第3章 第1节 交变电流-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版 江苏专用）

的时间是相同的，对金属棒cd和电容器组成的回路有△g= C·BL△w,对cd根据牛顿第二定律有F-BI-m2gsin30°= m,其中4= F-m2gsin30° 4, _△9，联立有2= △t’ m,+CB2L2,则说 1 明金属棒d做匀加速直线运动，则有=2，，联立解得 a2=6m/s2,t=1.2s,故A错误；B.由题意知，碰前瞬间ab 的速度为4.5m/s,则根据功能关系有m1 gxa sin30°-Q= 2m好，金属棒下滑过程中根据动量定理有m,gsin30°· t-BL·t=m1,其中q=t= =R,R&=R+Rb=0.12,联立 解得q=6C,x=3m,Q=3.9J,则R上消耗的焦耳热为 Q。=Q=Q,78J,放B正确；CD,由于两俸拾好在M,N交 发生弹性碰撞，取沿斜面向下为正，有m1,-m22= 1 1 1 1 m听+m,吃，2m听+2m,吃=2m'子+2m',其中 a2t=7.2m/s,联立解得1=-3.3m/s,2=8.4m/s,故C错 误，D正确.故选BD. 、B2L2 16.(1)2R a觉oa=1.2） 解析：(1)第1根导体棒刚进入磁场时产生的感应电动势 为E=BLo, 则比时回路的电流为1一只 此时导体棒受到的安培力F安=BL, B2L26 此时导体棒受安培力的功率P=F安=2R 第三章 第1节 交变电流 白题基础过关 1.D2.D3.D4.B5.B 6.B解析：由题图可知，线圈绕00轴转动，始终有一半处于 磁场中，线圈中产生完整的正弦交流电；从题图所示位置开 始计时，一开始磁通量向里减小，根据楞次定律可知，感应电 流方向顺时针（负方向），且=0时刻线圈的磁通量最大，磁 通量变化率为0，线圈的感应电流为0.故选B. 7.D8.B 9.(1)如图所示(2)NBwL(3)2NBwL 0 0' 解析：(1)由右手定则可以判断电流方向沿dcbad. 2)根据E=2NBLw及U=w,得E。=WBaL (3)线圈平面与磁感线夹角为60°时的瞬时感应电动势e= 参考答案与解析 (2)第2根导体棒从进人磁场到速度诚为0的过程中，根 据动量定理有-BIL·△t=0-mwo, 其中1·△t=q, 解得9=BL (3)由于每根导体棒均以初速度。进入磁场，速度减为0 时被锁定，则根据能量守恒，每根导体棒进入磁场后产生的 总热量均为Q=2m6, 1 第1根导体棒进入磁场到速度减为0的过程中，导轨右端 定值电阻R上产生的热量Qm=2·Q, 第2根导体棒进入磁场到速度减为0的过程中，导轨右端 11 定值电阻R上产生的热量Qa=2·3·Q, 第3根导体棒进入磁场到速度减为0的过程中，导轨右端 11 定值电阻R上产生的热量Q=3·4·Q, 第n根导体棒进人磁场到速度减为0的过程中，导轨右端 1.1 定值电阻R上产生的热量Q=元‘n+1Q, 则从第1根导体棒进入磁场到第n根导体棒速度减为0的 过程中，导轨右端定值电阻R上产生的总热量QR=QR1+ Qm+Q+…+Qm, 通过分式分解和观察数列性质，得出Q=中·Q= nmvo 2(n+1)(m=1,2,3,…). 交变电流 E.sin30°=2NBwL2 黑题应用提优 1.A2.C 3.A解析：AB.根据E=BwS可知，无论线圈绕轴P1或P2转 动，产生的感应电动势均相等，故感应电流相等，故A正确， B错误；C由楞次定律可知，线圈绕P1或P2转动时电流的 方向相同，都是adc→ba,故C错误：D.由于线圈绕P 转动时线圈中的感应电流等于绕P,转动时线圈中的感应电 流，故根据F=BLI可知，线圈绕P1转动时dc边受到的安培 力等于绕P2转动时dc边受到的安培力，故D错误故选A 4.A解析：从题图位置开始，在0-牙时间内，磁通量诚小，原 磁场方向向里，由楞次定律“增反减同”可知，感应电流的磁 场方向向里，产生的感应电流的方向为abeda,即与电流规定 的正方向相同，且产生的感应电流的大小随时间按正弦规律 血似在了时间内，磁适量增大，原磁场 变化，有i=Bw 方向向里，由楞次定律“增反减同”可知，感应电流的磁场方 向向外，因线圈的位置也发生了变化，所以产生的感应电流 的方向还是abeda,即与电流规定的正方向相同，结合题中 选项可知，A正确，BCD错误.故选A. 黑白题27 压轴挑战 5.(1)e=100sin20m(v)(2)50w3V(3)150v 解析：(1)n=600r/min=10r/s,0=2rn=20mrad/s, E=NBS@=100 V,e=100sin 20mt(V). (2当=0时c=10n(20mx动y-50v 60/ (3)E=NA地，△D=Bm--Busin30°，解得E=150y △t 第2节交变电流的描述 白题基础过关 1.C2.D3.D4.A5.A6.D7.D 8.B解析：根据题意可知，前了周期感应电动势大小恒定不 变，则有E,=nB10×2x10X10°V=2V,后号周期感位 t 1 电动势最大值为E。