動，經(jīng)過時間t時的感應(yīng)電動勢e表達(dá)式為e＝BL1L2ωcosωt。【分析】（1）矩形線圈abcd轉(zhuǎn)動過程中，圖示位置沒有磁感線穿過平面，磁通量為零，根據(jù)正弦式交變電流表達(dá)式求解圖示位置時感應(yīng)電動勢；（2）矩形線圈abcd轉(zhuǎn)動過程中，只有AD和BC切割磁感線，先求出轉(zhuǎn)動線速度，根據(jù)E＝BLv，求出導(dǎo)線AD和BC因切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，從而寫出瞬時表達(dá)式。【解答】解：（1）以P1為軸轉(zhuǎn)動時，圖示位置時的磁通量為0，圖示位置時感應(yīng)電動勢最大，Em＝BL1L2ω（2）以P2為軸轉(zhuǎn)動，經(jīng)過時間t時，AD、BC的線速度為v=12L1ω，轉(zhuǎn)過的角度為θ＝ω與中性面的夾角為α＝90°﹣ωt由E＝Blvsinα得經(jīng)過時間t時的感應(yīng)電動勢e＝BL1L2ωcosωt答：（1）如圖所示位置通過線圈的磁通量為0，感應(yīng)電動勢為BL1L2ω；（2）若以P2為軸，從所示位置開始仍以角速度ω轉(zhuǎn)動，經(jīng)過時間t時的感應(yīng)電動勢e表達(dá)式為e＝BL1L2ωcosωt?！军c評】當(dāng)線圈與磁場相平行時，即線圈邊框正好垂直切割磁感線，此時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大。

考點卡片1．用焦耳定律計算電熱【知識點的認(rèn)識】焦耳定律的表達(dá)式Q＝I2Rt，由此可以計算電流產(chǎn)生的焦耳熱。【命題方向】電動汽車成為未來汽車發(fā)展的方向．若汽車所用電動機兩端的電壓為380V，電動機線圈的電阻為2Ω，通過電動機的電流為10A，則電動機工作10min消耗的電能為多少焦？產(chǎn)生的熱量是多少焦？分析：通過W＝UIt去求消耗的電能，通過Q＝I2Rt去求產(chǎn)生的熱量．消耗的電能與產(chǎn)生的熱量不等．解答：由W＝UIt，得：W＝380×10×600J＝2.28×106J故電動機工作10min消耗的電能為2.28×106J．產(chǎn)生的熱量Q＝I2Rt＝102×2×600＝1.2×105J故產(chǎn)生的熱量是1.2×105J點評：注意消耗的電能與產(chǎn)生的熱量不等，因為該電路不是純電阻電路，消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為熱量，還有一部分轉(zhuǎn)化為機械能．【解題思路點撥】一、電功率與熱功率的區(qū)別與聯(lián)系（1）區(qū)別：電功率是指某段電路的全部電功率，或這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓和通過的電流強度的乘積；熱功率是指在這段電路上因發(fā)熱而消耗的功率．決定于通過這段電路電流強度的平方和這段電路電阻的乘積．（2）聯(lián)系：對純電阻電路，電功率等于熱功率；對非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除熱能外其他形式的功率之和．二、焦耳定律的使用范圍無論在何種電路中，焦耳定律Q＝I2Rt都是成立的。2．熱功率的計算【知識點的認(rèn)識】根據(jù)功與功率的關(guān)系P=Qt=所以電流發(fā)熱的功率為P＝I2R【命題方向】在電路中，定值電阻的阻值為R＝100Ω，通過它的電流為I＝3A，求（1）它的熱功率P是多少瓦特，（2）如果通電10分鐘，求產(chǎn)生的熱量Q是多少焦耳．分析：由焦耳定律可直接求得熱功率與熱量．解答：（1）熱功率：P＝I2R＝（3A）2×100Ω＝900W（2）產(chǎn)生的熱量Q＝Pt＝900W×10×60s＝5.4×105J答：1）它的熱功率P是900瓦特，（2）如果通電10分鐘，產(chǎn)生的熱量Q是5.4×105焦耳點評：考查焦耳定律的基本表達(dá)式，注意計算要準(zhǔn)確．【解題思路點撥】一、電功率與熱功率的區(qū)別與聯(lián)系（1）區(qū)別：電功率是指某段電路的全部電功率，或這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓和通過的電流強度的乘積；熱功率是指在這段電路上因發(fā)熱而消耗的功率．決定于通過這段電路電流強度的平方和這段電路電阻的乘積．（2）聯(lián)系：對純電阻電路，電功率等于熱功率；對非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除熱能外其他形式的功率之和．二、熱功率表達(dá)式P＝I2R的適用范圍公式P＝I2R對任何電路都是成立的。