第3章 第2节 交变电流的产生-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（鲁科版）

鲁科版·选择性必修第二册·第3章交变电流与远距离输电 交变电流的产生 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 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)。方 向不随时间变化的电流称为直流(DC)。 产生条件 闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，即可产生正弦式交变电 流。 中性面 线圈平面与磁感线垂直的位置。特点：①磁通量最大；②磁通量变化率为零； 3 ③感应电动势为零；④电流方向在此位置发生改变。 峰值面 线圈平面与磁感线平行的位置。特点：①磁通量为零；②磁通量变化率最大； ③感应电动势最大；④电流方向不变。 正弦式交变电流的瞬时值 电动势e=Eo sin wt;电流i=osin wt;电压u=Uo sin wt。其中 5 表达式 Eo=NBSw,N为线圈匝数，B为磁感应强度，S为线圈面积，w为角速 度。 6 峰值（最大值）公式 E0=NB5W;6= 「R06=6R外电路电压峰值)。 周期与频率 周期T= 频率1=月-品 2π 单位分别为秒(S)和赫兹(Hz)。我国 民用交流电频率为50Hz,周期为0.02s。 角速度与转速关系 w=2πn,n为转速（单位：r/s)。 图像特征 正弦式交变电流的e一t图像为正弦曲线；从中性面开始计时，图像从零出 9 发；从峰值面开始计时，图像从最大值出发。 10 线圈转动一周的特点 每经过中性面一次，电流方向改变一次；转动一周，电流方向改变两次。 位置 磁通量中 磁通量变化率△中△t 感应电动势e 电流方向 中性面 最大 零 零 改变 峰值面 零 最大 最大 不变 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.大小随时间变化的电流一定是交变电流 B.方向随时间做周期性变化的电流一定是交变电流 C.直流电的大小一定不变 D.交变电流的方向一定不变 2,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.穿过线圈的磁通量变化率最大C.感应电动势为零D.感应电流最大 3.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，下列说法正确的是 A.穿过线圈的磁通量最大B.感应电动势为零C.感应电动势最大D.电流方向发生改变 4.正弦式交变电流的电动势瞬时值表达式为e=220sin(100πt)V,则其峰值为 A.110VB.220VC.220W2VD.110W2V 5.正弦式交变电流的电动势瞬时值表达式为e=311sin(100πt)V,则其频率为 A.100 Hz B.50 Hz C.25 Hz D.200 Hz 6.线圈在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流。若仅将转速变为原来的2倍，其他条件不变，则电动势峰值变 为原来的 A.1/2倍B.1倍C.2倍D.4倍 7.关于中性面，下列说法正确的是 A线圈每次经过中性面时，电流方向改变一次 B.线圈每次经过中性面时，电流方向改变两次 C.线圈转动一周经过中性面一次 D.线圈在中性面位置时感应电动势最大 8.正弦式交变电流的e一t图像从t=0时刻开始，若图像从零开始按正弦规律增大，则t=0时刻线圈平面 A.与磁感线平行B.与磁感线垂直C.与磁感线成45°角 D.与磁感线成60°角 9.我国民用交流电的频率为50Hz,则其周期为 A0.01sB.0.02sC.0.05sD.0.1s 10.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.线圈转动一周，电流方向改变一次 B.线圈每经过中性面一次，电流方向改变一次 C.线圈经过峰值面时，电流方向改变 D.线圈转动一周，感应电动势始终不变 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.线圈在匀强磁场中匀速转动可以产生交变电流 B.线圈在匀强磁场中变速转动也可以产生交变电流 C.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 D.线圈在匀强磁场中绕平行于磁感线的轴匀速转动产生正弦式交变电流 12.线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，下列说法正确的是 A.线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大 B.线圈经过中性面时，感应电动势为零 C.线圈经过峰值面时，穿过线圈的磁通量为零 D.线圈经过峰值面时，感应电动势为零 13.关于正弦式交变电流的峰值公式E0=NBSw,下列说法正确的是 A.N表示线圈匝数B.B表示磁感应强度C.S表示线圈面积D.w表示线圈转动的角速度 14.正弦式交变电流的电动势瞬时值表达式为e=Eo sin wt,下列说法正确的是 A.该表达式是从中性面开始计时的B.该表达式是从峰值面开始计时的C.t=0时，e=O D.t=0时，e=Eo 15.线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦式交变电流，若仅改变下列条件，电动势峰值发生变化的是 A.仅增大磁感应强度BB.仅增大线圈面积SC.仅增大转速nD.仅改变线圈的电阻 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 在此位置穿过线圈的磁通量最 18.正弦式交变电流电动势的峰值公式为E0=」 0 19.我国民用交流电的频率为 Hz,周期为 S。 20.线圈在匀强磁场中匀速转动一周，电流方向改变 次。 四、判断题（每题2分，共10分，正确打“√”，错误打“x”) 21.方向不随时间变化的电流一定是直流电。 22.线圈在中性面位置时，感应电动势最大。 23.正弦式交变电流的瞬时值表达式e=Eo sin wt:是从中性面开始计时的。 24.线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生的交变电流一定是正弦式交变电流。 25.线圈经过峰值面时，电流方向发生改变。 五、简答题（每题5分，共10分） 26.请简述线圈在匀强磁场中匀速转动时，经过中性面和峰值面时各物理量（磁通量、磁通量变化率、感应电动势、 电流方向)的特点。 27.请写出正弦式交变电流电动势、电流、电压的瞬时值表达式，并说明各物理量的含义。 六、计算题（每题10分，共20分） 28.一个面积为S=0.022的矩形线圈，匝数N=100匝，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=100nrad/s匀速转动。求： (1)线圈中感应电动势的峰值E0; (2)若从线圈平面与磁感线垂直的位置开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式； (3)当t= 600s时，感应电动势的瞬时值为多少？ 1 29.一正弦式交变电流的电动势瞬时值表达式为e=311sin(100πt)V,线圈总电阻r=10,外电路电阻 R=102。求： (1)电动势的峰值Eo、频率f、周期T; (2)电流的峰值o; 3)从t=0开始，经过40s时，电流的瞬时值 模块3 参考答案 一、单选题 1.B 2.C 3.C 4.B 5.B 6.c 7.A 8.B 9.B 10.B 二、多选题 11.AC 12.ABC 13.ABCD 14.AC 15.ABC 三、填空题 16.周期性 17.中性面；大 18.NBSw 19.50;0.02 20.两 四、判断题 21.V 22.X 23.V 24.V 25.× 五、简答题 26.答：中性面：线圈平面与磁感线垂直。磁通量最大；磁通量变化率为零；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。磁通量为零；磁通量变化率最大；感应电动势最大；电流方向不变。 27.答：电动势e=Eo sin wt;电流i=6 sin wt;电压u=U6 sin wt。其中Eo、0、U0分别为电动势、电流、电 压的峰值；ω为线圈转动的角速度；t为时间。 六、计算题 28. (1)感应电动势峰值：Eo=NBSw=100×0.5×0.02×100π=100πV≈314V (2)从线圈平面与磁感线垂直的位置（中性面）开始计时，感应电动势瞬时值表达式为 e=Eo sin wt=100nsin(100nt)V 1 (3)当t=600s时：e=100rsin(100n 600)=100 nsin=100n×2-50nV=157v 1 1 29. (1)由e=311sin(100πt)V可知：电动势峰值Eo=311V;角速度w=100πrad/s;频率 f-品=1907=50Hg:周期T-0=002s 1 1 公电流：为=产，-计=A=283A 包电流据时位表达：=6sn0t=sn(10aA;当t=s时 1-sm10m×-3sm星x竖=200A