作业(五) 交变电流的产生和描述-【假期作业】2026年高二物理暑假假期作业

[每日格言]量变的积累产生质变，积累要学会利用点 作业（五） 交变电流的产生和 1考点突破 知识点一交变电流 1.交变电流的瞬时值表达式 线圈平面从中性面开始转动，经过时间为t 整个线圈产生的感应电动势e=2eb= BSwsin wt 若线圈为n匝，则e=nBSwsin wt。 2.峰值表达式 E-n1.-,2,=1R- nBSoR R+r 3.正弦交变电流的瞬时值表达式 (1)从中性面位置开始计时 e=Em sin wt,i=Im sin wt,U=Um sin wt. (2)从与中性面垂直的位置开始计时 e=E cos wt,i=Im cos wt,U=U cos wt. 跟踪训练 1.在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的 轴转动时，线圈平面 A.转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量 最大，线圈中的感应电动势最大 B.转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量 为0，线圈中的感应电动势最大 C.当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间， 穿过线圈的磁通量为0，线圈中的感应 电动势最大 D.当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间， 穿过线圈的磁通量的变化率最小，线圈 中的感应电动势最小 2.(多选)(2024·新课标卷)电动汽车制动时 可利用车轮转动将其动能转换成电能储存 起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈 旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动 11 滴时间。 高二物理 今 月 日 星期 描述 台 历 天气 的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如 图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁 场，则磁极再转过90°时，线圈中( ) 旋转方向 蓄电系统 A.电流最小 B.电流最大 C.电流方向由P指向Q D.电流方向由Q指向P 知识点二交变电流的“四值” 物理含义 重要关系 适用情况 瞬时 交变电流某 e=Emsin wt 计算线圈某一时 时刻的值 i=Im sin wt 刻的受力情况 最大的瞬 E=nBSw 最大值 确定用电器的耐 时值 Im一R十r 压值 (1)计算与电流 E E 热效应相关的量 (如功率、热量)； 跟交变电流 (2)交流电表的 U= Ua 的热效应等 √2 测量值； 值 效的恒定电 (3)电气设备标 流值 √2 注的额定电压、 (正弦式交 额定电流； 变电流) (4)保险丝的熔 断电流 E-n △更 平均值 △ 计算通过电路横 E 1R 截面的电荷量 暑假作业不要问别人为你做了什么，而要问你为 跟踪训练 3.如图所示，有一面积为S,匝数为N,总电 阻为x的矩形线圈，线圈外接电阻阻值为 R,其余电阻不计，线圈置于磁感应强度为 B的匀强磁场中，图示位置线圈平面与磁 感线平行。线圈从图示位置开始绕垂直于 磁感线的轴O0以角速度ω匀速转动，则 :0 A.此时线圈中电流为零 B.线圈中感应电动势e=NBSwsin wt C.电流有效值I=VBSa R+r D.转过90°的过程中通过R的电荷量为 NBS g一R十x 4.(2024·广东卷)将阻值为502的电阻接 在正弦式交流电源上。电阻两端电压随时 间的变化规律如图所示。