3.1 交变电流-【重难点手册】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步练习册（人教版）浙江专用

重难点手册高中物理选择性必修 第二册 第三章 第1节 A基础过关练 测试时间：10分钟 1.下列图像中不属于交变电流的是( 、 2.(2025·浙江嘉兴高级中学期 中)如图所示，矩形线圈在匀 强磁场中匀速转动，经过图示 位置（线圈平面与磁感线平 行)时( A.穿过线圈的磁通量最小，磁通量变化率最大 B.穿过线圈磁通量变化率最小，感应电动势最小 C.穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率最小 D.线圈中的感应电流方向发生改变 3.以下四种情景中产生正弦交变电流的是( ) ××××,× 0××-9斗0 b(c) 丙 丁 A.图甲中矩形线圈绕与匀强磁场方向垂直的 中心轴OO沿顺时针方向转动 38 2(浙江专用) 交变电流 交变电流 B.图乙中矩形线圈的一半放在具有理想边界 的匀强磁场中，线圈按图示方向绕轴线OO 匀速转动 C.图丙中圆柱形铁芯上沿轴线方向绕有矩形 线圈abcd,铁芯绕轴线以角速度w转动 D.图丁中矩形线圈绕与匀强磁场方向平行的 中心轴OO'转动 4.如图所示，KLMN是一 M 个竖直的n匝矩形导线 30° 框，其全部处于磁感应强 度为B的水平匀强磁场 中，线框面积为S,KL边 水平，线框绕某竖直固定 轴以角速度匀速转动.初始时的夹角为30°（图示 位置)，当线框绕固定轴转动了120°后，则( ) A,此时穿过线框的磁通量为2BS B.此时线框中的电流方向为N→M→L→K→N C,在此过程中磁通量改变了nBS D.线框平面转到中性面时，线框中的感应电动 势最大 5.(2025·江苏常州三中月考)如图所示，线圈abcd 在水平匀强磁场中匀速转动而产生交变电流.当 线圈逆时针转动到图示水平位置时( ) A线圈处于中性面位置 B.线圈中瞬时感应电动势为0 C.穿过线圈平面的磁通量最大 D.线圈中电流方向为d→c→b→a 乃综合提能练 测试时间：15分钟 6.手摇式交流发电机结构如图甲所示，灯泡L与 交流电流表A串联后通过电刷、滑环与矩形线 圈相连.摇动手柄，使线圈在匀强磁场中绕垂 直磁场的轴OO'逆时针匀速转动，从t=0时 刻开始，线圈中的磁通量变化如图乙所示，下 列说法正确的是( A 甲 乙 A.t1时刻线圈中电流最大 B.t3时刻通过电流表的电流改变方向 C.t3时刻线圈所在平面和磁场平行 D.线圈转速变快，交流电周期将变大 7.(2025·淅江金华一中一模)如图是一款高空 风车及其发电模块原理图.在发电期间，发电机 线圈ab在某一时刻转至图示位置.则( A.发电的工作原理是电流的磁效应 B.该时刻线圈b端电势高于a端电势 C.该时刻线圈磁通量为0，感应电动势也为0 D.风力增大，线圈ab的感应电动势不变 8.在物理选修课中，小明着手研究某款发电机， 做如下尝试：如图甲所示，第一次在发电机的 矩形线框处加水平向右的匀强磁场；如图乙所 示，第二次在矩形线框处加竖直向下的匀强磁 场.矩形线框绕对称轴OO'以一定的角速度ω 匀速转动，给外电阻R供电.比较通过R中的 电流，下列说法正确的是(). 第三章 交变电流么超 甲 A.甲、乙都为直流电 B.甲、乙都为交流电 C.甲是直流电，乙是交流电 D.甲是交流电，乙是直流电 9.图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平 方向的匀强磁场，电阻R=5Ω，线圈绕垂直于 磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，从 图示位置开始计时，输出的交变电压随时间变化 的图像如图乙所示.以下判断正确的是( R 102 0 t/×102s -10√2 乙 A.电流表的示数为10A B.线圈转动的角速度为l00πrad/s C.t=0.01s时，穿过线圈平面的磁通量最大 D.t=0.02s时，电刷P的电势高于电刷Q的 电势 C培优突破练 测试时间：5分钟 10.(2025·浙江余杭高级中学模拟预测)一气体 放电管，当其两电极间的电压超过500√3V 时，就放电而发光，在它发光的情况下逐渐降 低电压，要降到500V时才熄灭.