3.1 交變電流-2022-2023學(xué)年高二物理新教材基礎(chǔ)+鞏固+提升三級(jí)跳含答案

2022-2023學(xué)年高二物理新教材新教材基礎(chǔ)鞏固提升三級(jí)跳第三章交變電流3.1交變電流基礎(chǔ)知識(shí)知識(shí)點(diǎn)梳理：知識(shí)點(diǎn)01交變電流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(chēng)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3所示．2．直流：方向不隨時(shí)間變化的電流稱(chēng)為直流．方向不隨時(shí)間變化的電流叫作直流，大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流叫作恒定電流．知識(shí)點(diǎn)02交變電流的產(chǎn)生交流發(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)拓展】?jī)蓚€(gè)特殊位置1．中性面位置(S⊥B，如圖4中的甲、丙)線圈平面與磁場(chǎng)垂直的位置，此時(shí)Φ最大，eq\f(ΔΦ,Δt)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．2．垂直中性面位置(S∥B，如圖4中的乙、丁)此時(shí)Φ為0，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，e最大，i最大．知識(shí)點(diǎn)03交變電流的變化規(guī)律1．中性面(1)中性面：與磁感線垂直的平面．(2)當(dāng)線圈平面位于中性面時(shí)，線圈中的磁通量最大，線圈中的電流為零．2．從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式：e＝Emsinωt，Em叫作電動(dòng)勢(shì)的峰值，Em＝NωBS.3．正弦式交變電流：按正弦規(guī)律變化的交變電流叫作正弦式交變電流，簡(jiǎn)稱(chēng)正弦式電流．4．正弦式交變電流和電壓電流表達(dá)式i＝Imsin_ωt，電壓表達(dá)式u＝Umsin_ωt.其中Im、Um分別是電流和電壓的最大值，也叫峰值．【知識(shí)拓展】1．正弦交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式(1)從中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí)e＝Emsinωt，i＝Imsinωt，u＝Umsinωt(2)從與中性面垂直的位置開(kāi)始計(jì)時(shí)e＝Emcosωt，i＝Imcosωt，u＝Umcosωt.2．交變電流的峰值Em＝NωBS，Im＝eq\f(NωBS,R＋r)，Um＝eq\f(NωBSR,R＋r).3.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Em＝NωBS.4．寫(xiě)出瞬時(shí)值表達(dá)式e＝Emsinωt或e＝Emcosωt.預(yù)習(xí)基礎(chǔ)：一、判斷題1．判斷下列說(shuō)法的正誤。（1）如圖所示的電流為交流電。_________（2）只要線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，就可以產(chǎn)生交變電流。_________（3）線圈在通過(guò)中性面時(shí)磁通量最大，電流也最大。_________（4）線圈在通過(guò)中性面時(shí)電流的方向發(fā)生改變。_________二、填空題2．一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖像如圖所示。當(dāng)時(shí)，線圈平面與磁感線___________，當(dāng)時(shí)，e為_(kāi)__________V。3．直流：_________不隨時(shí)間變化的電流稱(chēng)為直流。4．交變電流：電流，電壓隨時(shí)間做________，這樣的電流叫做交變電流。我們把交變電流完成一次周期性變化所需的________，叫做它的周期。交流電在1s內(nèi)完成的周期性變化的________叫做它的頻率。5．交變電流：大小和方向隨時(shí)間做_________變化的電流叫作交變電流，簡(jiǎn)稱(chēng)_________。6．某實(shí)驗(yàn)小組開(kāi)展“正（余）弦規(guī)律交變電流產(chǎn)生”的實(shí)驗(yàn)，線圈轉(zhuǎn)到如圖所示位置，形成圖中所示感應(yīng)電流方向，則沿軸方向看，線框是在_________（選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”）方向轉(zhuǎn)動(dòng)。鞏固所學(xué)三、單選題7．如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)匝數(shù)為N的矩形線圈abcd，線圈面積為S，ab邊與磁場(chǎng)垂直，ab邊始終與金屬滑環(huán)K相連，cd邊始終與金屬滑環(huán)L相連，電阻R接在K、L之間?，F(xiàn)使矩形線圈以恒定角速度ω，從圖示位置繞過(guò)ad、bc中點(diǎn)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．線圈每轉(zhuǎn)過(guò)一圈，線圈所受安培力做功為零B．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大，通過(guò)電阻R的電流越小C．線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)，瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大且Em=NBSωD．線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量最大8．如圖所示，一線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)圖示位置時(shí)（）A．穿過(guò)線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最大B．穿過(guò)線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最小C．