第13章 第1讲 交变电流的产生和描述（课件PPT）-【金版新学案】2026年高考物理高三总复习大一轮复习讲义（广东专版）

该高中物理高考复习课件聚焦“交变电流的产生和描述”专题，依据高考评价体系梳理了交变电流产生、图像意义、四值计算及应用核心考点，通过2022-2024年考情分析明确四值、变压器为高频考点，归纳了交变电流与变压器综合等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题训练+方法突破+素养提升”，如结合2024广东二模i-t图像题，用科学思维中的科学推理讲解有效值计算，通过“四值”应用场景对比培养物理观念。设课时测评含高考真题，帮助学生掌握答题技巧，教师可精准把握考点，实现高效复习。

第1讲　交变电流的产生和描述 高三一轮复习讲义　广东专版 第十三章 交变电流 电磁振荡与电磁波 传感器 年份 2022 2023 2024 三年 考情 交变电流及四值 浙江1月·T9 广东卷·T4 河北卷·T3 湖南卷·T9 新课标卷·T20　山东卷·T8 湖北卷·T5　 广东卷·T1 河北卷·T4 变压器 山东卷·T4 湖北卷·T9 湖南卷·T6 北京卷·T4 重庆卷·T3 北京卷·T7 广东卷·T6 海南卷·T11 重庆卷·T9　 海南卷·T9 黑吉辽卷·T13　全国甲卷·T19 浙江1月·T5 远距离输电 福建卷·T6 浙江6月·T7 山东卷·T7 天津卷·T6 湖南卷·T6 年份 2022 2023 2024 三年 考情 电磁波 未独立命题 未独立命题 浙江6月·T14 传感器 河北卷·T12 北京卷·T13 重庆卷·T11 湖南卷·T12 浙江1月·T14 贵州卷·T12 河北卷·T12 浙江1月·T16 命题 规律 本章主要考查交变电流的产生、交变电流的四值、变压器，电磁波、传感器考查较少，远距离输电考查频率增加。该知识模块综合性不强，常见的综合点有：交变电流与变压器的综合，变压器与远距离输电的综合。 1.理解正弦式交变电流的产生过程，能正确书写交变电流的函数表达式。 2.理解并掌握交变电流图像的意义。 3.理解描述交变电流的几个物理量，会计算交变电流的有效值。 4.知道交流电“四值”在具体情况下的应用。 学习目标 考点一　交变电流的产生及变化规律 考点二　交变电流有效值的计算 考点三　交变电流“四值”的理解和应用 课时测评 内容索引 交变电流的产生及变化规律 考点一 返回 1.交变电流的产生：线圈绕________磁场方向的轴匀速转动。 2.两个特殊位置的特点 (1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ______，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将__________。 (2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，______，e最大，i最大，电流方向________。 知识梳理 垂直于 最大 发生改变 最大 不改变 3.电流方向的改变：一个周期内线圈中电流的方向改变____次。 4.图像：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，则其图像为______________，如图所示。 两 正弦函数图像 5.变化规律(线圈从中性面位置开始计时) (1)电动势e随时间变化的规律：e＝____________，其中Em＝__________。 (2)负载两端的电压u随时间变化的规律：u＝Umsin ωt＝____________。 (3)电流i随时间变化的规律：i＝Imsin ωt＝___________。 Emsin ωt NωBS ·sin ωt ·sin ωt 6.周期和频率 (1)周期T：T＝。交变电流完成一次周期性变化(线圈转动一周)所需的时间，国际单位是秒(s)。 (2)频率f：交变电流________________的次数与所用时间之比，单位是赫兹(Hz)。 (3)关系：T＝____或f＝____。 7.峰值：Em＝________，与转轴位置无关，与线圈形状____关。 完成周期性变化 NωBS 无 (人教版选择性必修第二册·P50·演示：观察交变电流的 方向)把两个发光颜色不同的发光二极管并联，注意使 两者正、负极的方向不同，然后连接到教学用发电机 的两端(如图所示)。转动手柄，两个磁极之间的线圈随 着转动。观察发光二极管的发光情况。 判断下列说法的正误： (1)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时一定会产生正弦式交变电流。 ( ) (2)线圈在磁场中转动的过程中穿过线圈的磁通量最大时，产生的感应电动势也最大。 ( ) (3)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动经过中性面时，线圈中的感应电动势为零，电流方向发生改变。 ( ) (4)从线圈垂直中性面开始计时，产生的电动势按正弦规律变化，即e＝Emsin ωt。 ( ) × × √ × 1.正弦式交变电流产生过程中的两个特殊位置 核心突破 图示     特点 B⊥S B∥S Φ＝BS，最大 Φ＝0，最小 e＝N＝0，最小 e＝N＝NωBS，最大 电流为零，方向改变 电流最大，方向不变 2.交变电流瞬时值的表达式 (1)确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图像读出或由公式Em＝NωBS求出相应峰值。 (2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。 ①线圈在中性面位置开始计时，i-t图像为正弦函数图像，函数表达式为i＝Imsin ωt。 ②线圈在垂直于中性面的位置开始计时，i-t图像为余弦函数图像，函数表达式为i＝Imcos ωt。 某交流发电机产生交变电流的装置如图甲所示，产生的感应电动势与时间的关系如图乙所示，下列说法正确的是 A.t＝0时，线圈平面处于中性面位置，磁通量变化率最大 B.线圈通过中性面时，交变电流改变方向 C.线框中产生的感应电动势e＝100sin (50t) V D.如果仅使线圈的转速加倍，则电动势的最大值和周期分别变为200 V、0.08 s √ 例1 由题图乙可知，t＝0时，电动势为零，此时线 圈平面处于中性面位置，磁通量变化率最小， 交变电流改变方向，A错误，B正确；线框中 产生的感应电动势的最大值和周期分别为Em＝ 100 V，T＝0.04 s，根据e＝Emsin t，可知感应电动势的瞬时值表达式为e＝100sin (50πt) V，C错误；根据Em＝NωBS，ω＝2πn可得Em＝2πnNBS，可知Em与n成正比，如果仅使线圈的转速加倍，则电动势的最大值为Em'＝200 V，由周期为T＝＝可知，T与n成反比，如果仅使线圈的转速加倍，则周期减半，为T'＝0.02 s，D错误。故选B。 针对练1.(2024·成都实验外国语学校高三模拟)如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风轮机带动内部匝数为N的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度ω绕垂直于磁场的水平转轴OO'顺时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为Em，则 A.线圈转动的快慢不会影响回路中电流的大小 B.当线圈转到图乙所示位置时产生的感应电流方向为ABCD C.当线圈转到图乙所示位置时磁通量的变化率最小 D.穿过线圈的最大磁通量为 √ 根据E＝NωBS，又I＝，联立解得I＝，可知线圈转动的快 慢会影响回路中电流的大小，故A错误；当线圈转到题图乙所示位置时，根据右手定则判断知产生的感应电流方向为ABCD，故B正确；当线圈转到题图乙所示位置时，线圈与中性面垂直，感应电动势最大，磁通量的变化率最大，故C错误；由Em＝NωBS＝NωΦm，可得Φm＝，故D错误。 针对练2.(2023·广东六校联考)在以下四种情景中，线圈中产生的电流(图示时刻为初始时刻)与其正下方所示的i-t图线相对应的是 A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 √ 题图甲线圈对应是从垂直中性面位置开始的交变电流，开始时电流最大，故A正确；题图乙线圈对应从中性面开始的交变电流，开始时电流最小，且在～T 期间仍有电流，故B错误；题图丙线圈对应的感应电流大小不变，故C错误；题图丁线圈对应从中性面开始的正弦式交变电流，故D错误。 返回 交变电流有效值的计算 考点二 返回 1.有效值 让交变电流和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______相等，就把这一恒定电流的数值叫作这一交变电流的________。 2.正弦式交变电流的有效值 E＝_____，U＝_____，I＝_____。 知识梳理 热量 有效值 小明同学家的落地风扇的铭牌如图所示。 结合铭牌信息，判断下列说法的正误： (1)铭牌上标注的电风扇的电压220 V是电压的有效值。 ( ) (2)电风扇正常工作时，电压的最大值为220 V。 ( ) (3)电风扇正常工作时，电流的最大值约为0.27 A。 ( ) (4)最大值和有效值之间的倍关系只适用于正(余)弦式交变电流。 ( ) √ √ × √ 1.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)均指的是有效值。 (3)计算热量、电功率及保险丝的熔断电流指的是有效值。 (4)没有特别加以说明的，都指有效值。 