第7章 第2节 交变电流-2026-2027学年高中物理选择性必修第二册课堂重点&课时训练合集（沪科版）

沪科版·选择性必修第二册·第七章电磁感应定律的应用 交变电流 课时重点&课堂同步 模块1 本小节知识重点梳理 序号 核心知识点 关键内容 1 交变电流的定义 大小和方向都随时间做周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流(AC)。 2 恒定电流对比 大小和方向不随时间变化的电流叫做恒定电流(DC)。 3 交变电流的产生 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生正弦式交变电流。 中性面 线圈平面与磁感线垂直的位置。此位置磁通量最大，感应电动势为零，电流方 向发生改变。 峰值面 线圈平面与磁感线平行的位置。此位置磁通量为零，感应电动势最大。 6 瞬时值表达式 从中性面开始计时：e=Eosinwt,i=losinwt,.u=Uosinwt。. 7 峰值（最大值） Eo=NBSW,其中N为匝数，B为磁感应强度，S为线圈面积，w为角速度。 周期与频率 周期T=2π/W,频率f=1/T,w=2πf;我国民用交流电f=50Hz,T=0.02 8 So 9 有效值 根据电流热效应定义。正弦式交流：E=Eo/W「厂2,1=lo/W厂2，U=Uo/W厂2。 有效值的应用 交流电表读数、用电器额定值、计算电功/电热均用有效值；求电容器耐压值 10 用峰值。 记忆口诀 中性面一磁通最大、电动势为零、电流变向；峰值面一磁通为零、电动势最大。 模块2 课堂同步提升习题 一、单选题（每题3分，共30分） 1.关于交变电流，下列说法正确的是 A.只有大小随时间变化的电流才是交变电流 B.只有方向随时间变化的电流才是交变电流 C.大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流 D.交变电流的大小和方向都可以不变化 2.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，当线圈平面与磁感线垂直时，下列说法正确的是 A.穿过线圈的磁通量为零 B.线圈中的感应电动势最大 C.线圈中的感应电动势为零 D.线圈中的感应电流方向不发生改变 3.正弦式交变电流的峰值Eo与有效值E的关系是 A.E=EoB.E=√厂2EoC.E=Eo/W「2D.E=Eo/2 4.我国家庭用电的交变电流频率为」 A.25 Hz B.50 Hz C.60 Hz D.100 Hz 5.一正弦式交变电流的瞬时值表达式为i=10sin(100πt)A,则其有效值为. A.10A B.102A C.52A D.5A 6.线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦式交变电流，当线圈平面与磁感线平行时」 A.磁通量最大，感应电动势为零 B.磁通量为零，感应电动势最大 C.磁通量最大，感应电动势最大 D.磁通量为零，感应电动势为零 7.关于交变电流的有效值，下列说法正确的是 A.有效值是根据电流的热效应来定义的 B.有效值就是交变电流的最大值 C.任何交变电流的有效值都等于峰值的1/W厂2 D.有效值只对正弦式交变电流才有意义 8.一正弦式交变电压u=311sin(100πt)V,用交流电压表测量该电压，读数约为 A.311VB.220VC.155VD.110V 9.线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始计时，经过T/4时，线圈中的感应电动势为 A零B.最大值C.最大值的一半D.无法确定 10.某交变电流的周期为0.02s,则其角速度为 A.50πrad/sB.100πrad/sC.200πrad/sD.0.02πrad/s 二、多选题（每题4分，共20分，选对但不全得2分，有错选得0分） 11.关于交变电流的产生，下列说法正确的是 A.线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动可产生正弦式交变电流 B.线圈在匀强磁场中绕平行于磁感线的轴匀速转动可产生交变电流 C.线圈在匀强磁场中匀速转动，经过中性面时电流方向发生改变 D.线圈在匀强磁场中匀速转动，经过峰值面时感应电动势最大 12.下列说法正确的是 A.交流电表测量的是交变电流的有效值 B.用电器上标注的额定电压是有效值 C.计算交变电流产生的电热时应用有效值 D.电容器耐压值应不低于交变电压的有效值 13.一正弦式交变电流i=5sin(50πt)A,下列说法正确的是 A.该交变电流的峰值为5A B.该交变电流的有效值为5/W厂2A C.该交变电流的频率为25Hz D.该交变电流的周期为0.04s 14.线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流，下列说法正确的是 A.线圈每经过中性面一次，电流方向改变一次 B.线圈转动一周，电流方向改变两次 C.从中性面开始计时，感应电动势按正弦规律变化 D.从峰值面开始计时，感应电动势按余弦规律变化 15.关于交变电流的峰值和有效值，下列说法正确的是 A.