专题01交变电流及描述-2024年高二物理寒假通关巩固练（人教版2019）

1.寒假跟进-交变电流及描述（原卷版） 一、知识点梳理 1．交变电流 （1）交变电流：大小和方向随时间做 变化的电流叫作交变电流，简称 。 （2）直流： 不随时间变化的电流称为直流。 2．交变电流的产生 交流发电机的线圈在磁场中转动时，转轴与磁场方向垂直，用 定则判断线圈切割磁感线产生的感应电流方向。 3．交变电流的变化规律 （1）中性面 ①中性面：与磁感线垂直的平面。 ②当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量 ，线圈中的电流为 。 （2）从中性面开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式：e=Emsin ωt，Em叫作电动势的峰值，Em= 。 （3）正弦式交变电流：按正弦规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称 。 （4）正弦式交变电流和电压 电流表达式i= ，电压表达式u= 。其中Im、Um分别是电流和电压的 ，也叫 。 4．交变电流的周期和频率 （1）周期（T）： 交变电流完成一次 变化所需的时间。 （2）频率（f）： 交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比叫作频率，数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的 。 （3）周期和频率的关系：或。 （4）角速度与周期、频率的关系： = 。 5．正弦式交变电流和电压 电流表达式i= ，电压表达式u= 。其中Im、Um分别是电流和电压的 ，也叫 。 6．交变电流的峰值和有效值 （1）峰值：交变电流的电压、电流能达到的最大数值叫峰值。电容器所能承受的电压要 交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿。 （2）有效值：让交变电流与恒定电流分别通过 的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的 相等，则此恒定电流的电流与电压叫作交变电流的有效值。 （3）正弦式交变电流最大值与有效值之间的关系 = Em， = Um， = Im 7．交流发电机 1.主要构造： 和 。 2.分类 （1）旋转电枢式发电机： 转动， 不动。 （2）旋转磁极式发电机： 转动， 不动。 二、交变电流 8．如图所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，则下列说法中正确的是（　　）      A．当线框平面与中性面垂直时，线框的磁通量及磁通量变化率均为零 B．线圈平面每转动一圈，感应电动势的方向改变一次 C．当线框平面与中性面重合时，磁通量最大，感应电动势最大 D．若矩形金属线框从垂直磁场方向的平面开始转动，则产生正弦式交变电流 9．关于下列四个实验的认识，正确的是（　　）    A．甲实验说明电流周围存在磁场 B．丙实验是电能转化为机械能，与发电机的原理相同 C．乙实验中通电螺线管左端是S极 D．丁实验是机械能转化为电能，与电动机的原理相同 10．在匀强磁场中，一只矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图像如图所示。则在时，线圈平面和磁场方向的夹角为（    ）    A． B． C． D． 三、交变电流的描述 11．如图所示，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动，沿着方向观察，线圈沿顺时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，ab边的边长为，ad边的边长为，线圈电阻为R，转动的角速度为，则当线圈转至图示位置时，下列说法正确的是（　　） A．线圈中感应电流的方向为adcba B．线圈中的感应电动势为 C．线圈中的电流随时间的变化率最大 D．线圈ad边所受安培力的大小为，方向垂直纸面向里 12．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律如图甲所示，当它对阻值为的灯泡供电时，灯泡恰好正常发光，电路组成如图乙所示。已知发电机线圈内阻为，下列说正确的是（　　） A．时穿过线圈的磁通量变化率最大 B．时电压表的示数为 C．灯泡额定电压为 D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 13．如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始以角速度绕OO'轴匀速转动，则以下判断正确的是（　　） A．图示位置线圈中的感应电动势最大 B．从图示