核心突破 2.交变电流有效值的计算 (1)计算有效值时要根据电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解。 (2)分段计算热量，求和得出一个周期内产生的总热量。 (3)利用两个公式Q＝I2Rt和Q＝t可分别求得电流有效值和电压有效值。 (4)若图像部分是正(余)弦式交变电流，其中的周期(必须是从零至最大值或从最大值至零)和周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系I＝、U＝求解。 (2024·甘肃酒泉三模)如图是某一交变电流的i-t图像，曲线部分为正弦函数的一部分，则该交变电流的有效值为 A.2 A B.3 A C.2 A D.2 A 例2 √ 根据电流的热效应可得I2RT＝R·T＋R·T，其中I1＝ A，I2＝2 A，解得该交变电流的有效值为I＝2 A，故选D。 针对练1.(2024·辽宁名校联考)如图甲、乙所示的交流电分别加在两定值电阻R1、R2两端，已知R1＝2R2，若两图中的横纵坐标均为已知量，图甲为正弦线。则下列说法正确的是 A.前半个周期两交流电电压的有效值之比为1∶2 B.两交流电电压的有效值分别为、 C.0～时间内两定值电阻上产生的热量之比为1∶8 D.0～T时间内两定值电阻上产生的热量之比为1∶10 √ 题图甲中前半个周期交流电电压的有效值为U1＝，题图乙中前半个 周期交流电电压的有效值为U2＝2U0，前半个周期两交流电电压的有效值之比为U1∶U2＝1∶2，故A错误；题图甲中交流电电压的有效值 为U1'＝，设题图乙中交流电电压的有效值为U2'，则有×＋×＝×T，解得U2'＝，故B错误；0～时间内，定值电 阻R1上产生的热量为Q1＝×＝，定值电阻R2上产生的热量为Q2＝×＝，可得Q1∶Q2＝1∶16，故C错误；0～T时间内，定值电阻R1上产生的热量为Q1'＝＝，定值电阻R2上产生的热量为Q2'＝＝，可得Q1'∶Q2'＝1∶10，故D正确。 针对练2.如图所示，将一根均匀导线围成圆心角为60°的扇形导线框OMN，O为圆心，半径为R，线框总电阻为r，将线框O点置于坐标系的原点，在第二、四象限有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度均为B。从t＝0时刻开始，导线框绕O点以角速度ω匀速转动，则导线框中感应电流的有效值为 A. B. C. D. √ 线框转动一周过程中，两次进入磁场、两次离开磁 场，所以产生感应电流的时间为t＝T＝T；转 动切割磁感线产生的感应电动势E'＝BωR2，设感 应电动势的有效值为E，根据有效值的计算公式可 得T＝t，解得E＝，则导线框中感应电流的有效值为I＝＝，故C正确，A、B、D错误。 返回 交变电流“四值”的理解和应用 考点三 返回 物理量 表达式 适用情况及说明 瞬时值 e＝Emsin ωt u＝Umsin ωt i＝Imsin ωt 计算线圈某时刻的受力情况 最大值(峰值) Em＝NωBS Im＝ 讨论电容器的击穿电压 有效值 对正(余)弦式交流电有： E＝ U＝ I＝ 计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等) 平均值 ＝BL＝n＝ 计算通过电路截面的电荷量 (多选)(2024·天津滨海新区三模)半径为a、内阻为r的单匝圆形导体环，在磁感应强度为B的磁场中绕着虚线轴匀速转动，角速度为ω。在导体环外接一阻值为R的电阻，电阻两端并联一电压表。若t＝0时刻导体环处于如图所示的位置，则下列说法中正确的是 A.电路中电压表的示数为Bπa2ω B.t＝时，圆形导体环中电流的方向改变 C.穿过导体环的磁通量瞬时值表达式为Φ＝Bπa2sin ωt D.从t＝0到t＝的时间内流过电阻的电荷量q＝ 例3 √ √ 感应电动势为e＝BSωsin ωt＝Bπa2ωsin ωt，电动势的有 效值为E＝＝Bπa2ω，电路中电压表的示数为U＝ ×Bπa2ω，故A错误； t＝时，圆形导体环转过 180°，处于中性面，故电流的方向改变，故B正确； 穿过导体环的磁通量瞬时值表达式为Φ＝Bπa2cos ωt， 故C错误； 从t＝0到t＝的时间内流过电阻的电荷量q ＝t＝＝，故D正确。 针对练1.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Um C.流过电阻的电荷量为 D.电阻产生的焦耳热为 √ 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，金属框中产生的感应电动势的有效值等于Um，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＝T＝T＝＝，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＝，联立解得Q＝，故D正确。 