穿過(guò)線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最大D．穿過(guò)線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最小9．如圖所示，是交流發(fā)電機(jī)的示意圖，某時(shí)刻，線圈的AB邊連在金屬滑環(huán)K上，CD邊連在滑環(huán)L上，導(dǎo)體做的兩個(gè)電刷E、F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。下列說(shuō)法正確的是（）A．圖示位置磁通量為零B．圖示位置，電流表的示數(shù)為零C．從圖示位置開(kāi)始，再過(guò)，電流方向?qū)l(fā)生變化D．用鋁框做線圈骨架，電磁阻尼效果好10．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t變化規(guī)律的是（）A． B．C． D．11．下列各情況中，線圈都以角速度ω繞圖中的轉(zhuǎn)動(dòng)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)均為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其中不能產(chǎn)生正（余）弦式交變電流的是（）A． B．C． D．12．對(duì)于如圖所示的電流i隨時(shí)間t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，是直流電能力提升四、多選題13．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)圓心的金屬軸以角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（俯視）。圓環(huán)上接有三根金屬輻條、、，輻條互成角。在圓環(huán)左半部分張角也為角的范圍內(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、與一個(gè)燈（二極管）相連。除燈電阻外，其他電阻不計(jì)。下列說(shuō)法中正確的是（）A．若棒進(jìn)入磁場(chǎng)中，點(diǎn)電勢(shì)小于點(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），也能看到燈發(fā)光D．角速度比較大時(shí)，能看到燈更亮14．圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場(chǎng)可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，線圈繞垂直于磁場(chǎng)的水平軸OO'沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。以下判斷正確的是（）A．交變電流的最大值為B．t=0.01s時(shí)線圈位于中性面C．t=0.01s時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行D．t=0.02s時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量最大15．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則線圈平面（）A．轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，穿過(guò)線圈的磁通量最大，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B．轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，穿過(guò)線圈的磁通量為0，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大C．當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間，穿過(guò)線圈的磁通量為0，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D．當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間，穿過(guò)線圈的磁通量的變化率最大，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大16．圖甲是交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極之間的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬線圈繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．A為電流傳感器（與計(jì)算機(jī)相連），R為定值電阻，線圈電阻為r，其余電阻不計(jì)．圖乙為計(jì)算機(jī)上顯示的電流數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的圖像，下列說(shuō)法中正確的是（）A．金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，對(duì)應(yīng)圖乙中或時(shí)刻B．金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，對(duì)應(yīng)圖乙中或時(shí)刻C．、時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最大，磁通量變化率最小D．、時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最大，磁通量變化率最小五、實(shí)驗(yàn)題17．示波器面板如圖所示，圖甲圖為一信號(hào)源。（1）若要觀測(cè)此信號(hào)源發(fā)出的正弦交流信號(hào)的波形（正弦交流信號(hào)的電流i隨時(shí)間t做周期性變化的圖像如圖乙所示），應(yīng)將信號(hào)源的a端與示波器面板上的___________接線柱相連，b端與___________接線柱相連。（2）若示波器所顯示的輸入波形如圖丙所示，要將波形上移，應(yīng)調(diào)節(jié)面板上的___________旋鈕；要使此波形橫向展寬，應(yīng)調(diào)節(jié)___________旋鈕。參考答案：1．

