第3章 1. 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（教科版）

教科版·选择性必修第二册·第三章交流电 01 交变电流 课时重点&课堂同步 模块1 本小节知识重点梳理 1.交变电流定义：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。方向不随时间变化的电流叫 直流。 2.恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流叫恒定电流。 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，线圈中产生正弦式交变电流。 4.中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置叫中性面。 中性面位置：磁通量最大，感应电动势为零，电流方向改变。 与中性面垂直位置：磁通量为零，感应电动势最大。 5.正弦式交变电流的瞬时值表达式： 电动势：e=Eosin wt 电流：i=losin wt 电压：u=Uosin wt 其中Eo、lo、Uo为峰值，w为角速度。 6.峰值（最大值）： Eo=NBSw lo=Eo/(R+r) Uo=loR(外电路电压峰值) 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。 7.周期与频率： 周期T:交变电流完成一次周期性变化所需的时间，单位秒(S)。 频率f:1秒内完成周期性变化的次数，单位赫兹(Hz)。 关系：T=1/f,w=2πf=2π/T。 8.有效值： 定义：让交变电流与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，则这个恒定电流的 数值就是该交变电流的有效值。 正弦式交变电流：1=lo/W厂2，U=Uo/W2,E=Eo/W厂2。 有效值用于计算热量、电功、电功率等。 9.相位与初相： 正弦式电流i=losin(wt+中)，其中(wt+中)叫相位，中叫初相位。 10.图像表示：正弦式交变电流的e-t图像、i-t图像、u-t图像均为正弦曲线，可直观反映峰值、周期、变化规律。 物理量 公式 单位 说明 峰值电动势 Eo=NBSw 与转轴位置无关 瞬时电动势 e=Eosin wt V 从中性面开始计时 周期 T=1/f 完成一次变化的时间 角速度 w=2Tπf=2π/T rad/s 有效值 1=lo/W厂2 A 仅正弦式适用 有效值 U=Uo/2 仅正弦式适用 模块2 课堂同步提升习题 一、单选题 (每题3分，共10题) 1.关于交变电流，下列说法正确的是 A大小不变、方向变化的电流是交变电流 B.大小和方向都随时间做周期性变化的电流是交变电流 C.方向不变的电流一定是恒定电流 D.交变电流的大小一定随时间做周期性变化，方向可以不变 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磁通量最大，感应电动势最大 B.磁通量最大，感应电动势为零 C.磁通量为零，感应电动势最大 D.磁通量为零，感应电动势为零 3.正弦式交变电流的电动势瞬时值表达式为e=220sin100πt(W)）,则其峰值为 A.110VB.220VC.220/厂2VD.100V 4.正弦式交变电流的电动势瞬时值表达式为e=220sin100πt(W),则其频率为 A.100 Hz B.50 Hz C.100rt Hz D.50rt Hz 5.正弦式交变电流的电动势瞬时值表达式为e=220sin100πt(W),则t=0时线圈位置为 A.与中性面垂直B.中性面C.与中性面成45°D.与中性面成30° 6.正弦式交变电流的有效值1与峰值o的关系为 A.I=lo B.I=1o/2 C.I=lo/2 D.I=√厂2lo 7.某正弦式交变电流的峰值为10A,则其有效值为 A.10AB.5AC.52AD.102A 8.交变电流的周期为0.02s,则其频率为 A.0.02Hz B.50 Hz C.100Hz D.20 Hz 9.关于交变电流的有效值，下列说法正确的是 A.有效值就是峰值 B.有效值用于计算热量、电功、电功率 C.有效值等于峰值的√厂2倍 D.任何交变电流的有效值都等于峰值的1/W厂2 10.