针对练2. (多选)如图所示，矩形线圈在磁感应强度为 B＝0.5 T的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴 OO'以角速度ω＝ rad/s匀速转动，线圈的面积S＝ 0.1 m2，匝数为n＝100匝，线圈总电阻为r＝1 Ω，线 圈的两侧经集流环和电刷与阻值为 9 Ω的电阻R连接。与电阻R并联的交流电压表为理想电表。在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行(如图所示)，则下列说法正确的是 A.交流发电机产生的感应电动势最大值为5 V B.交流电压表的示数为4.5 V C.线圈从t＝0时刻开始转过90°的过程中，通过电阻的电荷量为0.5 C D.线圈从t＝0时刻开始转过90°的过程中，电阻产生的热量为 J √ √ √ 交流发电机产生的感应电动势最大值Em＝nωBS＝ 100××0.5×0.1 V＝5 V，故A正确；交流发 电机产生的感应电动势有效值为E＝ ＝5 V，由闭 合电路的欧姆定律得I＝ ＝0.5 A，外电阻两端 电压U＝IR＝4.5 V，即电压表读数为4.5 V，故B正确；线圈从t＝0时刻 开始转过90°的过程中，线圈中产生的平均感应电动势＝n＝n，感应电流的平均值＝，通过电阻的电荷量q＝Δt＝ ＝0.5 C，故C正确；线圈从t＝0时刻开始转过90°的过程中，t＝ ＝ ＝ s，电阻产生的热量Q＝I2Rt＝0.52×9× J＝ J，故D错误。 返回 课 时 测 评 返回 1.有一种手摇手机充电器，当人摇动手柄给手机充电时， 其内部线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO'匀速转 动，如图所示。下列说法正确的是 A.当线圈转到图示位置时，电流方向将发生改变 B.当线圈转到图示位置时，穿过线圈磁通量的变化率最大 C.若从图示位置开始计时，线圈中电流的瞬时值表达式为i＝Imsin ωt D.图示位置在中性面，穿过线圈磁通量为最大 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 题图示位置为垂直于中性面的位置，此时穿过线圈的磁通量为0，穿过线圈磁通量的变化率最大，电流方向在中性面的位置发生改变，在此时不发生改变，故A、D错误，B正确；若从题图示位置开始计时，此时电流的瞬时值为最大值，线圈中电流的瞬时值表达式为i＝Imcos ωt，故C错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 2.(多选)矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示，已知π＝3.14，下列说法正确的是 A.在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，电动势最大 B.在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，线圈中电流改变方向 C.在t＝0.4 s时，磁通量变化率最大 D.电动势的最大值是31.4 V √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 由题图可知，在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，磁通量最大，磁通量的变化率为0，则感应电动势为0，此时线圈处于中性面，线圈中电流改变方向，故A错误，B正确；由题图可知，在t＝0.4 s时，磁通量的变化率最大，故C正确；由题图可知，周期为T＝0.4 s，则ω＝＝5π rad/s，电动势的最大值为Em＝NωBS＝NωΦm＝1 570 V，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 3.如图所示，虚线OO'的左边存在着方向垂直于纸面向 里的匀强磁场，右边没有磁场。单匝矩形线圈abcd的对 称轴恰与磁场右边界重合，线圈平面与磁场垂直。线圈 沿图示方向绕OO'轴以角速度ω匀速转动(即ab边向纸外、 cd边向纸里转动)，规定沿a→b→c→d→a方向为感应电流的正方向。从图示位置开始计时，下列四个图像中能正确表示线圈内感应电流i随时间t变化规律的是 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 从题图所示时刻开始计时，由楞次定律可判断出线圈 中感应电流方向为a→d→c→b→a(负方向)，线圈中产 生的感应电动势表达式为e＝－Emsin ωt＝－ωBSsin ωt， S是线圈面积的一半，则感应电流的表达式为i＝＝ －Imsin ωt＝－sin ωt，故线圈中感应电流按正弦规律变化，故B 正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 4.