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（人教版）

人教版·选择性必修第二册·第三章交变电流 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 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)。 直流电的定义 方向不随时间变化的电流叫做直流电(DC)。 3 恒定电流 大小和方向都不随时间变化的电流叫做恒定电流。 交变电流的产生 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中产生正弦式交变电 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； 5 ③感应电动势为零；④电流方向在此处改变。 中性面的垂面 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； 6 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=Eosin wt;电流：i=losin wt;电压：u=Uosin wt。其中Eo= 表达式 NBSw(N为匝数，B为磁感应强度，S为线圈面积，w为角速度)。 8 峰值（最大值） 交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，用Eo、1o、Uo表示。 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:交变 9 电流在1s内完成周期性变化的次数，单位赫兹(Hz)。关系：T=1/f。 10 角速度与频率的关系 w=2πf=2m/T,单位rad/5o 记忆口诀 中性面一磁通最大、电动势为零、电流换向；垂面一磁通为零、电动势最大、电流不换向。 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.大小和方向都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.交变电流的大小一定随时间做周期性变化 D.只有按正弦规律变化的电流才是交变电流 2.下列电流中，属于交变电流的是 A.干电池供电的电路中的电流 B.蓄电池充电时的电流 C.家庭电路中插座输出的电流 D.直流电动机正常运转时线圈中的电流 3.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法正确的是 A.线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量为零 B.线圈位于中性面时，感应电动势最大 C.线圈每经过中性面一次，电流方向改变一次 D.线圈转动一周，电流方向改变一次 4.关于中性面，下列说法正确的是 A线圈平面与磁感线平行的位置叫中性面 B.线圈位于中性面时，磁通量的变化率最大 C.线圈位于中性面时，感应电流为零 D.线圈经过中性面时，感应电流方向不变 5.矩形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.穿过线圈的磁通量的变化率为零C,线圈中的感应电动势最大 D.线圈中的感应电流为零 6.正弦式交变电流的电动势瞬时值表达式为e=Eosin wt,.下列说法正确的是 A.Eo是电动势的有效值 B.Eo是电动势的峰值 C.wt的单位是赫兹 D.当t=0时，线圈平面与磁感线平行 7.某正弦式交变电流的电压瞬时值表达式为u=311sin100πt(W),则下列说法正确的是 A.该交变电流的频率为100Hz B.该交变电流的周期为0.02s C.该交变电流的峰值为311V,有效值为311V D.t=0时，电压瞬时值为311V 8.线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流，若仅将转速变为原来的2倍，其他条件不变，则产生的交变电流的峰值 变为原来的 A.1/2 B.1倍 C.2倍 D.4倍 9.关于交变电流的周期和频率，下列说法正确的是 A.周期越长，频率越高 B.频率越高，交变电流变化越快 C.我国民用交变电流的频率为60Hz D.周期和率互为倒数，即T=1/f 10.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，当线圈平面与中性面重合时，下列说法正确的是 A.穿过线圈的磁通量最大，感应电动势最大 B.穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为零 C.穿过线圈的磁通量为零，感应电动势最大 D.穿过线圈的磁通量为零，感应电动势为零 二、多选题（每题4分，共20分，选对但不全得2分，选错得0分） 11.关于交变电流和直流电，下列说法正确的是 A.交变电流的大小和方向都随时间做周期性变化 B.直流电的方向不随时间变化 C.恒定电流的大小和方向都不随时间变化 D.交变电流一定是按正弦规律变化的 12.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦式交变电流，下列说法正确的是 A.线圈每经过中性面一次，感应电流方向改变一次 B.线圈转动一周，感应电流方向改变两次 C,线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大 D.线圈位于中性面的垂面时，感应电动势为零 13.关于正弦式交变电流的瞬时值表达式e=Eosin wt,.下列说法正确的是 A.Eo=NBSw B.w=2πfC.当wt=π/2时，e达到峰值D.当wt=π时，e达到峰值 14.某交变电流的电压瞬时值表达式为u=220,√厂2sin100πt(V),下列说法正确的是 A.该交变电流的频率为50Hz B.该交变电流的周期为0.02s C,t=0时，线圈位于中性面 D.t=0.005s时，电压瞬时值为220√厂2V 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，能使峰值增大的是 A.增大线圈的匝数N B.增大磁感应强度B C.增大线圈的面积S D.减小线圈转动的角速度w 三、填空题（每空2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，简称 17.方向不随时间变化的电流叫做 ，大小和方向都不随时间变化的电流叫做 18.线圈平面与磁感线垂直的位置叫做 此时穿过线圈的磁通量最 感应电动势为 19.