錯(cuò)誤

錯(cuò)誤

錯(cuò)誤

正確【來(lái)源】2021人教版選擇性必修第二冊(cè)第三章3.1交變電流導(dǎo)學(xué)案【解析】略2．

垂直

0【來(lái)源】甘肅省武威第十八中學(xué)2020-2021學(xué)年高二下學(xué)期期中物理試題【詳解】[1]由圖像知時(shí)，，線圈位于中性面位置，線圈平面和磁感線垂直；[2]當(dāng)時(shí)，，3．方向【來(lái)源】2021人教版選擇性必修第二冊(cè)第三章3.1交變電流導(dǎo)學(xué)案【解析】略4．

周期性變化

時(shí)間

次數(shù)【來(lái)源】新疆巴楚縣第一中學(xué)2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期期末考試物理試題【詳解】[1]電流，電壓隨時(shí)間做周期性變化，這樣的電流叫做交變電流；[2]我們把交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間，叫做它的周期；[3]交流電在1s內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)叫做它的頻率。5．

周期性

交流【來(lái)源】2021人教版選擇性必修第二冊(cè)第三章3.1交變電流導(dǎo)學(xué)案【解析】略6．順時(shí)針【來(lái)源】四川省威遠(yuǎn)中學(xué)2019-2020學(xué)年高二下學(xué)期第三次月考理綜物理試題【詳解】[1]對(duì)ab邊產(chǎn)生了由a到b的電流，根據(jù)右手定則可知，ab邊向里轉(zhuǎn)，則沿軸方向看，線框是在沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。7．C【來(lái)源】3.1交變電流（練習(xí)）—2022-2023學(xué)年高二物理課后培優(yōu)分級(jí)練人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)【詳解】A．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，安培力做負(fù)功使線圈的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)可知，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)峰值越大，則有效值越大，通過(guò)電阻R的電流越大，故B錯(cuò)誤；C．題圖所示位置，線圈平面與磁場(chǎng)平行，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，最大值為Em=NBSω，故C正確；D．線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量為零，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量最大，故D錯(cuò)誤。故選C。8．C【來(lái)源】教科版（2019）選擇性必修第二冊(cè)第三章1.交變電流【詳解】題圖所示位置線圈平面與磁感線平行，處于垂直于中性面的位置，故穿過(guò)線圈的磁通量為零（即最小），而磁通量的變化率即瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)最大，故選C。9．D【來(lái)源】備戰(zhàn)2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)幫（浙江專(zhuān)用）-考點(diǎn)27交變電流的產(chǎn)生及描述【詳解】A．圖示位置是中性面，磁通量最大，故A錯(cuò)誤；B．圖示位置，磁通量為最大，磁通量變化率最小，電流表讀的是有效值，電流表的示數(shù)不為零，故B錯(cuò)誤；C．從圖示位置開(kāi)始，再過(guò)，電流方向?qū)l(fā)生變化，故C錯(cuò)誤；D．鋁框的電阻小，渦流強(qiáng)，所以用鋁框做線圈骨架，電磁阻尼效果好，故D正確。故選D。10．D【來(lái)源】第25講直流電路和交流電路——新情境建模專(zhuān)練-2022年高考物理二輪復(fù)習(xí)直擊高考熱點(diǎn)難點(diǎn)【詳解】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?，綜上所述可知D正確。故選D。11．A【來(lái)源】黑龍江省哈爾濱市賓縣第二中學(xué)2021-2022學(xué)年高二下學(xué)期6月物理試題【詳解】A．線框從圖中位置轉(zhuǎn)到線框完全在磁場(chǎng)中過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小恒定不變，框完全在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)到圖中位置過(guò)程中，電流方向相反，但大小恒定不變，產(chǎn)生的是不是正（余）弦交變電流，故A正確；B．圖中均能產(chǎn)生余弦式交變電流，故B錯(cuò)誤。C．圖中均能產(chǎn)生正弦式交變電流，故C錯(cuò)誤；D．圖中均能產(chǎn)生正弦式交變電流，故D錯(cuò)誤．故選A。12．A【來(lái)源】3.1交變電流（練習(xí)）—2022-2023學(xué)年高二物理課后培優(yōu)分級(jí)練人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)【詳解】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。故選A。13．AD【來(lái)源】專(zhuān)題14.1交變電流的產(chǎn)生和描述【練】——2023年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)（新教材新高考通用）【詳解】A．由右手定則可知切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流在OP輻條上從P流向O，OP為電源時(shí)O為正極，P為負(fù)極，所以點(diǎn)電勢(shì)小于點(diǎn)電勢(shì)，故A正確；B．金屬輻條在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小和方向都恒定為直流電，故B錯(cuò)誤；C．導(dǎo)電圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（俯視）產(chǎn)生的感應(yīng)電流與逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反。逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)二極管發(fā)光，由二極管的單向?qū)щ娦钥芍槙r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)二極管不發(fā)光，故C錯(cuò)誤；D．假設(shè)輻條長(zhǎng)度為L(zhǎng)，輻條切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為

