2026届高考物理一轮复习讲义：交变电流的产生和描述

该高中物理高考复习教案围绕交变电流专题，覆盖产生条件、变化规律、有效值计算及“四值”比较等核心考点，按“产生-描述-应用”逻辑层次展开，通过考点梳理（如表格对比中性面特点）、方法指导（如有效值热效应法）、真题训练（2021辽宁高考等）环节，帮助学生构建知识体系，突破难点。 资料特色在于融合科学思维与物理观念，如引导学生用数学求导推导电动势表达式培养科学推理，通过“思考与讨论”问题链深化模型建构。设置分层练习（基础题到真题），配合即时反馈，确保高效复习，助力学生提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

第一讲 交变电流的产生和描述 [选择性必修第二册] 1．第三章第1节【思考与讨论】，完成对应的三个问题。 提示：①线框由甲到乙，磁通量减少，AB边电流方向为B→A；线框由乙到丙，磁通量增大，AB边电流方向为A→B；②线框由丙到丁，磁通量减少，AB边电流方向为A→B。③当线框位置处于甲、丙（中性面）时，磁通量为最大，电流为0，电流方向发生改变。当线框位置处于乙、丁（中性面的垂面）时，磁通量为0，电流最大，电流方向不改变。 2．第三章第1节，阅读“交变电流的变化规律”这一部分内容，图3.1－5中的线圈若自中性面开始计时，穿过线圈的磁通量和线圈中产生的电动势随时间变化的函数表达式各是什么？ 提示：穿过线圈的磁通量随时间变化的函数表达式为Φ＝Bld cos ωt；线圈中产生的电动势随时间变化的函数表达式为e＝Bldωsin ωt。 3．根据线框中的磁通量随时间的变化的函数表达式，如何应用数学方法推导出电动势随时间变化的函数表达式？ 提示：Φ＝Bld cos ωt＝Φmcos ωt；根据法拉第电磁感应定律可知，对磁通量Φ函数进行对时间求导，就是感应电动势，即e＝Φ′＝Φmωsin ωt＝Bldωsin ωt。 4．第三章第2节【思考与讨论】，如何计算交流电的有效值？ 提示：根据电流的热效应，让交流电与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，就把这个恒定电流的电压与电流分别定义为对应交变电流的有效值。应用等效思想来定义有效值。 考点一　正弦式交变电流的产生及变化规律 一、交变电流 1．定义 大小和方向都随时间做周期性变化的电流。 2．正弦式交变电流的产生条件 在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。 二、正弦式交变电流的描述 1．周期和频率 （1）周期（T）：交变电流完成一次周期性变化（线圈转一周）所需的时间，单位是秒（s），公式T＝。 （2）频率（f）：交变电流在1 s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹（Hz）。 （3）周期和频率的关系：T＝。 2．正弦式交变电流产生过程中的两个特殊位置 图示 概念 中性面位置 与中性面垂直的位置 特点 B⊥S B∥S Φ＝BS，最大 Φ＝0，最小 e＝＝0，最小 e＝＝nBSω，最大 电流为零，方向改变 电流最大，方向不变 3．正弦式交变电流的变化规律（线圈从中性面位置开始计时） 函数表达式 图像 磁通量 Φ＝Φmcos ωt＝BScos ωt 电动势 e＝Emsin ωt＝nBSωsin ωt 电流 i＝Imsin ωt＝sin ωt 电压 u＝Umsin ωt＝sin ωt 【注意】e、i、u三个量的变化步调总是一致的，且总是与Φ的变化反相。 题型一 交变电流的产生 （2024·江苏省扬州市·模拟题）三峡大坝是目前世界上最大的水力发电站，装机容量达2250万千瓦，年发电量1000亿千瓦时。发电机发电的原理可作如图简化：KLMN是一个放在匀强磁场中的矩形导线框，线框绕垂直于磁场的固定轴以角速度ω沿逆时针方向（俯视）匀速转动。当MN边与磁场方向的夹角为30°时开始计时（图示位置），此时导线框中产生的电动势为E。下列说法正确的是（ ） A．t＝0时刻，电流沿KLMNK方向 B．t＝时刻，穿过线框的磁通量变化率最大 C．该交流电动势的有效值为 D．该交流电动势瞬时值表达式为e＝ D A．由楞次定律可知感应电流的磁场方向向左，感应电流的方向为MLKNM，A错误； C．