下列说法正确 的是 ↑/V 10N2 0.02 /0.04t/s -102 A.该交流电的频率为100Hz B.通过电阻电流的峰值为0.2A C.电阻在1秒内消耗的电能为1J D.电阻两端电压表达式为u=10√2sinl00t(V) 别人做了什么。 [每日格言] 2综合训练 1.关于交变电流和直流电流的说法正确的是 () A.如果电流大小随时间做周期性变化，则 一定是交变电流 B.直流电流的大小和方向一定不变 C.交变电流一定是按正弦规律变化的 D.交变电流的最大特征就是电流的方向 随时间做周期性的变化 2.(2026·淄博质检)如图所示， 0'0 在水平匀强磁场中一矩形闭 合线圈绕O0轴匀速转动，若 要使线圈中的电流峰值减半， 不可行的方法是 A.只将线圈的转速减半 B.只将线圈的匝数减半 C.只将匀强磁场的磁感应强度减半 D.只将线圈的边长减半 3.电流通过阻值为R的电阻时，-t图像如 图所示，下列说法正确的是 () 4T 21 A.电阻R两端电压的最大值为IR B.该电流一定是交流电 ~T时间内电流按余弦规律变化 c.31 D.该电流的有效值号I 18 [每日格言]善于总结和学习成功者的经验，可以让我 4.（多选)(2026·邢台检测)在匀强磁场中， 一矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线 垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示，产生 的交变电动势随时间变化的规律如图乙所 示，则下列说法正确的是 ( ) te/V 22 3xi0-2g) -222 甲 U A.t=0.01s时穿过线框的磁通量最小 B.t=0.01s时穿过线框的磁通量变化率 最大 C.线框匀速转动的角速度为l00πrad/s D.电动势瞬时值为22V时，线框平面与 中性面的夹角可能为45° 5.(2025·甘肃卷)闭合金属框放置在磁场 中，金属框平面始终与磁感线垂直。如图 所示，磁感应强度B随时间t按正弦规律 变化。Φ为穿过金属框的磁通量，E为金 属框中的感应电动势，下列说法正确的是 B A:在0一哥内，市和E均随时间增大 B当1=名与时，E大小相等，方向相同 C.当t=T时，Φ最大，E为零 4 D.当：=哥时，中和E均为零 1 们少走许多弯路。 高二物理 6.如图所示为一交变电流的i-t图像，则此 交变电流的有效值为 ( 0 0.01 0.02 t切s 15 A.5√5A B.52A C.10A D.2.5/10A 7.一电阻为R的单匝矩形金属线框在匀强 磁场中绕与磁感线垂直的转轴匀速转动， 线框内磁通量Φ随时间t变化的规律为 Φ=中msin2πt。则一个周期内该线框中产 生的热量为 () A. B.2r' R R 漂 D.2m中” R 8.甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲 所示电压按正弦规律变化，下列说法正确 的是 ( ↑u/V 311 74t/10-2s) -311 甲 4t/(10-2s) 乙 A.图甲表示交流电，图乙表示直流电 B.甲电压的有效值大于乙电压的有效值 C.两种电压的周期不同 D.图甲所示电压的瞬时值表达式为u= 311√2sin(100πt)V 暑假作业生活就像海洋，只有意志坚强的人，才能到 9.一矩形线圈的面积是0.05m,× 共100匝，线圈电阻r=12,× 外接电阻R=42,线圈在磁 感应强度B=1T的匀强磁 场中以n=300r/min的转速绕垂直于磁 感线的轴匀速转动，如图所示，若从中性面 开始计时，求： (1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式； (2)线圈从开始计时经0s时线圈中由此 得到的感应电流的瞬时值； (3)外电路R两端电压瞬时值的表达式。 -20 达彼岸。 [每日格言] 10.