可知角速度比較大時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)比較大，感應(yīng)電流比較大，則燈更亮，故D正確。故選AD。14．AC【來(lái)源】12.1交變電流的產(chǎn)生和描述-2023年高考物理一輪復(fù)習(xí)提升核心素養(yǎng)【詳解】A．根據(jù)圖像可知，交變電流的最大值為，A正確；BC．0.01s時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過(guò)了半個(gè)周期，此時(shí)感應(yīng)電流最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，此時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，不位于中性面，B錯(cuò)誤，C正確；D．0.02s時(shí)，感應(yīng)電流最大，此時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，則穿過(guò)線圈的磁通量為0，D錯(cuò)誤。故選AC。15．CD【來(lái)源】江蘇省南京外國(guó)語(yǔ)學(xué)校2021-2022學(xué)年高二上學(xué)期期末物理試題【詳解】AB．當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，線框平面與磁感線方向垂直，穿過(guò)線圈的磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，故AB錯(cuò)誤；CD．當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與中性面垂直的瞬間，穿過(guò)線圈的磁通量為零，線圈中磁通量的變化率最大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，此時(shí)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，故CD正確。故選CD。16．AC【來(lái)源】新疆喀什市2021-2022學(xué)年高二下學(xué)期期中物理試題【詳解】金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時(shí)，為中性面，磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，此時(shí)瞬時(shí)電流0，對(duì)應(yīng)圖乙中或時(shí)刻，A正確；由A項(xiàng)分析可知，B錯(cuò)誤；、時(shí)刻電流為0，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，此時(shí)線圈平面處于中性面，穿過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最大，磁通量變化率最小，C正確；、時(shí)刻電流最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，此時(shí)線圈平面與磁感線平行，穿過(guò)線圈的磁通量為0，磁通量變化率最大，D錯(cuò)誤．故選AC。17．