放电管两电 极不分正负.现有一正弦交流电源，输出电压 峰值为1000V,频率为50Hz,若用它给上 述放电管供电，则在一小时内放电管实际发 光的时间为( A.15分钟 B.25分钟 C.30分钟 D.45分钟 39重难点手册高中物理选择性必修第二册 角会增大，选项B正确；减小电流计的量程，即将导线 从接线柱G1移接到G,可知电流计指针偏角变大， 选项C正确；将一个未与电路相接的闭合线圈套在线 圈外，线圈中的感应电流不变，电流计指针偏角不变， 选项D错误.故选B、C 12.(1)电流表指针偏转方向与电流方向间的关系 (2)左；左(3)A;断开开关 【解析(1)如题图甲所示，当磁体的N极向下运动时， 发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流 的方向，必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间 的关系。 (2)如题图乙所示，实验中发现闭合开关时，穿过线圈 B的磁通量增加，电流表指针向右偏；电路稳定后，若 向右移动滑动变阻器的滑片，通过线圈A的电流减 小，磁感应强度减小，穿过线圈B的磁通量减少，电流 表指针向左偏转；若将线圈A抽出，穿过线圈B的磁 通量减少，电流表指针向左偏转. (3)在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和 铁芯分开放置，在拆除电路时，线圈A中的电流突然 减少，从而出现断电自感现象，线圈中会产生自感电 动势，进而会突然被电击一下，为了避免此现象，在拆 除电路前应断开开关， 13.(1)导体棒恰好静止在滑轨上， 对导体棒受力分析如图所示，有 F=mgsin30°，解得F=0.2N. (2)线圈中产生的感应电动势E =N是-v出S,解得E=3V △t (3)外电路为导体棒和电阻R并联，R=2R一 0.5,导体棒两端的电压U= R并E=1.5V,流 R并十r 过号体搭的电流1-只=-15A则B是-一合工 14.(1)金属棒a在磁场中受到的安培力F,=BIL=1× 4X0.5N=2N,根据牛顿第二定律有F1一mg= ma1,解得a1=2m/s2,金属棒a在4s末的速度v =a1t1=8m/s. (2)此时将开关S掷向2，金属棒a做匀减速运动，在t2 =6s时刻金属棒a减速至0，可知加速度大小a2= 0-01 =4m/s2,方向向左，根据牛顿第二定律有 △t2 22 (浙江专用) F+omg+BL=m:,又I-RR联立解得F 1-0.25v(N)(0w8m/s). (3)金属棒b的速度达到最大，加速度为0，则有 BL（:一）=mg,对a,由动量定理有-BIL△ 2R 一mg△t=mwa一mw1,对b,由动量定理有BIL△t一 mg△t=mwb,联立解得v,=0.4m/s. 第三章交变电流 第1节交变电流 1.D【解析】交变电流的方向随时间做周期性变化，题图 A、B、C中的电流均为交变电流；题图D中电流大小虽 然在做周期性变化，但方向不变，是直流电，不是交变 电流.故选D. 2.A【解析】题图所示位置穿过线圈的磁通量最小，根据 电磁感应定律可知磁通量变化率最大，感应电动势最 大，故A正确，B、C错误；线圈平面与磁感线垂直时，线 圈中的感应电流方向发生改变，故题图所示位置线圈 中的感应电流方向未发生改变，故D错误.故选A 3.B【解析】题图甲中只有一个电刷，线圈在匀强磁场中 转动，得到的是直流电，A错误；题图乙中虽然只有一 半线圈处于磁场中，但线圈转动得到的是正弦交流电， B正确；题图丙为辐向磁场，无论线圈转到何位置，感 应电动势大小不变，得到的不是正弦交流电，C错误； 题图丁中矩形线圈转轴平行于磁场方向，线圈不切割磁 感线，感应电动势为0，感应电流为O,D错误.故选B. 4.A【解析】此时穿过线框的磁通量为Φ1=B·Ssin30° =号BS,故A正确；题图中的位置，线框的磁通量减 小，根据楞次定律及右手螺旋定则，感应电流的方向为 N→K→L→M→N,故B错误；线框绕固定轴转动了 120后，磁通量为，=B·Ssn30°=号BS,所以磁通 量变化为0，故C错误；线框平面转到中性面时，即线 框平面与磁场方向垂直，则没有任何边切割磁感线，所 以感应电动势为0，故D错误.