第3章 第9讲 交变电流-【考点同步解读】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册（人教版）

第三章 交变电流 第9讲 交变电流 高考要求学业标准·考情分祈 第 一考点分布 学科素养 一命题趋势 1.交变电流的产生机理，能用楞次定律 高考对本讲的考查主要有交变电 第二章 判断交变电流的方向，正弦式交变电 流的产生，最大值、瞬时值的计算和交 流的表达式.（★） 物理观念 变电流图像的描绘与判读。多为选择 第三 2.中性面的物理特点，能用数学函数表 题，平均难度中等偏下，属间歇性考点 达式和图像描述交变电流.（★） 分值为4~6分. 第四章 考点分类考点透析·典例制祈 考点1 正弦式交变电流的产生原理 5年1考+ 第五章 ·核心总结。 ☆名师点拨… 正弦式交变电流及其产生 正确认识交变电流 块 (1)按正弦规律变化的电流叫作正弦式交变电流。 1.直流电源有正、负极， (2)产生条件：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速 而交流电源没有，所以在使用 转动 电流表、电压表等测直流时， (3)过程分析： 一定要注意正、负极。 如图所示为线圈转动一周的过程中的儿个关键位置，图 2.交变电流大小和方向 甲、丙、戊所示的位置，线圈平面垂直于磁感线，各边都不切割 的变化是周期性的， 磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫中性面.图乙、丁 3.在交变电流定义中更 所示的位置，线圈平面与磁场方向平行，ab、cd两边垂直切割 突出方向的变化，有时将大小 不变、方向呈周期性变化的电 磁感线，此时线圈中的感应电流达到最大值 流也看作交变电流，这种电流 意蒂高髓 称为矩形交变电流。只要方向 呈周期性变化，就是交变电流 线圈从甲→乙→丙过程中，电流方向为a→b→c→一a, 线圈从丙→丁戊过程中，电流方向为d→→b→ad. 每经过一次中性面，电流方向就发生一次变化 12 ∥第三章》文变电流/ ⊙考题团如图所示，矩形线圈abd在匀 念归纳总结， 强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P 线框在匀强磁场中转动产生 正弦式交变电流的特点 和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面 (1)因为感应电动势跟磁 转到与磁场方向平行时( 通量大小无关，而跟磁通量的 A.线圈绕P,转动时的电流等于绕P2转动时的电流 变化率成正比，所以当线圈转 B.线圈绕P,转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势 至中性面时，虽然磁通量最 C.线圈绕P,和P2转动时电流的方向相同，都是a→→c→d 大，但磁通量的变化率却最 小，等于0（导体不切割磁感 D.线圈绕P,转动时dc边受到的安培力大于绕P,转动时 第 线)，因此当线图处于中性面 章 dc边受到的安培力 时，感应电动势为0，感应电流 解析产生正弦式交变电流的条件是轴和磁感线垂直，与轴 为0，恰好是电流改变方向的 第 的位置和线框形状无关，所以图示轴的位置不同，但产生的电流 位置，由于线图转一周有两次 经过中性面，所以每转一周电 是一样的，A项正确；同A项分析，电动势也相同，为Em= 流方向改变两次 NBS,B项错误；由右手定则判断ab、cd边切割磁感线产生电动 (2)线圈垂直于中性面时， 势的方向，可知电流方向为a-~dc→b,C项错误；dc边受的安培 第 虽然磁通量等于0，但是磁通 四 力F=IL4B,各量均相同，所以力F一样大，D项错误 量的变化率却最大，因此感应 答系A 电动势最大，感应电流最大， 第 (3)矩形线框在匀强磁场 ⊙变式国如图所示线圈中不能产生交流电的是( 中匀速转动，仅是产生交变电 流的一种方式，但不是唯一方 块 式.产生正弦式交变电流时，对 线框形状不限，轴的位置也不 B 限，只要轴垂直于磁场就行. 考点2 正弦式交变电流的变化规律 5年2考* ·核心总结 ☆名师点拔… 1.瞬时值的推导 1.根据法拉 若线圈平面从中性面开始转动，如图c) 中洪西 第电磁感应定律 入 所示，则经时间t: B 交变电动势的最 线圈转过的角度为awt,ab边的线速 70 大值En=2Bw. 度跟磁感线方向的夹角0=t,ab边转动 如图所示，当线图abd绕中 a(b) 的线速度大小0=u号，a6边产生的感应 心轴线(ad、bc中点连线)匀速 转动时，设角速度为a,则v 电动势ew=BLvsin0=BSa sin l. 2 w…号线圈的面款S Lb,所以Em=BSw,如果线图 整个线圈产生的感应电动势： 匝数为V,则Enm=NBSw,由 e=2eh=BSwsin wt,若线圈为N匝，则e=NBSosin wt. 此可见，交变电动势的最大值 113】 考点同步解读〉高中物理选撩性必修第二册R」多 若线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为，由闭合电 由线图匝数N、磁感应强度 B、转动角速度切和线图而积 e Em 路欧姆定律得一R千，R干，ino,即i一Isin,R两端的 S决定，与线圈的形状无关， 电压可记为u=Usin a. 与转轴的