Y輸入

地

豎直位移

X增益【來(lái)源】學(xué)易金卷：2020-2021學(xué)年高二物理下學(xué)期期末測(cè)試卷（粵教版）（廣東專(zhuān)用）02【詳解】（1）[1][2]根據(jù)示波器的操作原理,若要觀測(cè)此信號(hào)源發(fā)出的正弦交流信號(hào)的波形，應(yīng)將信號(hào)源的a端與示波器面板上的Y接線柱相連，b端與地接線柱相相連；（2）[3][4]若要將圖4中的波形曲線上移，應(yīng)調(diào)節(jié)豎直位移旋鈕，若要使此波形橫向展寬，應(yīng)調(diào)節(jié)X增益旋；要使屏上能夠顯示3個(gè)完整的波形，應(yīng)調(diào)節(jié)掃描范圍旋鈕和掃描微調(diào)旋鈕。 新教材基礎(chǔ)鞏固提升三級(jí)跳第三章交變電流3.2交變電流的描述基礎(chǔ)知識(shí)知識(shí)點(diǎn)梳理：知識(shí)點(diǎn)一、周期和頻率(1)周期:交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間,用T表示,單位是秒。(2)頻率:交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù),用f表示,單位是赫茲,符號(hào)Hz。(3)二者關(guān)系：T=1f或f=知識(shí)點(diǎn)二、峰值和有效值(1)峰值①定義:交變電流的電壓、電流所能達(dá)到的最大值。②應(yīng)用:電容器所能承受的電壓要高于交流電壓的峰值。(2)有效值①定義:讓交變電流與恒定電流分別通過(guò)大小相同的電阻,如果在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相同,那么這個(gè)恒定電流的電流、電壓,叫作這個(gè)交變電流的有效值。②應(yīng)用a.交流用電設(shè)備上所標(biāo)的額定電壓和額定電流(額定值)。b.交流電壓表測(cè)量的數(shù)值(測(cè)量值)。c.無(wú)特別說(shuō)明時(shí)提到的交變電流的數(shù)值(通常值)。(3)關(guān)系:對(duì)于正弦式交變電流,有效值I、U與峰值Im、Um之間的關(guān)系:交變電流的“四值”[點(diǎn)睛]對(duì)有效值的理解與計(jì)算(1)對(duì)有效值的理解交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)定義的,理解有效值重點(diǎn)在“等效”,“效果”相同在定義中體現(xiàn)為相同電阻、相同時(shí)間,產(chǎn)生相同熱量,交變電流與多大的直流電“效果”相同,有效值就是多大。(2)有效值的計(jì)算①對(duì)于正弦式交變電流,可先根據(jù)Em=nBSω求出最大值,然后根據(jù)E=Em②對(duì)于非正弦式交變電流,必須根據(jù)有效值的定義求解。即例如,某一交變電流的電壓波形如圖所示,求這一交變電流電壓的有效值。幾種常見(jiàn)電流的有效值知識(shí)點(diǎn)三、電感器和電容器對(duì)交變電流的作用感抗：由于電感器（線圈）與交變電流之間的電磁感應(yīng)作用所引起對(duì)交變電流的阻礙作用。感抗的影響因素：線圈的自感系數(shù)越大，交流的頻率越高，線圈的感抗就越大。扼流圈利用了電感器對(duì)交流的阻礙作用。①低頻扼流圈（自感系數(shù)大）：通直流，阻交流。②高頻扼流圈（自感系數(shù)?。和ㄖ绷鳎ǖ皖l，阻高頻。容抗：電容器對(duì)交流阻礙作用的大小。容抗的影響因素：電容器的電容越大，交流的頻率越高，電容器對(duì)交流的阻礙作用就越小，即容抗越小。電容器在電路中的作用：通交流、隔直流，通高頻、阻低頻。交變電流能夠“通過(guò)”電容器的本質(zhì)：由于交變電流的方向不斷變化，電容器在充電、放電過(guò)程中，電路中就有了電流，變現(xiàn)為交變電流“通過(guò)”了電容器。實(shí)際上自由電荷并沒(méi)有通過(guò)兩極板間的絕緣介質(zhì)。預(yù)習(xí)基礎(chǔ)：一、判斷題1．判斷下列說(shuō)法是否正確：（1）矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一定會(huì)產(chǎn)生正弦式交變電流。()（2）線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量最大時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也最大。()（3）線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，感應(yīng)電流方向發(fā)生改變。()（4）當(dāng)線圈從垂直中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化，即e=Emsinωt。()二、填空題2．正余弦交變電流中電壓的有效值公式_______，電流的有效值公式_______。3．如圖所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(dòng)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E______。線框從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量q=______。4．我國(guó)照明用的交流電壓是。頻率是，它的電壓的有效值是__________。峰值是_____________，周期是___________。我國(guó)動(dòng)力線路的交流電壓是，它的有效值是____________，峰值是__________，頻率是___________，周期是___________。5．依據(jù)下面情境，判斷下列說(shuō)法對(duì)錯(cuò)。有一種自行車(chē)，它有能向自行車(chē)車(chē)頭燈泡供電的小型發(fā)電機(jī)，其原理示意圖如圖甲所示；圖中、是一對(duì)固定的磁極，磁極間有一固定在絕緣轉(zhuǎn)軸上的矩形線圈，轉(zhuǎn)軸的一端有一個(gè)與自行車(chē)后輪邊緣接觸的摩擦輪。如圖乙所示，當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生電流給車(chē)頭燈泡供電。（1）自行車(chē)勻速行駛時(shí)線圈中產(chǎn)生的是交流電。()（2）自行車(chē)的速度加倍，線圈中交變電流的周期加倍。()（3）小燈泡亮度與自行車(chē)的行駛速度無(wú)關(guān)。()（4）知道摩擦輪和后輪的半徑，就可以知道后輪轉(zhuǎn)一周的時(shí)間里電流方向變化的次數(shù)。()（5）線圈匝數(shù)越多，穿過(guò)線圈的磁通量的變化率越大。()6．