=nBL2o=100x8x10×10*×2πV= 8 2V,则后子周期感应电动势有效值为E, E=反V,线框 一个周期内的电动势有效值为E,根据有效值定义可得 米23、AEx6,根据卫=3求得P三3W,选 R2+ 9.D10.C 11.D解析：A.小型发电机产生的电动势的有效值e有 em 6V,理想电压表的示数U=有R=48V,故A错误；B.线 R+r 圈转动的角速度为U-T=Cmd/s=100mad/s,故B错 误；C.小型发电机产生的电动势最大值为em=BSω=中mw, 转动过程中穿过线圈的最大磁通量中。==65W ω100T 35W,故C错误；D.小型发电机产生的电动势瞬时表达 50π 式为e=62sinl00mt(V),通过灯泡电流的瞬时表达式为 i=,e=62sin100mt(A),故D正确.故选D. R+r 12.D解析：若线圈平面与磁场方向夹角为45°开始计时，由 楞次定律可知，零时刻电流方向为b到a,即零时刻电流方 1 向为负，则电流的瞬时值表达式为i=-i.os(o+4π， 故选D。 黑题应用提优 1.D解析：A线框处于中性面时开始计时，则感应电动势的 表达式为e=VBSosin wt=20sin200t(V),电阻R两端的最大 电压为U==175V,故A错误；R根据@=2，解 R+r 得T=0,线框经过中性面一次，电流方向改变一次，即 一个周期内，电流方向改变两次，则每过0：电流方向改 变2次，故B错误；C.电动势的有效值E=NBs,则在0~ 选择性必修第二册 内外力至少对系统极功即需=子1放C错误， T D,结合上述可知 20s=2,此时间内线框转过180，则 T △中=2BS,感应电动势的平均值E=N,感应电流的平均 怎-是，解得q=0C放D正确故选D 值1=R+r 2.D解析：A由题图甲可得，发电机线圈转动的角速度为ω= T2x10ads=100mrad/s,发电机线圈中的磁通量随时 间变化的关系为重=重.cosM-22×102es1001(W. T 故A错误；B.发电机产生的电动势最大值En=N中ω= E2A,由题图甲 200w2V,则流经R,的电流最大值1.-R=2 可知线圈从中性面位置开始计时，则其瞬时值，= 2sin100m(A),故B错误；CD.理想二极管具有单向导电 性，且导通时电阻为0，根据有效值定义，设R2两端电压的 2 有效值为U有，则- R2 T_·T,解得U有 ·2=, 1002V≈141V,即电压表的示数约为141V,0~2s内R2 上产生的能耳装为Q-受：=101，版D正确，c错提放 选D. 压轴挑战 3.(1)）2w(2)见解析图(3)482。 3(R+r) 1 解析：(1)bc、ad边的运动速度u=2wl,感应电动势E= 2NB·2m,解得E=2NB2w (2)图像如图所示 2NBP 13 O 9) 4T -2NBP ER 2NBRI0 (3)R上的电压Um=R+r ,由有效值的概念可知 R+r U.2m=2× Rω .4红，解得U= R 9w' 4NBRO,则R上电 2Um=3(R*) UR 4NBP 流有效值lR-R3(R+) 微专题交变电流的产生与描述 黑题 专题强化 1.C T 2A解析：C.由图像可知，2时刻线圈的磁通量最大，因此此 时线圈处于中性面位置，故C错误；B.由图可知，交流电的 周期为7，则@牙，由交流电的电动势的最大值为B。 黑白题28第1节 白题 基础过关 题型1交变电流的产生 1.★(2025·浙江宁波期末)下列图像中不属 于交变电流的是 2.*★(2025·青海西宁期末)如图所示线圈 匀速转动或匀速直线运动，能产生交变电流 的是 B 题型2交变电流的变化规律 3.*（2025·四川泸州期初)如图所示，甲→ 乙→丙→丁→甲过程是交流发电机发电的示 意图，线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边 连在金属滑环工上，用导体制成的两个电刷分 别压在两个滑环上，线圈在匀速转动时可以 通过滑环和电刷保持与外电路连接.已知线圈 转动的角速度为ω，转动过程中电路中的最大 电流为I.下列选项正确的是 第三章 第三章 交变电流 交变电流 电子错题 限时：30min 丙 A.在图甲位置时，线圈中的磁通量最大，感应 电流最大 B.从图乙位置开始计时，线圈中电流i随时间 t变化的关系式为i=I sin wt C.在图丙位置时，线圈中的磁通量最大，磁通 量的变化率也最大 D.在图丁位置时，感应电动势最大，cd边电流 方向为d沁 4.*。(2025·河南天一联考)如图所示，边长 为l的正方形金属框abcd置于匀强磁场中， 磁场方向水平向右.金属框以角速度ω绕金属 框的bc边逆时针（从上往下看）匀速转动.t=0 时金属框平面与磁场平行（图示状态），下列 说法正确的是 A.t=π时，ad边的电流方向 2w 从d指向a B.在0~严的时间内，ab边的 电流方向为先a→b,后b→a C.在0~T的时间内，cd边一直切割磁感线 D.若绕ab边转动，在0~严的时间内，通过金 属框的磁通量先增大后减小 题型3交变电流的图像 5.