若从线圈平面和磁场平行开始计时，交流电的表达式为e＝Emcos ωt，图示位置ωt＝时，瞬时值为E，得交流电的最大值Em＝，有效值为，C错误； B．磁通量为零时，磁通量变化率最大，从图示位置开始计时，线圈转过150°时，磁通量变化率最大，经过t＝，线圈转过的角度60°，故B错误； D．从图示位置开始计时的表达式为e＝，选项D正确。故选D。 题型二 交变电流的图像 图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R＝10 Ω的电阻连接，发电机内总电阻r＝2 Ω，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10 V。图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图像，则（　　） A．该电动势的瞬时值e＝12sin (100πt) V B．R两端的电压瞬时值u＝14.1cos (100πt) V C．t＝0.02 s时，R两端的电压瞬时值为零 D．通过R的电流i随时间t变化的规律是i＝14.1cos (50πt) A B 由题图乙可知，t＝0.02 s时磁通量变化率最大，R两端的电压瞬时值最大，故C错误；由Φ－t图像可知T＝2×10－2 s，t＝0时刻Φ＝0，R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝14.1cos (100πt) V，故B正确；通过R的电流i随时间t变化的规律是i＝1.41cos (100πt) A，故D错误；电动势的最大值Em＝＝16.92 V，故A错误。故选：B。 （多选）在匀强磁场中，匝数N＝100的矩形金属线圈绕垂直磁感线的转轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势随时间变化的规律如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．t＝0.5×10－2 s时，线圈平面与中性面重合 B．t＝1×10－2 s时，线圈中磁通量变化率最大 C．穿过每一匝线圈的最大磁通量为1×10－3 Wb D．线圈转动的角速度为100π rad/s CD 根据题图知，t＝0.5×10－2 s时，感应电动势最大，对应的磁通量的变化率最大，而此时矩形金属线圈磁通量为零，线圈平面与磁场方向平行，与中性面垂直，A错误；根据题图知，t＝1×10－2 s时，感应电动势为零，对应的磁通量的变化率为零，故B错误：线圈转动的角速度ω＝＝ rad/s＝100π rad/s，根据Em＝NωBS，Φm＝BS可知，穿过每一匝线圈的最大磁通量为Φm＝＝ Wb＝1×10－3 Wb，故CD正确。故选：CD。 求解交变电流图像问题的四点注意： （1）只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式才是正弦函数形式，其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关。 （2）注意峰值公式Em＝NBSω中的S为线圈在中性面位置处于磁场中的有效面积。 （3）在解决有关交变电流的图像问题时，应先把交变电流的图像与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置求解。 （4）根据法拉第电磁感应定律E＝，若Φ按余弦规律变化，则e必按正弦规律变化；若Φ按正弦规律变化，则e必按余弦规律变化，即Φ＝Φmsin ωt，e＝nωΦmcos ωt。故Φ增大时，e必减小；Φ最大时，e最小。 1．（多选）（2022·河北省邯郸市高三（上）期末）如图所示，两根间距为 cm的足够长的粗糙金属导轨平行固定在水平面上，导轨电阻忽略不计。在导轨内部空间存在以正弦曲线和导轨的中位线为边界的匀强磁场，中位线上方磁场方向垂直纸面向里，中位线下方磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B＝1 T。现有一导体棒在外力作用下以10 m/s的速度匀速向右运动（接触电阻忽略不计）。已知导体棒接入导轨间的电阻为10 Ω，电流表和电压表均为理想电表，与电流表相连的电阻R＝10 Ω，则下列叙述正确的是（　　） A．回路中产生的是交流电，且按照正弦规律变化 B．电压表示数为0.5 V C．导体棒的热功率为0.1 W D．