圖中閉合線圈都在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞虛線所示的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，不能產(chǎn)生正弦式交變電流的是_______；如果圖示線圈面積和匝數(shù)、磁場(chǎng)、轉(zhuǎn)速都相同，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值相同是_______；如果從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，A與B感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值是否相同_______。A．B．C．D．鞏固所學(xué)三、單選題7．如圖所示，用電阻率為ρ、橫截面積為S的硬導(dǎo)線做成一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的方框，其中一邊串接有一理想電流表，方框的右半部分位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化率＝k>0時(shí)，電流表示數(shù)為I1；當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，線框繞虛線以角速度ω＝勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)為I2，則I1：I2為（）A．：1 B．2：1C．1：1 D．：28．一個(gè)匝數(shù)為100匝、電阻為0.5Ω的閉合線圈處于某一磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面，從某時(shí)刻起穿過(guò)線圈的磁通量按如圖所示規(guī)律變化，已知0～1s內(nèi)線圈內(nèi)的磁通量按正弦規(guī)律變化到最大值，π2≈10，則線圈中產(chǎn)生交變電流的有效值為（）A．A B．2A C．6A D．5A9．如圖甲所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)該線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示。線圈匝數(shù)為20，線圈總電阻為1Ω，與線圈連接的定值電阻R的阻值也等于1Ω，電流表A可看做理想電流表，則（）A．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為2πrad/sB．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為0.2πVC．t=s時(shí)，通過(guò)電阻R的電流為πAD．一個(gè)周期內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為2π2J10．如圖所示，矩形線圈面積為S，匝數(shù)為N，線圈電阻為r，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的OO′軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻為R，電壓表、電流表均為理想電表。在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，下列判斷不正確的是()A．電壓表的示數(shù)為B．通過(guò)電阻R的電荷量為C．電阻R所產(chǎn)生的焦耳熱為D．產(chǎn)生的電流為11．如圖所示為一交流電電流隨時(shí)間變化的圖像，此交流電電流的有效值為（）A．7A B．5A C． D．3.5A四、多選題12．某風(fēng)力發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)易模型圖。在風(fēng)力作用下，風(fēng)葉通過(guò)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)條型磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，在線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式，將線圈L與一電阻R相連（未畫(huà)出），則（）A．磁鐵轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，線圈L中的磁通量最大B．線圈L中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為44VC．風(fēng)葉每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，電阻R中電流方向改變兩次D．風(fēng)葉轉(zhuǎn)速不變，增大R的阻值，則電阻R上消耗的功率一定增大13．圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場(chǎng)可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，線圈繞垂直于磁場(chǎng)的水平軸OO'沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。以下判斷正確的是（）A．交變電流的最大值為B．t=0.01s時(shí)線圈位于中性面C．t=0.01s時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行D．t=0.02s時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量最大能力提升五、實(shí)驗(yàn)題14．(1)用如圖甲所示的裝置，研究不同電阻R的阻值隨溫度T變化情況．測(cè)得阻值R與溫度T的關(guān)系如圖乙所示．如果R為金屬熱電阻，則圖線是______（填“1”或“2”）；如果R為負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻，則圖線是______（填“1”或“2”）．(2)如圖丙所示，A、B、C為三個(gè)相同的燈泡，a、b、c為與之串聯(lián)的三個(gè)元件，E1為直流電源，E2為交流電源。當(dāng)開(kāi)關(guān)S接“1”時(shí)，A、B兩燈均正常發(fā)光，C燈不亮。S接“2”時(shí)，A燈仍正常發(fā)光，B燈變暗，C燈正常發(fā)光．由此可知，a元件應(yīng)是________、b元件應(yīng)是___________、c元件應(yīng)是__________．（選填“電阻”、“電容”或“電感”）六、解答題15．請(qǐng)根據(jù)所學(xué)的知識(shí)，分析如圖所示的家庭電路中存在哪些安全隱患，并提出改進(jìn)措施。16．赫茲實(shí)驗(yàn)中，為什么需要把接收器的兩個(gè)金屬球調(diào)節(jié)到合適的距離，才有明顯現(xiàn)象？17．一微型日光燈電路如圖所示。燈管相當(dāng)一個(gè)電阻R，鎮(zhèn)流器是一個(gè)電感線圈L，二者串聯(lián)。電路屬于交流電路，其中的電流、電壓都是按正弦或余弦規(guī)律變化的。若燈管兩端電壓和鎮(zhèn)流器兩端電壓分別為，，試求總電壓U的表達(dá)式。參考答案：1．