如图甲所示为手机无线充电工作原理的 示意图，由送电线圈和受电线圈组成。已 知受电线圈的匝数为n=50匝，电阻r= 1.02,在它的c、d两端接一阻值R=9.02 的电阻。设在受电线圈内存在与线圈平 面垂直的磁场，其磁通量随时间按图乙所 示的规律变化，可在受电线圈中产生电动 势最大值为20V的正弦交流电，设磁场 竖直向上为正方向。求： B .Φ/x10-4Wb) 手机中的 受电线圈 2.07 、t2 接交变ao ,充电板中 电流b。 送电线圈 20“2x10 乙 (1)在t=π×10-3s时，受电线圈中产生 电流的大小，c、d两端哪端电势高； (2)在一个周期内，电阻R上产生的热 量；（结果保留一位小数） (3)从t1到t2时间内，通过电阻R的电 荷量。暑假作业没有人富有得可以不要别人的帮助，也没 作业（四）法拉第电磁感应定律自感和互感 [考点突破]一跟踪训练 1.B2.AD3.A4.C [综合训练] 1.B电源电动势的来源很多，不一定是由于电磁感应产 生的，A错误；在电磁感应现象中，如果没有感应电流， 也可以有感应电动势，C错误；电路中的电流可能是由 化学电池或其他电池作为电源提供的，所以有电流不 一定有感应电动势，D错误；在有感应电流的回路中， 产生感应电动势的那部分导体相当于电源，故B正确。 △Φ A由法拉第电磁感应定律得E=nA=nS手 n公总R,n总相同，可得E。:E=R2:R2=1:1:根 据电凰定#，周环的电为=P片-p2gAS相同， 两圆环电阻之比Ta:r6=R。:R6=2:3,圆环中感应电 流I=卫，由以上分析可得1：16=3：2，故A正确。 3B站合E=恕1=R有 -E和g=I△t可知0~T时间内 △Φ 流过回路的电荷量为g=R,由Φ=BS可知g= |。BLc_BoL0,B正确。 0 2R 2R 4.A导体棒ab切割磁感线在电路部分的有效长度为 d,故感应电动势为E=Bdv E 回路中感应电流为=反，根据右手定则，判断电流方 向为b流向a。故导体棒ab所受的安培力为F=BId =Bd巴，方向向左，故选A。 R 5.AC保持电流的方向不变，当电流增大时，将产生顺 时针方向的感生电场，电子带负电，将受到逆时针方向 的电场力，若电子沿逆时针运动，电子将加速，故A正 确；保持电流的方向不变，当电流减小时，将产生逆时 针方向的感生电场，电子将受到顺时针方向的电场力， 若电子沿逆时针运动，电子将减速，若电子沿顺时针运 动，电子将加速，故B错误，C正确；根据T=2迟可知， 70 被加速时电子做圆周运动的周期变小，故D错误。 6.ACD由于线圈面积一定，磁场变化，根据法拉第电磁 感应定律，感应电动势为E=S·公品公品0时刻磁 △t 感应强度的变化率最大，故感应电动势最大，故A正 确，B错误；时刻磁通量最大，但磁通量的变化率为 零，故C正确；t1~t2时间内，磁通量的变化率变大，故 感应电动势增大，故D正确。 7.C由题及几何关系可知Oa=R,Ob=5R,Oc=√5R, 根据E=合Bw可得Ea=号BRa,Eo=B· 5 BR2w,Ea-2 5R2w=21 B5R2w= 5BR2w,又E0a= P0一Pa,E0b=p0一9%，E0=90-p,故p0>9a>p6= Pc,C正确。 8.A三角形egf向右运动，根据楞次定律和安培定则可 知，导线框中先产生顺时针方向的感应电流，后产生逆 时针方向的感应电流，所以感应电流先为负值后为正 值，随着三角形eg∫的运动，导线框切割磁感线的有效 长度L有先增大，当a点与fg边的中心重合时，导线框 切割磁感线的有效长度为L=L,再继续向右移 动，有效切割长度L有减小，当fg边与三角形abc的中 位线重合时，切割磁感线的有效长度为L有=0，再继续 向右移动，有效切割长度L有增大，当fg边与bc边重 5 有人穷得不能在某方面给他人帮助。 [每日格言] 合时，导线框切割磁感线的有效长度为L有=L,根据 感应电动势E=BL有，电流I=卡三R，可知 正确，B、C、D错误。 