第三章 第一节 认识交变电流-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修2同步课件(粤教版)

物理 选择性必修 第二册 YJ 1 1 第一节 认识交变电流 刷基础 2 1.［江苏泰州2024高二下期中］（多选）下列所示图像中属于交变电流的有( ) AD A. B. C. D. 题型1 交变电流的产生及判断 3 解析 判断电流是交流还是直流,关键看电流的方向是否随时间周期性变化.选项A、D中电压或电 流的方向均发生周期性变化,故它们属于交变电流；选项B、C中,尽管电压或电流大小随时间周期 性变化,但其方向不变,所以属于直流.故选A、D. 题型1 交变电流的产生及判断 4 2.［四川成都石室中学2024高二下月考］如图所示，单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中， 中心轴线 与磁场边界重合，线圈绕中心轴线按图示方向（从上向下看逆时针方向）匀速转 动，时线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿 为正方向，则图中能表示线圈内感 应电流随时间变化规律的是( ) D A. B. C. D. 题型1 交变电流的产生及判断 5 解析 由题意可知,当线圈转动时,内,一侧的线圈在磁场中绕 转动,切割磁感线产生正弦 式交流电,由楞次定律和安培定则可知电流方向为且越来越大,~内, 一侧线圈在磁场外, 而一侧线圈又进入磁场产生交流电,电流方向为 且越来越小,由此可知D正确. 题型1 交变电流的产生及判断 6 3.［湖南长沙雅礼中学2024高二下入学考］下图为交流发电机示意图，线圈沿逆时针方向匀速转 动，下列说法正确的是( ) B 甲 乙 丙 丁 A.甲 乙过程中，边中的电流由 B.丙 丁过程中，边中的电流由 C.图甲位置线圈中感应电动势最大 D.图乙位置线圈磁通量最大 题型1 交变电流的产生及判断 7 解析 甲 乙过程中,根据右手定则,边中的电流由,故A错误；丙 丁过程中,根据右手定 则,边中的电流由 ,故B正确；题图甲位置,线圈磁通量最大,磁通量变化率为零,线圈中感应 电动势最小,为零,故C错误；题图乙位置,线圈磁通量最小，为零,故D错误. 题型1 交变电流的产生及判断 8 4.如图所示为交流发电机示意图，线圈的边连在金属滑环上， 边连在滑 环上，两个电刷、 分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷 保持与外电路的连接.下列说法正确的是( ) B A.当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量的变化率最大 B.当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小 C.当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大 D.当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电动势最小 题型2 中性面与峰面的特点 9 解析 线圈平面与磁场垂直时位于中性面,此时磁通量最大,磁通量的变化率最小,感应电流最小,为 零,A、C错误；当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间,线圈与磁场平行,磁通量最小,为零,磁通量的 变化率最大,感应电动势最大,B正确,D错误. 题型2 中性面与峰面的特点 10 5.［广东佛山南海区2025摸底］“南鲲号”被称为“海上充电宝”，是一个利用海浪发电的大型 海上电站，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的 连接装置使转子只能单方向转动.若转子带动线圈如图逆时针转动，并向外输出电流，则下列说法 正确的是( ) D A.线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量最大 B.线圈转动到如图所示位置时端电势低于 端电势 C.线圈转动一周电流方向改变两次，图示位置正是电流变向的时刻 D.线圈转动到如图所示位置时其靠近 极的线圈受到的安培力方向向上 题型2 中性面与峰面的特点 11 解析 线圈转动到如题图所示位置时，穿过线圈的磁通量为零,最小,A错误；根据右手定则可知,线 圈转动到如题图所示位置时端电势高于 端电势,B错误；线圈转动一周电流方向改变两次,线圈经 过中性面时电流方向改变,则题图所示位置不是电流变向的时刻,C错误；根据左手定则可知,线圈 转动到如题图所示位置时其靠近 极的线圈受到的安培力方向向上,D正确. 