錯(cuò)誤

錯(cuò)誤

正確

錯(cuò)誤【來(lái)源】2023年新高考大一輪復(fù)習(xí)第十二章第1講交變電流的產(chǎn)生和描述（講）【詳解】（1）[1]矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，若穿過(guò)線圈的磁通量不發(fā)生變化（例如線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)），則不會(huì)產(chǎn)生正弦式交變電流，該說(shuō)法錯(cuò)誤；（2）[2]線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量最大時(shí)，磁通量的變化率為零，此時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，該說(shuō)法錯(cuò)誤；（3）[3]線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，感應(yīng)電流方向發(fā)生改變，該說(shuō)法正確；（4）[4]當(dāng)線圈從垂直中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化，即e=Emcosωt，該說(shuō)法錯(cuò)誤。2．

【來(lái)源】新疆阿克蘇地區(qū)拜城縣第一中學(xué)2021-2022學(xué)年高二下學(xué)期期中物理試題【詳解】[1]交變電流中電壓的有效值公式其中Um是電壓的最大值；[2]交變電流中電流的有效值公式其中Im是電壓的最大值。3．

【來(lái)源】黑龍江省雙鴨山市林業(yè)學(xué)校2021-2022學(xué)年高二下學(xué)期期中物理試題【詳解】[1]線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值[2]從中性面轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，電動(dòng)勢(shì)的平均值電流的平均值通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量4．

220V

311V

0.02s

380V

537V

50Hz

0.02s【來(lái)源】河南省許昌市鄢陵縣職業(yè)教育中心2021-2022學(xué)年高二下學(xué)期期中物理試題（升學(xué)班）【詳解】[1][2][3]我國(guó)照明用的交流電壓是220V，頻率是50Hz，它的電壓有效值是220V，峰值是周期是[4][5][6][7]我國(guó)動(dòng)力線路的交流電壓是380V，頻率是50Hz，它的電壓有效值是380V，峰值為周期是5．

對(duì)

錯(cuò)

錯(cuò)

對(duì)