当导体棒运动到图示位置时，电流表示数最大 AB 因为磁场边界是正弦曲线，可得回路产生的是正弦式交流电，故A正确；正弦式交流电的电压峰值为Um＝Bl有效v＝ V，U有效＝＝1 V，则电压表的示数为0.5 V，故B正确；导体棒的热功率P＝＝0.025 W，故C错误；电表显示的是有效值，无论棒处于何种位置示数均不变，故D错误。故选：AB。 2．（2024·安徽省·联考题）如图所示，发电机的矩形线圈通过碳刷（随线圈一起转动）与2个半圆固定导体环连接，有2根导线分别与2个半圆导体环连接，导线a、b端接有一个定值电阻（图中没有画出）。线圈在匀强磁场中匀速转动的周期为T，从线圈经过中性面时开始计时，连在导线a、b端定值电阻上的电流i随时间t变化的图像为（ ） A． B． C． D． C 从中性面开始计时，则为正弦变化（t＝0时刻电流为0），通过碳刷（随线圈一起转动）与2个半圆固定导体环连接，有2根导线分别与2个半圆导体环连接，则电动机输出的电流方向不变，即通过定值电阻上的电流方向不变，故选C。 3．（2024·山东省·历年真题）如图甲所示，在－d≤x≤d，－d≤y≤d的区域中存在垂直Oxy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为（ ） A． B． C． D． C 根据题意可知，磁场区域变化前线圈产生的感应电动势为e＝Esin ωt 由题图丙可知，磁场区域变化后，当Esin ωt＝时，线圈的侧边开始切割磁感线，即当线圈旋转时开始切割磁感线，且图丙显示开始产生感应电动势到结束关于最大值对称，故磁场区域应关于y轴对称，由几何关系可知磁场区域平行于x轴的边长变为d′＝＝d；C正确。 考点二　交变电流有效值的计算 一、对有效值的理解 1．交流电流表、交流电压表的示数是指有效值； 2．用电器铭牌上标的值（如额定电压、额定功率等）指的均是有效值； 3．计算热量、电功率用的是有效值； 4．通常没有特别加以说明的，一般指有效值。 二、有效值的两种计算方法 公式法 若图像部分是正弦（或余弦）交流电，其中从零（或最大值）开始的周期整数倍的部分可直接应用正式弦式交变电流有效值与最大值间的关系、求解 热效应法 若交变电流为非正弦交变电流， 在计算有效值时要注意根据电流的热效应， 抓住“三同”：“相同时间”内在“相同电阻”上产生“相同热量”。再利用两类公式：和分别求电流有效值和电压有效值 三、几种典型的电流及其有效值 名称 电流（电压）图像 有效值 正弦式交变电流 I＝ U＝ 正弦半波电流 I＝ U＝ 正弦单向脉动电流 I＝ U＝ 矩形脉动电流 I＝ U＝ 非对称性交变电流 I＝ U＝ 题型一 公式法 （2021·辽宁高考）如图所示，N匝正方形闭合金属线圈abcd边长为L，线圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴OO′以角速度ω匀速转动，ab边距轴。线圈中感应电动势的有效值为（　　） A．NBL2ω B． C． D． B 线圈绕垂直于磁感线且与线圈共面的轴匀速转动，产生正弦式交变电流，且感应电动势的最大值Em＝NBSω＝NBL2ω，则线圈中感应电动势的有效值为E＝＝，故选：B。 题型二 热效应法 （2024·河北省·历年真题）R1、R2为两个完全相同的定值电阻，R1两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示（三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的倍），R2两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1∶Q2为（ ） A．2∶3 B．4∶3 C．2∶ D．5∶4 B 设图1的有效值为U1，于是有 解得U1＝。 图2的有效值为U2＝。 故两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1∶Q2＝∶＝4∶3 （2024·山东省枣庄市·模拟题）如图所示，匀强磁场的左边界为OO′，磁场方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B。t＝0时刻，面积为S的单匝三角形线圈与磁场垂直，三分之二的面积处于磁场中。