线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦式交变电流，若转速变为原来的2倍，其他条件不变，则峰值变为原来的 A.1/2B.1/4C.2倍 D.4倍 二、多选题（每题4分，共5题） 11.关于中性面，下列说法正确的是 A.中性面是线圈平面与磁感线垂直的位置 B.中性面位置磁通量最大 C.中性面位置感应电动势为零 D.线圈每经过中性面一次，电流方向改变一次 12.关于正弦式交变电流，下列说法正确的是 A.峰值Eo=NBSw B.有效值E=Eo/厂2C.周期T=2π/wD.频率f=1/T 13.正弦式交变电流的电动势瞬时值表达式为e=311sin100πt(W),下列说法正确的是 A.峰值为311VB.有效值约为220VC.频率为50HzD.周期为0.02s 14.关于交变电流的图像，下列说法正确的是 A.正弦式交变电流的e-t图像为正弦曲线 B.图像峰值对应线圈平面与中性面垂直的位置 C.图像与横轴交点对应线圈处于中性面位置 D.图像可反映交变电流的周期和峰值 15.关于交变电流的相位，下列说法正确的是 A.相位是(wt+Φ) B.中叫初相位 C.相位可反映交变电流在不同时刻的状态 D.初相位一定为零 三、填空题（每题3分，共5题） 16.大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫 17.线圈平面与磁感线垂直的位置叫 ，该位置磁通量最 一，感应电动势为 18.正弦式交变电流的电动势峰值公式为E0= 19.正弦式交变电流的有效值与峰值的关系为|=」 20.交变电流的周期T与频率f的关系为T=】 四、判断题（每题2分，共5题） 21.方向不随时间变化的电流一定是恒定电流。 22.正弦式交变电流的有效值等于峰值的1/W厂2。 23.线圈在中性面位置时，感应电动势最大。 24.交变电流的周期越长，频率越大。 25.正弦式交变电流的峰值与线圈面积无关。 五、简答题（每题5分，共2题） 26.简述交变电流有效值的定义。 27.线圈在匀强磁场中匀速转动，写出从中性面开始计时的电动势瞬时值表达式，并说明各物理量的含义。 六、计算题（每题8分，共3题） 28.某正弦式交变电流的电动势瞬时值表达式为e=311sin100πt(W)。求： (1)峰值Eo; (2)有效值E; (3)频率f; (4)周期T。 29.矩形线圈匝数N=100匝，面积S=0.02m2，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴以角速 度w=100rad/s匀速转动。求： (1)峰值电动势Eo; (2)若线圈总电阻r=1Ω，外电阻R=9Ω，求电流峰值o; (3)外电压峰值Uo。 30.某正弦式交变电流的峰值为Io=10A,通过阻值R=10Ω的电阻。求： (1)电流有效值； (2)电阻消耗的电功率P; (3)若通电时间t=60s,电阻产生的热量Q。 模块3 参考答案 一、单选题 1.B 2.B 3.B 4.B 5.B 6.C 7.c 8.B 9.B 10.C 二、多选题 11.ABCD 12.ABCD 13.ABCD 14.ABCD 15.ABC 三、填空题 16.交变电流 17.中性面；大；零 18.NBSw 19.l/W2 20.1/f 四、判断题 21.× 22.√ 23.× 24.× 25.× 五、简答题 26.答：让交变电流与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，则这个恒定电流的数 值就是该交变电流的有效值。 27.答：e=Eosin wt。.其中Eo为峰值电动势，w为线圈转动的角速度，t为时间，wt为相位。 六、计算题 28. (1)由e=311sin100t()可知，峰值Eo=311Vo (2)有效值E=Eo/W厂2=311/W厂2V≈220V。 (3)由w=100πrad/s,得f=w/2π)=100π/(2π)=50Hz。 (4)周期T=1/f=1/50s=0.02s。 29. (1)Eo=NBSw=100×0.5×0.02×100V=100V。 (2)lo=Eo/(R+r）=100/(9+1)A=10A。 (3)Uo=loR=10×9V=90V。 30. (1)1=lo/W厂2=10/WΓ2A=5√Γ2A≈7.07A (2)P=I2R=(5√厂2)2×10W=50×10W=500W。