3．磁通量的概念和計算公式的定性分析【知識點的認(rèn)識】一、磁通量1．概念：勻強磁場中磁感應(yīng)強度和與磁場方向垂直的平面面積S的乘積。即Φ＝BS。2.拓展：磁場與平面不垂直時，這個面在垂直于磁場方向的投影面積S'與磁感應(yīng)強度的乘積表示磁通量。即Φ＝BSsinθ＝BS'。θ表示面與磁場的夾角。3.單位：韋伯（Wb），1Wb＝1T?m2．4.標(biāo)矢性：標(biāo)量，但有正負(fù)，正負(fù)表示從不同的方向穿過某個平面。5．磁通量的計算公式（1）公式：Φ＝BS．（2）適用條件：①勻強磁場；②S是垂直磁場并在磁場中的有效面積．6.引申：B=Φ7.磁通量的影響因素：根據(jù)公式Φ＝BS可知磁通量的大小與磁感應(yīng)強度和垂直于磁場的面積有關(guān)?！久}方向】關(guān)于磁通量的概念，以下說法中正確的是（）A、磁通量發(fā)生變化，一定是磁場發(fā)生變化引起的B、磁感應(yīng)強度越大，穿過閉合回路的磁通量也越大C、磁感應(yīng)強度越大，線圈面積越大，則磁通量也越大D、線圈的磁通量為零，但該處的磁感應(yīng)強度不一定為零分析：由磁通量公式Φ＝BSsinθ可知，磁通量發(fā)生變化，不一定是磁場發(fā)生變化引起的．磁感應(yīng)強度越大，穿過閉合回路的磁通量也不一定越大．磁感應(yīng)強度越大，線圈面積越大，磁通量也不一定越大．線圈的磁通量為零，但該處的磁感應(yīng)強度不一定為零．解答：A、由磁通量公式Φ＝BSsinθ可知，可能是由磁感應(yīng)強度B變化，或由面積S變化，或由角度θ變化引起的。故A錯誤。B、磁通量大小取決于B、S、θ三個因素，磁感應(yīng)強度越大，穿過閉合回路的磁通量也不一定越大。故B錯誤。C、當(dāng)線圈與磁場平行時，磁感應(yīng)強度再大，磁通量為零。則磁感應(yīng)強度越大，線圈面積越大，磁通量也不一定越大。故C錯誤。D、磁通量為零，磁感應(yīng)強度可能為零；也可能線圈與磁場平行時，但磁感應(yīng)強度不為零。故D正確。故選：D。點評：本題考查磁通量的概念，要抓住兩種特殊情況：當(dāng)線圈與磁場平行時，Φ＝0；當(dāng)線圈與磁場垂直時，Φ＝BS．【解題方法點撥】對磁通量的理解（1）線圈平面與磁場方向垂直時磁通量最大，線圈轉(zhuǎn)動后穿過線圈的磁感線條數(shù)減少，磁通量減小。（2）在勻強磁場中才能應(yīng)用公式Φ＝BSsinθ（θ表示面與磁場的夾角）計算磁通量。應(yīng)用公式時還需要明確公式中各物理量的含義4．電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過程【知識點的認(rèn)識】1.提出物理問題：奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流的磁效應(yīng)，證實了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象是有聯(lián)系的。人們從電流磁效應(yīng)的對稱性角度，開始思考如下問題；既然電流能夠引起磁針的運動，那么，為什么不能用磁體使導(dǎo)線中產(chǎn)生電流呢？2.法拉第的探索：法拉第提出了“由磁產(chǎn)生電”的設(shè)想，并為此進(jìn)行了長達(dá)10年的探索，從中領(lǐng)悟到，“磁生電”是一種在變化、運動的過程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)：1831年，法拉第把兩個線圈繞在一個鐵環(huán)上（如下圖），一個線圈接電源，另一個線圈接“電流表”。當(dāng)給一個線圈通電或斷電的瞬間，在另一個線圈上出現(xiàn)了電流。他在1831年8月29日的日記中寫下了首次成功的記錄。4.電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的意義：電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)使人們對電與磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識更加深入，宣告了電磁學(xué)作為一門統(tǒng)一學(xué)科的誕生。5.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的定義：由磁生電的現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)。6.感應(yīng)電流：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流?！