*(2025·江苏无锡期中)一台发电机的结 黑白题069 构示意图如图甲所示，线圈在匀强磁场中匀速 转动，产生的电动势随时间变化的规律如图乙 所示.外接电表均为理想交流电表，则( e/ ④及 -50 甲 A.在0.005s时，穿过线圈的磁通量最大 B.在0.01s时，穿过线圈的磁通量变化率为零 C.图甲中电流表的指针始终在左右摆动 D.线圈经过图甲位置时电流方向将发生改变 6.如图所示，单匝矩形线圈××&0 0 的左半部分放在具有理想边界×× (图中虚线)的匀强磁场中，线× 圈中轴线00'与磁场边界重×义 合.若从图示位置开始计时，使 0 线圈绕00轴按图示方向匀速转动，并规定电 流方向沿ab→c→d→a为正方向，则线圈内 感应电流随时间变化的图像正确的是( 题型4交变电流的最大值（峰值）和瞬时值 7.*如图所示，形状或转轴位置不同，但面积 均为S的单匝线圈处在同一个磁感应强度为 B的匀强磁场中，以相同的角速度ω匀速转 动，从图示的位置开始计时，则下列说法正确 的是 选择性必修第二册黑 A.感应电动势最大值不同 B.感应电动势瞬时值不同 C.感应电动势最大值、瞬时值都不同 D.感应电动势最大值、瞬时值都相同 **(2024·福建福州期中)如图所示，甲是 小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的 磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂 直于磁场的水平轴O0'沿逆时针方向匀速转 动，角速度为100πrad/s,某时刻开始，线圈中 产生的交流电的电压随时间变化的图像如图 乙所示.以下判断正确的是 ) e/V 10 0 0.51.0.5 九.0x102s -10外------ A.图甲所示位置为中性面，通过线框的磁通 量最大 B.交变电压瞬时值表达式e=10sin100mt(V) C.t=0时刻穿过线圈的磁通量变化率最大 D.t=0.02s时刻线圈平面与磁场方向平行 *★一个电阻为r、边长为L的正方形线圈 abcd共N匝，线圈在磁感应强度大小为B的 匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴O0'以角速 度ω匀速转动，如图所示，外电路电阻为R. (1)在图中标出此刻线圈中感应电流的方向， (2)转动过程中感应电动势的峰值有多大？ (3)线圈平面与磁感线夹角为60°时的感应电 动势多大？ 0 白题070 黑题 应用提优 限时：20min 1.**(2024·河北衡水调研)两人 C.线圈绕P,和P,转动时电流的方向相同， 在赤道上站立，各自手握金属绳 都是a→b→c→d R OP0'的一端，绕东西方向的水平轴 D.线圈绕P,转动时dc边受到的安培力大于 沿顺时针方向匀速摇动，周期为T,将金属绳连 绕P,转动时dc边受到的安培力 入电路，如图所示，取金属绳在图示的最高位4.*(2025·山东潍坊期末) h 置时为t=0时刻，则下列说法正确的是( 矩形线圈绕垂直于匀强磁场 A.电路中存在周期为T的变化电流 的轴匀速转动.若轴线右侧没× B.t=0时刻，回路中磁通量最大，电流最大 有磁场，如图所示.设abeda方×d×x C.【=?时刻，电流向左通过灵敏电流计 向为感应电流的正方向.从图示位置开始一个 4 周期内线圈感应电流随时间变化的图像中， D.=时刻，回路磁通量最大，电流最大 正确的是 2 2.*(2024·江西鹰潭模拟)一台小型发电机 产生的电动势随时间变化的规律如图所示， 转速为50/s.则 A.t=0.005s时，穿过线圈的磁通量最大 压轴挑战 B.1s内电流方向改变了50次 5.装如图所示，一半径为r=10cm C.发电机产生的交变电流的电动势表达式为 的圆形线圈共100匝，在磁感应 e=2202 sin(100mt)V 强度B=T的匀强磁场中，绕垂直于磁场 D.任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ= 方向的中心轴线O0'以n=600r/min的转 112 5Tcos(100mt)Wb 速匀速转动，当线圈转至中性面位置时开始 计时 CP CP (1)写出线圈内所产生的感应电动势的瞬时 e/W 2202 B 值表达式 0 2tW×10-2s) 220WV2 (2)求=s时线圈所产生的感应电动势的 60 (第2题) (第3题) 瞬时值， 3.*(2025·四川成都模拟)如图所示，矩形线 圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场 (3)求从t=0到t=s时间内线圈所产生的 60 方向的轴P,和P2以相同的角速度匀速转动， 感应电动势的平均值 当线圈平面转到与磁场方向平行时 A.线圈绕P,转动时的电流等于绕P,转动时 的电流 B.线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动 时的电动势 第三章黑白题071