故选A 5.D【解析】中性面垂直于磁感线，题中该位置与中性面 垂直，故A错误；在题中该位置，线框切割磁感线的速 度最快，其瞬时感应电动势最大，故B错误；在中性面 位置穿过线圈平面的磁通量最大，题中该位置与中性 面垂直，其磁通量最小，故C错误；根据楞次定律，线圈 中电流方向为d→c→b→a,故D正确.故选D. 6.B【解析】t1时刻线圈中磁通量最大，磁通量变化率为 0,电流为0，故A错误；t3时刻线圈位于中性面，线圈 所在平面和磁场垂直，通过电流表的电流改变方向，故 B正确，C错误；线圈转速变快，交流电频率变大，周期 变小，故D错误.故选B. 7.B【解析】高空风车发电的工作原理是电磁感应，故A 错误；根据右手定则可知，电流沿顺时针方向，则该时 刻线圈b端电势高于a端电势，故B正确；该时刻线圈 磁通量为0，感应电动势最大，故C错误；风力越大，风 车转动得越快，线圈ab转动的角速度越大，根据Em= NBSw,则感应电动势越大，故D错误.故选B. 8.C【解析】根据右手定则可知，题图甲中电流方向始终 不变，为直流电；题图乙中电流经过中性面方向改变， 是交流电.故选C 9.B【解析】由题图乙可知，电动势的有效值为E= 10,巨V=10V,由欧姆定律可知，电流表的示数为I= 反=5A=2A,故A错误；由题图乙可知，周期为 E_10 Q02s,角速度为a-行-62ds-10ad/s,故 B正确；由题图乙可知，t=0.01s时，电动势最大，此时 穿过线圈平面的磁通量为0，故C错误；从题图所示位 置开始计时，AB边回到题图所示位置，由右手定则可 知，A点电势高于B点电势，则电刷P的电势低于电 刷Q的电势，故D错误.故选B. 10.C【解析】根据题意知，该交流电的表达式为U sin2πft=1000sin100πt,在前半个周期内，当t 石时开始发光，=品T时学止发光，发光时间为丛 5 舌-子整个周期发光时间为：一20子， 故一-个小时内的发光时间为6=30×号=1800s =30min,故C正确，A、B、D错误.故选C 第2节交变电流的描述 1.D【解析】由题图乙可知，当t=0时线圈中产生的感 应电动势瞬时值为0，线圈此时位于中性面，穿过线圈 的磁通量最大，故A错误；该交变电动势的有效值为U 练习册参考答案与解析么型 =85V=8V,故B错误；交变电流在0.02s内电 √2√2 流方向改变两次，则1s内方向变化100次，故C错误； 当t=0.01s时，线圈此时产生的感应电动势瞬时值为 0,此时金属线圈处于中性面位置，故D正确.故选D. U 12 2.C【解析】电压的有效值满足 T- T U R 2+R 子，该电阻上的电流有效值为1只解得1≈5A, 故选C 3.C【解析】根据电感的特性：通低频、阻高频，当电源的 频率变低时，电感对电流的感抗减小，b灯变亮；根据电 容器的特性：通高频、阻低频，当电源的频率变低时，电 容器对电流的容抗增大，c灯变暗，而电阻的亮度与频 率无关，a灯亮度不变.故选C. 4.C【解析】该电流的方向随时间做周期性变化，是一种 交流电，故A错误；该电流的周期为1s,故B错误；根 据有效值的定义有I有效R·1s=[(1A)2R·0.2s十 (2A)2R·0.3s]X2,解得I有效=√2.8A≈1.67A, 故C正确；在0~0.5s内通过定值电阻的电荷量为 q=(1X0.2十2×0.3)C=0.8C,故D错误.故选C 5.BC【解析】题图甲所示情况中，当t=1s时，虽然穿 过线框的磁通量为0，但由于磁通量均匀变化，即磁通 量的变化率不等于0，且为一个恒定值，根据法拉第电 磁感应定律可知，产生的感应电动势不等于0，即有感 应电流，且感应电流大小与方向恒定，故A错误；结合 上述可知，题图甲所示情况中感应电流方向不发生变 化，故B正确；令线框电阻为R,结合上述可知，题图甲 △Φ △1 所示情祝产生的感应电流大小恒定为1=R=反A, 2x一 题图乙所示情况线框转动的角速度为ω一 22ad/s=受rad/s,则其产生的感应电流最大值为 2π _”尽“_文R2A-尽A,故两种情况下塑 框产生的感应电流最大值之比为1：π，故C正确；题 12πA,两 图乙所示情况电流的有效值为1h一2-2R 种情况下线框产生焦耳热的功率分别为P,一IR, 23