题型2 中性面与峰面的特点 12 6.［江西部分学校2024高二下联考］汽车上的发电机多采用旋转式发电机.如图甲，转子在外力带 动下旋转产生磁场，定子线圈产生感应电动势.现简化为如图乙模型，一连有电阻 的线圈轴线与 条形磁铁中心线在同一平面，条形磁铁（转子）绕其中心 在该平面内匀速转动的过程中，下列 说法正确的是( ) D 甲 乙 A.条形磁铁在图乙位置时，线圈中磁通量最大 B.条形磁铁在图乙位置时，电阻 中电流为零 C.条形磁铁从图乙位置转动 过程中，电阻中电流方向由指向 D.增大条形磁铁的转速，可以增大 中的电流 题型2 中性面与峰面的特点 13 解析 条形磁铁在题图乙位置时,线圈中磁通量最小,为零,故A错误；条形磁铁在题图乙位置时,磁 通量的变化率最大,感应电流最大,电阻中电流不为零,故B错误；条形磁铁从题图乙位置转动 过程中,线圈中向上的磁通量增大,根据楞次定律和安培定则可得电阻中电流方向由指向 ,故C错 误；增大条形磁铁的转速,线圈中磁通量变化率增大,感应电动势增大, 中电流增大,故D正确. 题型2 中性面与峰面的特点 14 7.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生的感应电动势最大值 为，那么该线圈由图示位置（线圈平面与磁场方向平行）转过 时，线圈中 的感应电动势大小为( ) C A. B. C. D. 题型3 线圈转动过程中的平均电动势和瞬时电动势 15 解析 线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动,从垂直中性面的位置开始计时,感应电动势的瞬时值表达 式为,故当 时,感应电动势的瞬时值为 ,故 选C. 题型3 线圈转动过程中的平均电动势和瞬时电动势 16 关键点拨 解答本题需要注意题图中线圈是处于中性面还是处于垂直于中性面的位置,写出从垂直中性面的位 置开始计时时感应电动势的瞬时值表达式,线圈转过 时代入表达式计算即可. 题型3 线圈转动过程中的平均电动势和瞬时电动势 17 8. ［新疆乌鲁木齐2025高二上期中］如图所示为一交流发电机和外接负载的示意图，发 电机电枢线圈为匝的正方形线圈，边长为 ，绕 轴在磁感应强度大小为 的磁场中以角速度转动（不计一切摩擦），线圈电阻为 ，外接负载 电阻为 .求： 题型3 线圈转动过程中的平均电动势和瞬时电动势 18 （1）线圈由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转动过程中感应电动势瞬时值的表达式； [答案] 解析 线圈转动过程中产生的感应电动势的最大值 ,线圈从题图所示位置开始转动,感应电动势瞬 时值的表达式为. （2）线圈由图示位置转过 时的感应电动势； [答案] 解析 线圈从题图所示位置转过 时的感应电动势 . 题型3 线圈转动过程中的平均电动势和瞬时电动势 19 （3）线圈由图示位置转过 的过程中产生的平均感应电动势（结果保留两位有效数字）； [答案] 解析 根据法拉第电磁感应定律可得,线圈从题图所示位置转过 的过程中产生的平均感应电动 势 . （4）线圈由图示位置转过 的过程中流过电阻 的电荷量（结果保留两位有效数字）. [答案] 解析 线圈从题图所示位置转过 的过程中流过电阻 的电荷量 . 题型3 线圈转动过程中的平均电动势和瞬时电动势 20 教材变式 本题目由教材P68第3题演变而来，除了教材考查的感应电动势瞬时值的表达式和某时刻的感应 电动势瞬时值，本题延伸考查了线圈由图示位置转过 的过程中流过电阻 的电荷量. 题型3 线圈转动过程中的平均电动势和瞬时电动势 21 方法总结 交变电流瞬时值的求解方法 （1）由 求感应电动势的最大值； （2）确定是正弦函数还是余弦函数,从中性面位置开始计时为正弦函数,从垂直中性面位置开始计 时为余弦函数. 题型3 线圈转动过程中的平均电动势和瞬时电动势 22 9.［广东深圳七校2024高二下联考］（多选）如图所示，下列线圈匀速转动或匀速直线运动，能 产生交变电流的是( ) AD A. B. C. D. 易错点 不能正确理解正弦式交变电流产生的条件 23 解析 A图中,线圈沿垂直磁场的转轴转动,切割磁感线,故可以产生交变电流,故A正确；B图中,线圈 匀速移动,根据 ,可知产生的是恒定电流,不会产生交变电流,故B错误；C图中,回路磁通量不 变,没有感应电流,故C错误；D图中,线圈沿垂直磁场的转轴转动,切割磁感线,可以产生正弦式交流 电,故D正确. 易错点 不能正确理解正弦式交变电流产生的条件 24 易错分析 本题易误认为线圈在磁场中匀速运动就能产生交变电流.产生正弦式交变电流的条件为：（1）线 圈在磁场中绕转轴匀速转动；（2）线圈切割磁感线.注意与线圈的形状无关. 易错点 不能正确理解正弦式交变电流产生的条件 25 $$