久}方向】發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)規(guī)律是人類在電磁學(xué)研究中的偉大成就．在取得這項偉大成就的過程中，法國物理學(xué)家安培、瑞士人科拉頓、英國物理學(xué)家法拉第等人前后進(jìn)行了多年的研究．在這項研究的眾多工作中，其中有兩個重要環(huán)節(jié)：（1）研究者敏銳地覺察并提出“磁生電”的閃光思想；（2）大量實驗發(fā)現(xiàn)：磁場中閉合電路包圍的面積發(fā)生變化，從閉合線圈中抽出或者插入條形磁鐵等多種條件下，閉合電路中有感應(yīng)電流，最終研究者抓住產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的共同本質(zhì)，總結(jié)出閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是磁通量發(fā)生變化．下列說法正確的是（）A、環(huán)節(jié)（1）提出“磁生電”思想是受到了電流磁效應(yīng)的啟發(fā)B、環(huán)節(jié)（1）提出“磁生電”思想是為了對已有的實驗現(xiàn)象做出解釋C、當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，閉合電路所處的磁場一定發(fā)生了變化D、環(huán)節(jié)（2）的研究過程，體現(xiàn)了從大量的實驗現(xiàn)象和事實出發(fā)，總結(jié)出一般規(guī)律的研究方法分析：磁生電在受到電生磁的影響，即電流磁效應(yīng)的啟發(fā)；物理規(guī)律在大量實驗事實，從而總結(jié)得來．解答：AB、“磁生電”思想是受到了電流磁效應(yīng)的啟發(fā)，故A正確，B錯誤；C、當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，閉合電路所處的磁場不一定變化，可以線圈的位置變化，故C錯誤；D、由環(huán)節(jié)（2）的研究過程，體現(xiàn)了從大量的實驗現(xiàn)象和事實出發(fā)，從而總結(jié)規(guī)律，故D正確；故選：AD。點評：考查物理規(guī)律的如何得來，同時知道一是受到啟發(fā)，二是通過觀察．【解題思路點撥】1.電磁感應(yīng)式磁生電的過程，電流的磁效應(yīng)是電生磁的過程。但要注意：有電（流）必有磁（場），有磁不一定有電。即磁生電需要一定的條件。2.電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)使人們對電與磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識更加深入，宣告了電磁學(xué)作為一門統(tǒng)一學(xué)科的誕生。5．導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢【知識點的認(rèn)識】1.如果感應(yīng)電動勢是由導(dǎo)體運動而產(chǎn)生的，它也叫作動生電動勢。2.當(dāng)導(dǎo)體的運動方向與磁場垂直時，動生電動勢的大小為：E＝Blv3.適用條件：（1）勻強磁場；（2）平動切割；（3）B、l、v三者相互垂直。4.當(dāng)導(dǎo)體的運動方向與磁場有夾角時，如下圖即如果導(dǎo)線的運動方向與導(dǎo)線本身是垂直的，但與磁感線方向有一個夾角θ，則動生電動勢為：E＝Blv1＝Blvsinθ，即利用速度垂直于磁場的分量。【命題方向】如圖所示，在磁感應(yīng)強度B＝1.2T的勻強磁場中，讓導(dǎo)體PQ在U形導(dǎo)軌上以速度υ0＝10m/s向右勻速滑動，兩導(dǎo)軌間距離L＝0.5m，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小和PQ中的電流方向分別為（）分析：導(dǎo)體棒PQ運動時切割磁感線，回路中的磁通量發(fā)生變化，因此有感應(yīng)電流產(chǎn)生，根據(jù)右手定則可以判斷電流方向，由E＝BLv可得感應(yīng)電動勢的大?。獯穑寒?dāng)導(dǎo)體棒PQ運動時，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：E＝BLv＝1.2×0.5×10＝6V，根據(jù)右手定則可知，通過PQ的電流為從Q點流向P點，故ABC錯誤，D正確。故選：D。點評：本題比較簡單，考查了導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生電動勢和電流方向問題，注意公式E＝BLv的適用條件和公式各個物理量的含義．