9.解析(1)根据楞次定律或右手定则可知，导体棒αb 中感应电流的方向为由b到a 感应电动势E=Blu=0.5×0.4×4V=0.8V 由闭合电路欧姆定律得感应电流的大小I=E r十R 4号A=0.2A (2)匀速运动时导体棒受到的安培力大小F安=BI1= 0.5×0.2×0.4N=0.04N 则外力F外=F安=0.04N 外力的功率P=F外=0.04×4W=0.16W。 (3)由能量守恒定律可知，导体棒的动能全部转化为电 路中产生的热量 即Q-aB=2m2=0.08J 故电阻R上产生的热量为QR,界RQ-0,061. 答案(1)I=0.2A,由b到a(2)P=0.16W (3)QR=0.06J 10.解析(1)根据法拉第电磁感应定律可得线圈中产生 的感应电动势为E=NSAB=6V △t 外电路中R1R2并联后的总电阻为R并=2=2见 流过國的感应电流为I厂R并+ E =2A。 (2)电容器极板间电压为U=IR并=4V 电容器带电量为q=CU=4X10-6C。 (3流过电限R的电流11=号=1A 2s内在电阻R1上产生的热量为Q=I12R1t=8J。 答案(1)2A(2)4×10-6C(3)8J 作业（五）交变电流的产生和描述 [考点突破]一跟踪训练 1.C2.BD3.D4.D [综合训练] 1.D直流电的特征是电流的方向不变，电流的大小可以 改变；交变电流的特征是电流的大小和方向随时间改 变。交变电流有多种形式，正弦式交流电只是交变电 流中最基本、最简单的一种。故选D。 2.B由Im=R,Em=NBSw,w=2n,得1m月 NBS,2”,故A,C正确；因电阻R与匝数有关，当匝 R 数减半时电阻R也随之减半，则Im不变，故B错误；当 边长减半时，面积S减为原来的子，而电阻减为原来的 2,故D正确。 3.A由题图可知通过电阻R的最大电流为I,故电阻R 两端电压的最大值为IR,故A正确；由题图可知2一 直大于零，电流方向可能不变，故该电流不一定是交流 电，故B错误；由题图可知了~T时间内，记均匀减小 故智~T时间内电流不是接余弦规律变化，故C错送； 根据有效值的定义PR·哥+0生R·(T-智) 3 2 ?1,故D I有2RT,解得该电流的有效值为I有=√3 错误。 [每日格言]生命之灯因热情而点燃，生命之舟因拼 4.CD由题图可知t=0.01s时感应电动势为零，则穿过 线框的磁通量最大，磁通量变化率最小，故A、B错误； 由图像得出月期T=0.02s,所以w=2要=10xrad/s, 故C正确；当t=0时，电动势为零，线圈平面与磁场方 向垂直，故该交变电动势的瞬时值表达式为e 22J2sin100πt(V),电动势瞬时值为22V时，代入瞬 时表达式，则有线圈平面与中性面的夹角正弦值 22-号，所以战图平西与中性面的夹角可能 sin a= 为45°，故D正确。 5.C在0~千时问内，磁感应强度B增加，根括0=BS, 则磁通量Φ增加，但是图像的斜率减小，即磁感应强度 B的变化率逐渐减小，根据法拉第电磁感应定律可知 E=ABS,感应电动势E逐渐减小，选项A错误；当t一 △t 日和二3T时，因Bt图像的斜率大小相等，符号 反，可知感应电动势E大小相等，方向相反，选项B错 误=T时，B最大，则磁通量中最大，但是B的变化 事为本，则感应电动势E为幸，速项C正境1=召时， B为零，则磁通量Φ为零，但是B的变化率最大，则感 应电动势E最大，选项D错误。 6.D对于正弦式交变电流可直接应用最大值为有效值 的√2倍这一规律，将此交变电流分为前后两部分正弦 式交流，可直接得到这两部分正弦式交变电流的有效 值，分别为1=2.5√2A和12=7.5√2A,分别取一个 周期T中的前0.01s和后0.01s计算产生的电热量 Q=I1R×0.01J+I22R×0.01J,再利用有效值的定 义得Q=IR×0.02J,解得I=2.5√10A,故选D。 7.B由磁通量④=④msin2πt可知，角速度w=2π，周期 T=2红=1s。