峰值是交变电流能达到的最大值 B.有效值是根据热效应定义的等效值 C.正弦式交变电流的有效值等于峰值的1/W2 D.非正弦式交变电流的有效值也一定等于峰值的1/W厂2 三、填空题（每题4分，共20分） 16.大小和方向都随时间做 变化的电流叫做交变电流。 17.线圈平面与磁感线垂直的位置叫做 ，此位置穿过线圈的磁通量最 感应电动势为 18.正弦式交变电流的峰值Eo= ,其中N为线圈匝数，B为磁感应强度，S为线圈面积，ω为角速度。 19.我国民用交流电的频率为 Hz,周期为 S, 角速度为 rad/s. 20.一正弦式交变电流的峰值为10A,则其有效值为 A(保留根号形式)。 四、判断题（每题2分，共10分，正确打""，错误打"×"） 21.交变电流的大小和方向都随时间做周期性变化。 22.线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，经过中性面时感应电动势最大。 23.正弦式交变电流的有效值等于峰值的√厂2倍。 24.交流电压表测量的是交变电压的有效值。 25.线圈每转动一周，经过中性面两次，电流方向改变两次。 五、简答题（每题5分，共10分） 26.请简述交变电流的产生条件，并说明线圈经过中性面时的特点。 27.为什么交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的？正弦式交变电流的有效值与峰值有什么关系？ 六、计算题 (每题5分，共10分) 28.一矩形线圈面积为0.02m2，共100匝，在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴以角速度100π rad/s匀速转动。求： (1)线圈中感应电动势的峰值； (2)感应电动势的有效值； (3)从中性面开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式。 29.一正弦式交变电流的瞬时值表达式为i=2√厂2si(100πt)A,求： (1)该交变电流的峰值和有效值； (2)该交变电流的频率和周期； (3)若将该交变电流通过阻值为10Ω的电阻，1min内电阻产生的热量。 模块3 参考答案 一、单选题 1.C解析：交变电流的定义：大小和方向都随时间做周期性变化。 2.C解析：中性面：磁通量最大，感应电动势为零。 3.C解析：正弦式交流有效值E=Eo/W「厂2。 4.B解析：我国民用交流电频率为50Hz。 5.C解析：1=lo/厂2=10/厂2=5√厂2A。 6.B解析：峰值面：磁通量为零，感应电动势最大。 7.A解析：有效值根据电流热效应定义，A正确；B、C、D均错误。 8.B解析：U=Uo/W厂2=311/W厂2≈220V。 9.B解析：从中性面计时，经T/4到达峰值面，电动势最大。 10.B解析：w=2π/T=2π/0.02=100mrad/s。 二、多选题 11.ACD解析：绕平行于磁感线的轴转动，磁通量不变，不产生感应电流，B错误。 12.ABC解析：电容器耐压值应不低于交变电压的峰值，D错误。 13.ABCD解析：峰值为5A,A正确；有效值5/W2A,B正确；w=50π，f=/2π=25Hz,C正确；T=1/f=0.04s,D 正确。 14.ABCD解析：中性面电流变向，一周两次；从中性面计时为正弦，从峰值面计时为余弦。 15.ABC解析：非正弦式交变电流的有效值不等于峰值的1/W厂2，D错误。 三、填空题 16.周期性 17.中性面；大；零 18.NBSw 19.50;0.02;100m 20.5厂2 四、判断题 21.√厂 22.×解析：中性面感应电动势为零。 23.×解析：有效值等于峰值的1/W厂2倍。 24.√ 25.W厂 五、简答题 26.答：交变电流的产生条件：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动。线圈经过中性面时的特点：①线圈 平面与磁感线垂直；②穿过线圈的磁通量最大；③感应电动势为零；④感应电流方向发生改变。 27.答：交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的：让交变电流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻，如果它们在 相同时间内产生的热量相等，这个恒定电流的数值就叫做该交变电流的有效值。正弦式交变电流的有效值与峰值的关系： E=Eo/W厂2，I=lo/W厂2，U=Uo/W「2。 六、计算题 28. (1)感应电动势峰值：Eo=NBSw=100×0.5×0.02×100m=100T≈314V。 (2)感应电动势有效值：E=Eo/W2=100π/W2=50√2π≈222V。 (3)从中性面开始计时，瞬时值表达式：e=Eosinwt=100πsin(100πt)V。 29. (1)由i=2√「2sin(100πt)A可知：峰值lo=2W「2A;有效值1=lo/W厂2=2√厂2/W「2=2A。 (2)角速度w=100mrad/s;频率f=w/2π=100m/2π=50Hz;周期T=1/f=1/50=0.02s。 (3)1min=60s;热量Q=2Rt=22×10×60=2400J。