(2024·广东二模)线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动，产生交变电流的i-t图像如图所示，则 A.该交变电流的周期为0.5 s B.该交变电流的电流有效值为2 A C.t＝0.1 s时，穿过线圈的磁通量为零 D.t＝0.2 s时，穿过线圈的磁通量变化最快 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 由题图可知该交变电流的周期为0.4 s，故A错误；该交变电流的电流有效值为I＝＝ A，故B错误；t＝0.1 s，感应电流为零，此时穿过线圈的磁通量最大，故C错误；t＝0.2 s时，感应电流最大，根据法拉第电磁感应定律可知穿过线圈的磁通量变化最快，故D正确。故选D。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 5.(2023·汕头一模)工业机器人广泛用于工业领域。某工业机器人设备接在u＝380sin (100πt) V的交流电源上，正常工作时电流为2 A，则下列说法中正确的是 A.该交变电流的频率为100 Hz B.该交变电流每秒内电流方向变化50次 C.该设备正常工作时电流的峰值为2 A D.该设备正常工作时消耗的功率为0.76 kW √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 根据u＝380sin (100πt) V可知，交变电流的角速度为ω＝100π rad/s，该交变电流的频率为f＝＝50 Hz，故A错误；正弦交变电流一个周期内电流方向变化两次，所以该交变电流每秒内电流方向变化n＝2×50次＝100次，故B错误；由题可知，该设备正常工作时电流的峰值为Im＝I＝2 A，故C错误；该交流电源电压的有效值为E＝，该设备正常工作时消耗的功率为P＝EI，解得正常工作时的功率P＝760 W＝0.76 kW，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 6.(多选)如图为穿过匝数n＝100匝的线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化的图像，其产生的电压为交变电压。判断下列选项中的四个交变电压的有效值与已知的交变电压的有效值相同的是(A、B图中为正弦式交变电压，π取3.14) √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 已知交变电流的周期为T＝6.28×10－2 s，角 速度为ω＝＝100 rad/s，最大感应电动势 为Em＝nωΦm＝200 V，电压的有效值为U＝ ＝100 V。选项A、B中，交变电压的有效值由U＝可得，UA＝100 V，UB＝100 V；选项C、D中，设电压的有效值为U，电阻R在相同时间内产生的热量相同，则有T＝·T＋·T，可得UC＝200 V，UD＝100 V，所以与已知交变电压的有效值相同的是A和D。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 7.一低压电源输出的交变电压为u＝10sin (100πt) V，以下说法正确的是 A.这只电源可以使“10 V　2 W”的灯泡正常发光 B.这只电源的交变电压的周期是100π s C.这只电源在t＝0.01 s时电压达到最大值 D.“10 V　2 μF”的电容器可以接在这只电源上 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 这只电源输出的交变电压的峰值Um＝10 V，则有效值U＝＝10 V，所以这只电源可以使“10 V　2 W”的灯泡正常发光，故A正确；ω＝100π rad/s，则T＝＝0.02 s，故B错误；在t＝0.01 s时，经过半个周 期，电压为零，故C错误；当电容器的耐压值小于峰值时，电容器被击穿，10 V小于10 V，则“10 V　2 μF”的电容器被击穿，不能接在这只电源上，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 8.(2023·广州综合测试一)某小组用如图甲所示的风速仪研究交变电流，风杯在风力作用下带动与其连在一起的永磁铁转动；某一风速时，线圈中产生的交变电流如图乙所示。已知风杯转速与风速成正比，则 A.该交变电流的周期为t0 B.该交变电流的峰值为 Im C.风速增大，产生的交变电流周期增大 D.