錯(cuò)【來(lái)源】2023版32一輪復(fù)習(xí)第十一章第1講交變電流的產(chǎn)生和描述【詳解】（1）自行車(chē)勻速行駛時(shí)，線圈中在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如果從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，則所以產(chǎn)生的是交流電，故對(duì)。（2）設(shè)自行車(chē)的速度為v，摩擦輪的半徑為r，則后輪、摩擦輪的速度都等于v，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生正弦電流，周期v加倍，T減小為原來(lái)的，故錯(cuò)。（3）小燈泡亮度決定于電功率，電功率，而所以燈泡亮度與自行車(chē)的行駛速度有關(guān)，故錯(cuò)。（4）如果摩擦輪答半徑為r，后輪的半徑為R，設(shè)后輪轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為T(mén)，則角速度根據(jù)線速度相等，則則解得則摩擦輪在一周時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)n可求，故對(duì)。（5）磁通量的變化率為，與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān)，故錯(cuò)。6．

C

AB##BA

不同##不相同##否【來(lái)源】第90講交變電流的產(chǎn)生、變化規(guī)律及四值的相關(guān)計(jì)算-2023屆高三物理高考復(fù)習(xí)101微專(zhuān)題模型精講精練【詳解】[1]ABD圖中的線圈均繞位于線圈平面內(nèi)的垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，所以線圈的一個(gè)邊或兩個(gè)邊切割磁感線的有效長(zhǎng)度隨時(shí)間成正弦規(guī)律變化，會(huì)產(chǎn)生正弦式交變電流；C圖中線圈繞平行于磁感線的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，四條邊均不切割磁感線，無(wú)法產(chǎn)生感應(yīng)電流。[2]AB圖中都有兩條邊在同時(shí)切割磁感線，根據(jù)可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值相同；D圖中只有一條邊在切割磁感線，其最大值小于。[3]如果從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，A圖線圈正位于中性面，B圖線圈正與中性面垂直，所以二者感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值不同。7．A【來(lái)源】湖北省襄陽(yáng)市第三中學(xué)2022-2023學(xué)年高二上學(xué)期12月月考物理試題【詳解】方框的電阻為當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間的變化率為k時(shí)，由法拉第電磁感應(yīng)定律知即當(dāng)線框繞虛線以角速度ω＝勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，有所以I1：I2＝：1故選A。8．A【來(lái)源】專(zhuān)題66交變電流的產(chǎn)生和描述-2023屆高三物理一輪復(fù)習(xí)多維度導(dǎo)學(xué)與分層專(zhuān)練【詳解】0～1s內(nèi)線圈內(nèi)的磁通量按正弦規(guī)律變化到最大值，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=NωΦm由圖像知可得Em=V這段時(shí)間內(nèi)交變電流的有效值1～1.2s內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)這段時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流的有效值為I2==10A則一個(gè)周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量Q=Rt1+Rt2=I2R（t1+t2）解得線圈中產(chǎn)生交變電流的有效值為I=A故選A。9．C【來(lái)源】遼寧省2022屆新高考物理模擬試卷（1）【詳解】解：A、由圖乙可得交流電的周期T=2s，故線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度故A錯(cuò)誤；B、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值故B錯(cuò)誤；C、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為當(dāng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為故通過(guò)電阻R的電流為故C正確；D、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得一個(gè)周期內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為故D錯(cuò)誤。故選C。10．B【來(lái)源】2023步步高選擇性必修2（通用）第三章專(zhuān)題強(qiáng)化11交變電流規(guī)律的應(yīng)用【詳解】A．線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為可得電動(dòng)勢(shì)的有效值為電壓表測(cè)量的是路端電壓，電壓表的示數(shù)為A正確；B．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為根據(jù)閉合電路歐姆定律可知根據(jù)電荷量定義可知聯(lián)立解得通過(guò)電阻的電荷量為B錯(cuò)誤；C．電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為C正確；D．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為當(dāng)線圈由題圖所示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)產(chǎn)生的