当线圈绕OO′以角速度ω匀速转动，产生感应电动势的有效值为（ ） A． B． C． D． A 设根据题意可知，当三分之二的面积处于磁场中转动时，感应电动势的最大值为Em1＝，转动时间为； 当三分之一的面积处于磁场中转动时，感应电动势的最大值为Em2＝，转动时间为， 设产生感应电动势的有效值为E，则有 解得E＝。故选A。 题型三 含有二级管有效值的计算 某研究小组成员设计了一个如图所示的电路，已知纯电阻R的阻值不随温度变化。与R并联的是一个理想的交流电压表，D是理想二极管（它的导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷大）。在A、B间加一交流电压，瞬时值的表达式为u＝ (V)，则交流电压表示数为（　　） A．10 V B．20 V C．15 V D．14.1 V D 二极管具有单向导电性，使得半个周期内通路，另半个周期内断路，在正半周内，交流电的有效值为20 V，故一个周期内的电阻发热为，解得：U＝ V＝14.1 V，故D正确，ABC错误。故选：D。 （1）高中阶段可以定量求解有效值的只有正弦式交变电流（或其特定部分）、方波式电流及其组合。 （2）交变电流一个周期内的图像为完整的或周期正弦（余弦）函数图像，或者瞬时值从0或峰值开始的周期的正弦（余弦）函数图像，则该交变电流的有效值，可根据交变电流有效值的定义及正弦式交变电流有效值的大小进行对比求解，例如正弦半波电流及正弦单向脉动电流有效值的求解。 （3）正弦半波、矩形脉动等电流只能利用电流的热效应计算有效值。 （4）其他情况的有效值一般不能进行定量计算，但有的可以与正弦式交变电流的有效值定性比较。如图1交变电流与如图2正弦式交变电流比较，可知其有效值小于。 1．现在市场上的调光台灯、调速风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。如图为一个经过元件调节后加在电灯上的电压，在正弦式交流电的每半个周期中都截去了前面的四分之一。现在加在电灯上的电压是（　　） A．Um B． C． D． D 使该交流电与一恒定电流分别通过相同电阻R，设该恒定电流的电压为U，交流电在一个周期内产生的热量为：，恒定电流在一个周期内产生的热量为：，由Q1＝Q2，得U＝，则该交流电电压的有效值为，即为加在电灯上的电压。故选：D。 2．（2023·湖北黄冈市模拟）如图是某一线圈通过的交流电的电流－时间关系图像（前半个周期为正弦波形的），则一个周期内该电流的有效值为（　　） A． B． C． D． B 设该电流的有效值为I，由I2RT＝，解得I＝，故选B。 3．如图所示电路，电阻R1与电阻R2串联接在交变电源上，且R1＝R2＝10 Ω，正弦交流电的表达式为u＝sin (100πt) V，R1和理想二极管D（正向电阻为零，反向电阻为无穷大）并联，则R2上的电功率为（　　） A．10 W B．15 W C．25 W D．30 W C 由题图可知，当电流从A流出时，R1被短路，则此时R2上电压有效值为U2＝＝20 V；当电流从B流出时，R1、R2串联，则R2两端电压有效值为U2′＝＝10 V。设在一个周期内R2两端的电压有效值为U，则，解得U＝ V，则P2＝ W＝25 W，故选：C。 4．（2021·浙江6月选考）如图所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期T和最大值Um相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足（　　） A．U＝ B．U＝ C．U＞ D．U＜ D 虚线是正弦交流电的图像，其有效值为＝＝，由图可知，在任意时刻，实线所代表的交流电的瞬时值都不大于虚线表示的正弦交流电的瞬时值，则实线所代表的交流电的有效值小于虚线表示的正弦交流电的有效值，则U＜，故选：D。 考点三　交变电流的“四值”的比较 交变电流的“四值”及应用 物理含义 重要关系 适用情况 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e＝Emsin ωt i＝Imsin ωt 计算线圈某一时刻的受力情况 峰值 交变电流最大的瞬时值 Em＝nBSω Im＝ 确定用电器的耐压值、电容器的击穿电压 有效值 与交变电流的热效应等效的恒定电流值 E＝ U＝ I＝ （1）计算与电流热效应相关的量（如功率、热量） （2）交流电表的测量值 （3）用电器设备标注的额定电压、额定电流 （4）保险丝的熔断电流 平均值 i－t图像中图线与时间轴所围面积与时间的比值 计算通过电路某截面的电荷量 【注意】正（余）弦交流电的有效值和峰值的关系：E＝，U＝，I＝。 （2023·广西柳州市模拟）为研究交变电流产生的规律，某研究小组把长60 m导线绕制成N＝100匝的矩形闭合线圈，如图所示。现把线圈放到磁感应强度大小B＝0.1 T、方向水平向右的匀强磁场中，线圈可以绕其对称轴OO′转动。现让线圈从图示位置开始（t＝0）以恒定的角速度ω＝10π rad/s转动。下列说法正确的有（　　） A．t＝0时，线圈位于中性面位置 B．t＝0.05 s时，感应电流达到最大值 C．当bc＝2ab时，感应电动势的表达式为e＝2πsin 10πt (V) D．当ab＝ad时，感应电动势的有效值最大 D t＝0时，线圈位于与中性面垂直的位置，故A错误；线圈的周期为T＝＝0.2 s，t＝0.05 s时，线圈转过90°，到达中性面位置，此时磁通量最大，感应电流为零，故B错误；电动势最大值为Em0＝NBS0ω，S0＝ab·bc，N(ab＋bc)×2＝60 m，2ab＝bc，联立可得Em0＝2π (V)，线圈从题中图示位置（平行于磁场方向）开始转动，因此感应电动势的表达式为e＝2πcos 10πt (V)，故C错误；线圈周长为0.6 m，当ab＝ad时，边长相等，此时线圈面积最大，又Em＝NBSω，则感应电动势最大，即感应电动势的有效值最大，故D正确。故选：D。 （2021·北京卷）一正弦式交变电流的i－t图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．在t＝0.4 s时电流改变方向 B．该交变电流的周期为0.5 s C．该交变电流的表达式为i＝2cos (5πt) A D．该交变电流的有效值为 A C 在t＝0.4 s时电流最大，电流方向不变，A错误；该交变电流的周期为0.4 s，B错误；ω＝＝5π，故该交变电流的表达式为i＝2cos (5πt) A，C正确；该交变电流的有效值为 A，D错误。故选：C。 （多选）如图甲所示，标有“220 V　40 W”的灯泡和标有“20 μF　320 V”的电容器并联接到交流电源上，V为交流电压表，交流电源的输出电压随时间的变化规律如图乙所示，闭合开关S。下列判断正确的是（　　） A．t＝时刻，V的示数为零 B．灯泡恰好正常发光 C．电容器不可能被击穿 D．电压表的示数保持 V不变 BC 电压表的示数应是电压的有效值220 V，选项A、D错误；电压的有效值恰好等于灯泡的额定电压，灯泡正常发光，选项B正确；电压的峰值Um＝ V≈311 V，小于电容器的耐压值，故电容器不可能被击穿，选项C正确。故选：BC。 （多选）图甲是一种振动发电装置的示意图，半径为r＝0.1 m、匝数n＝20的线圈位于辐向分布的磁场中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示），线圈所在位置的磁感应强度的大小均为B＝ T，线圈电阻为R1＝0.5 Ω，它的引出线接有R2＝9.5 Ω的小电珠L，外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示（摩擦等损耗不计），则（　　） A．小电珠中电流的峰值为0.16 A B．小电珠中电流的有效值为0.16 A C．电压表的示数约为1.5 V D．t＝0.1 s时外力的大小为0.128 N AD 由题意及法拉第电磁感应定律知，线圈在磁场中做往复运动，产生的感应电动势的大小符合正弦曲线变化规律，线圈中的感应电动势的峰值为Em＝nBlv＝nB·2πrvm，故小电珠中电流的峰值为Im＝＝ A＝0.16 A，选项A正确，B错误；电压表示数为U＝≈1.07 V，选项C错误；当t＝0.1 s也就是时，外力的大小为F＝nB·2πrIm＝0.128 N，选项D正确。故选：AD。 解决交变电流“四值”问题的关键 1．涉及交流电表的读数、功、功率、热量都用有效值。 2．涉及计算通过截面的电荷量用平均值。 3．涉及电容器的击穿电压考虑峰值。 4．涉及电流、电压随时间变化的规律时，即与不同时刻有关，考虑瞬时值。 1．（多选）如图甲所示，将阻值为R＝5 Ω的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流表串联在电路中测量电流的大小。