【解題方法點撥】閉合或不閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時，導(dǎo)體兩端將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如果電路閉合，電路中形成感應(yīng)電流。切割磁感線運動的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電路中的電源。常見的情景有以下幾種：1．在E＝BLv中（要求B⊥L、B⊥v、L⊥v，即B、L、v三者兩兩垂直），式中的L應(yīng)該取與B、v均垂直的有效長度（所謂導(dǎo)體的有效切割長度，指的是切割導(dǎo)體兩端點的連線在同時垂直于v和B的方向上的投影的長度，下圖中的有效長度均為ab的長度）。2．公式E＝BLv中，若速度v為平均速度，則E為平均電動勢；若v為瞬時速度，則E為瞬時電動勢。3．若導(dǎo)體不是垂直切割磁感線運動，v與B有一夾角，如圖所示，則E＝Blv1＝Blvsinθ。6．交變電流的概念【知識點的認(rèn)識】1.交變電流的概念：電流，電壓大小和方向均隨時間做周期性變化，這樣的電流叫作交變電流（AC），簡稱交流2.直流電流（1）大小和方向都不隨時間改變的電流叫恒定電流，如圖甲所示。（2）方向不隨時間改變而大小隨時間改變的電流叫脈動直流電，如圖乙所示。3.注意：①方向不變的電流叫作直流電；②交變電流的典型特點是電流方向變化，其大小可能變，也可能不變.如圖所示的交變電流稱為矩形交變電流，在方向變化時其大小不變.【命題方向】如下圖所示，屬于交流電的是（）A、B、C、D、分析：直流電是指電流的方向不發(fā)生變化的電流，其大小可以變化，交流電是指電流的方向發(fā)生變化的電流，但是它的電流的大小可以不變．解答：交流電是指電流的方向發(fā)生變化的電流，電流的大小是否變化對其沒有影響，電流的方向變化的是C，故C是交流電，ABD是直流電。故選：C。點評：交流電的最大的特點是電流方向在不斷的變化，對于其大小是否變化沒有要求．【解題思路點撥】交變電流和直流電最大的區(qū)別就在于電流方向是否隨時間周期性變化。7．交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理【知識點的認(rèn)識】1.產(chǎn)生裝置將閉合線圈置于勻強磁場，并繞垂直于磁場方向的軸做勻速轉(zhuǎn)動，線圈中將產(chǎn)生按正（余）弦規(guī)律變化的交流電。2.兩個特殊位置及特點①中性面上圖甲和丙所處的位置特點：穿過線圈的磁通量Φ最大，磁通量的變化率ΔΦΔt=0，所以感應(yīng)電動勢E＝0，該應(yīng)電流I＝②與中性面垂直的位置上圖乙和丁所處的位置特點：穿過線圈的磁通量Φ＝0，磁通量的變化率ΔΦΔt最大，所以感應(yīng)電動勢E最大，該應(yīng)電流I3.交變電流的變化規(guī)律對于如圖所示的發(fā)電機，設(shè)t＝0時線圈剛好轉(zhuǎn)到中性面，此時導(dǎo)線AB的速度方向剛好與磁感線平行，因此感應(yīng)電動勢為0。設(shè)線圈旋轉(zhuǎn)的角速度為ω，AB和CD的長度為l，AD和BC的長度為d，則經(jīng)過時間t，線框轉(zhuǎn)過的角度θ＝ωt。線框旋轉(zhuǎn)過程中AB和CD的速度v＝ωd2，與磁感線垂直的速度為vsinθ，即ωd2sinωe＝2Blvsinθ＝ωBldsinωt＝ωBSsinωt其中，S表示線框的面積。設(shè)Em＝ωBS，可知線框的電動勢是隨時間按正弦函數(shù)規(guī)律變化的，為e＝Emsinωt式中Em是常數(shù)，表示電動勢可能達(dá)到的最大值。對于單匝線圈，Em＝ωBS；如果線圈匝數(shù)為N，則Em＝NωBS。同理如果線圈從平行于磁場方向開始轉(zhuǎn)動：e＝Emcosωt。【命題方向】交流發(fā)電機的示意圖如圖所示，當(dāng)線圈ABCD繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO'勻速轉(zhuǎn)動時，電路中產(chǎn)生的最大電流為Im，已知線圈轉(zhuǎn)動的周期為T，下列說法正確的是（）A、圖示位置磁通量最大，磁通量的變化率最大B、圖示位置電流最大，方向為A→BC、從圖示位置開始經(jīng)過T4D、從圖示位置計時，線圈中電流i隨時間t變化的關(guān)系式為i分析：線圈平面與磁場垂直時，線圈位于中性面位置，此時磁通量最大，磁通量的變化率最小，電流最小，每經(jīng)過一次圖示位置的中性面，電流方向就改變一次，從中性面開始計時線圈中電流i隨時間t變化的關(guān)系式為i=解答：ABC、圖示位置為中性面，磁通量最大，磁通量的變化率最小，電流最小，每經(jīng)過一次圖示位置的中性面，電流方向就改變一次，故ABC錯誤；D、從圖示位置計時，線圈中電流i隨時間t變化的關(guān)系式為i=Im故選