根据法拉第电磁感应定律，电动势最大 值为Em=NBSw=Nw中max=2πm,电动势有效值为 E=E。=2=2师，一个周期内该线框中产生的 热蛋Q-紧T- C2m《m,故选B。 8.B题图甲、乙所示电流的方向均随时间呈现周期性变 化，可知，题图甲、乙均为交流电，故A错误；题图甲、乙 的周期相等，电压的峰值相等，在电压为0到电压为峰 值之间的位置，甲的电压的瞬时值始终大于乙的电压 的瞬时值，可知，甲电压的有效值大于乙电压的有效 值，故B正确；根据图像可知，两种电压的周期均为 0.02s,故C错误；题图甲所示电压的瞬时值表达式为 u=umxn2祭=31sin(10at)V,放D错送。 9.解析(1)线圈转速n=300r/min=5r/s 角速度w=2πn=10πrad/s 线圈产生的感应电动势最大值Em=NBSw=50V 由此得到的感应电动势瞬时值表达式为 e=Emsin wt-=50sin10πt(V)。 1 (2)将一30s代入感应电动势解时值表达式中， 得(=50sin(10x×)V=25gV 对应的感应电流=R十 e=55A。 (3)由欧姆定律得u=R千，R=40sin10mt(V)。 答案(1)e=50sin10πt(V)(2)5√3A (3)u=40sin10πt(V) 5 搏而前行。 高二物理 10.解析(1)由题图乙知t=πX10一3s时受电线圈中产 生的电动势最大，为Em=20V 线圈中产生感应电流的大小为 Em=2.0A I1=Im-R+r 由楞次定律可以得到此时c端电势高。 (2)通过电阻的电流的有效值为I1= Im=2 A 电阻在一个周期内产生的热量 Q=I12RT≈5.7×10-2J。 (3)线圈中感应电动势的平均值E=n △Φ △t 通过电阻 E R的电流的平均值为I= R+r 通过电阻R的电荷量q=I·△t 由题图乙知，在子~4的时间内，△Φ=4X104Wb △Φ=2×103C。 解得q=nR十r 答案(1)2.0Ac端电势高(2)5.7×10-2J (3)2×10-3C 作业（六）变压器电能的输送 [考点突破]一跟踪训练 1.A根据理想变压器原、副线圈的电压与匝数关系可 知，原线圈两端电压与副线圈两端电压之比等于其匝 有1=m,其中U1=2V,U2=4V,m2=4,可得 数比，有U22 n1=2,A正确。 2.B由题图知，原线圈电压最大值为Um=24√2V,则 有效值为U1= Um=24V,故A错误；灯泡正常发光， -PL_3W_ 由P=U1得，副线圈中电流有效值为I=,一6V 0.5A,故B正确；由理想变压器电压与匝数关系可知 ==4,故C错误；理想变压器没有能量损失，原 n2 线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，则原线圈的 输入功率P1=PL=3W,故D错误。 3.B设变压器原线圈的匝数为1、副线圈的匝数为2， 变压器原线圈两端的电压为U、副线圈两端的电压为 U2,变压器原线圈中的电流为I1、副线圈中的电流 为I2。 C错 P=1000kW 功率公式 P-2500A 12=l=100A U1=400V 理想变 理想变三凸= 压器变→ 压器变2U225 」流规律 UR=I2R U2=10kV 压规律 U=500V, A错 B对 变压器不能改变频率，原、副线圈中电流的频率相同→D错 4.C根据远距离输电和理想变压器的工作原理可知 P1=P2,由于导线上有功率损失和电压损失，则P2>P3, U2>U3,故选C。 [综合训练] 1.C 输入电压 广有效值为 原、副线图 理想输入正弦 1=220V 变压规律匝数之比为 1 20:1 变压器交流电 输出电压U2=U有效污输出电」U22 ”最大值为 C对。 值为11V 2,C设原线圈的西数为则，根扬”-号，可得则 n 光U1,由题图可知当U=3V时，m=70,代入可得列= 0×9=210,故选C。