对此，下列说法正确的是（　　） A．电阻R两端电压变化规律的函数表达式为u＝2.5sin 200πt (V) B．电阻R消耗的电功率为1.25 W C．如图丙所示，若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1 A D．这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为 AD 图乙所示电流的最大值为Im＝0.5 A，周期为T＝0.01 s，其角速度为ω＝＝200π rad/s，由部分电路欧姆定律得Um＝ImR＝2.5 V，所以R两端电压瞬时值的表达式为u＝2.5 sin 200πt (V)，选项A正确；该电流的有效值为I＝，电阻R消耗的电功率为P＝I2R，解得P＝0.625 W，选项B错误；电流表的示数为有效值，若该交变电流由图丙所示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生，当转速提升一倍时，电动势的最大值Em＝nBSω为原来的2倍，电路中电流的有效值也是原来的2倍，为2× A≠1 A，选项C错误；图乙中的正弦交变电流的有效值为 A，图丁所示的交变电流虽然方向发生变化，但大小恒为0.5 A，故有效值之比为，选项D正确。故选：AD。 2．（2023·江苏省常熟中学模拟）图甲是某发电机的示意图，正方形金属框边长为L，其两端与两个半圆环相连，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO′轴转动。阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示，Um为已知，其他电阻不计，则金属框转动一周（　　） A．框内电流方向不变 B．电动势的有效值大于 C．流过电阻的电荷量为 D．电阻产生的焦耳热为 D 金属框每次经过中性面时框内电流方向都会改变，故A错误；由题图乙可知，金属框产生感应电动势的图像应为完整的正弦曲线，所以电动势的有效值等于，故B错误；金属框转动一周的过程中，流过电阻的电荷量为q＝＝＝×4＝，故C错误；设金属框转动的角速度为ω，则有Um＝BL2ω，金属框转动的周期为T＝，根据焦耳定律可得电阻产生的焦耳热为Q＝，联立上述三式解得Q＝，故D正确。故选：D。 3．风速测速仪的简易装置如图甲所示，某段时间内线圈中感应电流的波形如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．若风速变大，图乙中感应电流的周期变大 B．若风速变大，图乙中感应电流的峰值变大 C．图乙中感应电流最大时，风速最大 D．图乙中感应电流随时间变化的原因是风速在变 B 若风速变大，则转速变大，角速度变大，根据T＝可知，周期变小，故A错误；若风速变大，则角速度变大，根据Em＝NωBS可知，感应电动势峰值变大，再根据Im＝可知，感应电流的峰值变大，故B正确；图乙中感应电流最大时，是穿过线圈的磁通量的变化率最大，并不是风速最大，故C错误；图乙中感应电流随时间变化的原因是穿过线圈的磁通量变化率随时间在变化，故D错误。故选：B。 4．如图甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，其中B0、B1和t1均为已知量。在0～t1时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动。求： （1）0～t1时间内通过电阻R的电流大小； （2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量； （3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量。 （1）；（2）；（3） （1）0～t1时间内，线框中的感应电动势E＝＝ 根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻R的电流I＝＝。 （2）线框产生感应电动势的最大值Em＝nB1L1L2ω 感应电动势的有效值E＝ 通过电阻R的电流的有效值I＝ 线框转动一周所需的时间t＝ 此过程中，电阻R产生的热量Q＝I2Rt＝。 （3）线框从图甲所示位置转过90°的过程中，平均感应电动势 平均感应电流，通过电阻R的电荷量q＝＝。 学科网（北京）股份有限公司 $$