风速增大，产生的交变电流峰值增大 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 由题图乙可知，该交变电流的周期为2t0，故A错误；由题图乙可知，该交变电流的峰值为Im，故B错误；已知风杯转速与风速成正比，风速增大，风杯转速就增大，由T＝＝知产生的交变电流周期减小，故C错误；由Im＝＝＝，可知产生的交变电流峰值增大，故D 正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 9.(10分)电磁感应式无线充电系统原理如图甲所示，送电线圈中通以变化的电流，就会在邻近的受电线圈中产生感应电流。某受电线圈的匝数n＝50匝，电阻 r＝1.0 Ω，c、d两端接一阻值R＝9.0 Ω 的电阻，当送电线圈接交变电流后，在受电线圈内产生了与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间变化的关系如图乙所示。求：(π取3.14，结果保留两位有效数字) (1) t1～t2时间内，通过电阻R的电荷量。 答案：2×10－3 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 受电线圈中产生的感应电动势的平均值＝n 通过电阻的电流的平均值＝ 通过电阻R的电荷量q＝Δt 由题图乙知在t1～t2的时间内 ｜ΔΦ｜＝4.0×10－4 Wb 解得q＝2.0×10－3 C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 (2) 在一个周期内，电阻R产生的热量。 答案：5.7×10－2 J 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 由题图乙知T＝π×10－3 s，又ω＝ 受电线圈中产生的电动势的最大值Em＝nΦmω 线圈中的感应电流的最大值Im＝ 通过电阻R的电流的有效值I＝ 电阻在一个周期内产生的热量Q＝I2RT 解得Q≈5.7×10－2 J。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 10.(2024·广东深圳一模)如选项图所示，各线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动(从左往右看沿顺时针方向转)，从各选项图所示位置开始计时，设电流从2流出线圈为正方向，能产生如图所示交变电流的是 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 由i-t图像可知，t＝0时，线圈中电流为零，此时穿过线圈的磁通量最大，线圈与磁场垂直；由i-t图像可知，0～时间内，电流从2流出线圈，由右手定则可知，选项图A中电流从2流出线圈，选项图C中电流从1流出线圈。故选A。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 11.(10分)如图所示，N＝50匝的矩形线圈abcd，ab边长l1＝20 cm，ad边长l2＝25 cm，放在磁感应强度B＝0.4 T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO'轴以n＝3 000 r/min的转速匀速转动，线圈电阻r＝1 Ω，外电路电阻R＝9 Ω。t＝0时线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外，cd边正转入纸里。求：(π≈3.14) (1)t＝0时线圈中感应电流的方向； 答案：adcba 根据右手定则知，t＝0时线圈中感应电流的方向为adcba。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 (2)感应电动势e的瞬时值表达式； 答案：e＝314cos (100πt) V 线圈的角速度ω＝2πn＝100π rad/s 题图位置的感应电动势最大，其大小为 Em＝NBl1l2ω 代入数据得Em＝314 V 感应电动势的瞬时值表达式为 e＝Emcos ωt＝314cos (100πt) V。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 (3)线圈转一圈外力做的功； 答案：98.6 J 电动势的有效值E＝ 线圈匀速转动的周期T＝＝0.02 s 线圈匀速转动一圈，外力做功大小等于电路中产生热量的大小，即W＝ T 代入数据得W≈98.6 J。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 (4)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量。 答案：0.1 C 从t＝0时起，在线圈转过90°的过程中，流过电阻R的电荷量q＝·Δt＝＝，代入数据得q＝0.1 C。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 谢 谢 观 看 交变电流的产生和描述 $