正弦式交变电流的电动势瞬时值表达式为e= ,其中E0= 20.交变电流完成一次周期性变化所需的时间叫做 用符号 表示，单位是 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.线圈位于中性面时，感应电动势最大。 23.正弦式交变电流的峰值Eo=NBSw。 24.线圈每经过中性面一次，感应电流方向改变一次。 25.交变电流的频率越高，周期越长。 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，经过中性面位置的特点（至少写出三条）。 27.请写出正弦式交变电流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10分，共20分） 28.一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈匝数N=100匝，磁感应强度B=0.5T,线圈面积S =0.02m2,角速度w=100πrad/s。求： (1)线圈中感应电动势的峰值E0; (2)写出感应电动势的瞬时值表达式； (3)当t=0.005s时，感应电动势的瞬时值。 29.某正弦式交变电流的电流瞬时值表达式为i=10sin100πt(A)。求： (I)该交变电流的峰值Io、角速度ω、频率f和周期T; (2）当t=0.01s时，电流的瞬时值； (3)当t=0.005s时，电流的瞬时值。 模块3 参考答案 一、单选题 1.A解析：交变电流的定义是大小和方向都随时间做周期性变化的电流，A正确；方向随时间做周期性变化但大小不变的 电流也是交变电流，B表述不完整；C错误，交变电流大小可以不变（如矩形波）；D错误，交变电流不一定是正弦式的。 2.C解析：家庭电路中的电流是交变电流，C正确；干电池、蓄电池、直流电动机中的电流都是直流电。 3.C解析：线圈位于中性面时，磁通量最大，感应电动势为零，A、B错误；线圈每经过中性面一次，电流方向改变一 次，C正确；线圈转动一周经过中性面两次，电流方向改变两次，D错误。 4.C解析：中性面是线圈平面与磁感线垂直的位置，A错误；中性面处磁通量最大，但磁通量变化率为零，感应电动势为 零，B错误，C正确；线圈经过中性面时电流方向改变，D错误。 5.C解析：线圈平面与磁感线平行时，磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，C正确；A、B、D均错误。 6.B解析：Eo是电动势的峰值，A错误，B正确；wt的单位是弧度，C错误；t=0时e=0,线圈位于中性面，D错误。 7.B解析：由u=311sin100πt(V)可知，w=100πrad/s,f=w/(2π)=50Hz,T=1/f=0.02s,B正确，A错误；峰值 为311V,C错误；t=0时u=0,D错误。 8.C解析：Eo=NBSw=NBS·2πn,转速变为2倍，w变为2倍，峰值变为2倍，C正确。 9.B解析：周期越长，频率越低，A错误；频率越高，交变电流变化越快，B正确；我国民用交变电流频率为50Hz,C错 误；周期和频率互为倒数，T=1/仟，D表述本身正确，本题按最符合题意选B。 10.B解析：线圈平面与中性面重合时，磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零，B正确。 二、多选题 11.ABC解析：交变电流的大小和方向都随时间做周期性变化，A正确；直流电的方向不随时间变化，B正确；恒定电流 的大小和方向都不随时间变化，C正确；交变电流不一定是正弦式的，D错误。 12.ABC解析：线圈每经过中性面一次，感应电流方向改变一次，A正确；线圈转动一周经过中性面两次，电流方向改变 两次，B正确；中性面处磁通量最大，C正确；中性面的垂面处感应电动势最大，D错误。 13.ABC解析：Eo=NBSw,A正确；w=2πf,B正确；当wt=π/2时，sin(π/2)=1，e达到峰值，C正确；当wt=π时， sin()=0,e=0,D错误。 14.ABCD解析：由u=220W厂2sin100πt(V)可知，w=100πrad/s,f=50Hz,T=0.02s,A、B正确；t=0时u=0,线 圈位于中性面，C正确；t=0.005s时，100π×0.005=0.5π，sin(0.5π)=1，u=220√「厂2V,D正确。 l5.ABC解析：Eo=NBSw,增大N、B、S、w均可使峰值增大，A、B、C正确；减小ω会使峰值减小，D错误。 三、填空题 16.周期性；交流 17.直流电；恒定电流 18.中性面；大；零 19.Eosin wt;NBSw 20.周期；T;秒(s) 四、判断题 21.√ 22.X解析：线圈位于中性面时，感应电动势为零。 23./ 24.V 25.X解析：频率越高，周期越短。 五、简答题 26. 答：线圈经过中性面位置的特点： ①线圈平面与磁感线垂直； ②穿过线圈的磁通量最大； ③磁通量的变化率为零； ④感应电动势为零； ⑤感应电流为零； ⑥线圈经过中性面时，电流方向发生改变。（写出任意三条即可） 27. 答：正弦式交变电流的电动势瞬时值表达式为e=Eosin wt。 其中：e:感应电动势的瞬时值，单位伏特(W);Eo:感应电动势的峰值，Eo=NBSw,单位伏特(V);w:线圈转动的角 速度，单位弧度每秒(rad/s)；t:时间，单位秒(s);wt:线圈转过的角度，单位弧度(rad)。 六、计算题 28. (1)感应电动势的峰值：Eo=NBSw。 代入数据：E0=100×0.5×0.02×100π=100×0.5×0.02×100×3.14=100×0.5×0.02×314=100×0.5× 6.28=314V。 (2)感应电动势的瞬时值表达式：e=Eosin wt=314sin100πt(V)。 (3)当t=0.005s时：wt=100π×0.005=0.5π，e=314sin(0.5π)=314×1=314V。 答：(1)感应电动势的峰值为314V;(2)e=314sin100πt(V);(3)t=0.005s时感应电动势的瞬时值为314V。 29. (1)由i=10sin100πt(A)可知：峰值lo=10A;角速度w=100mrad/s;频率f=w/(2π)=100π/(2π)=50Hz;周期T =1/f=1/50=0.0250 (2)当t=0.01s时：wt=100π×0.01=π，i=10sinπ=10×0=0Ao (3)当t=0.005s时：wt=100π×0.005=0.5π，i=10sin(0.5m)=10×1=10A。 答：(1)峰值lo=10A,角速度w=100πrad/s,频率f=50Hz,周期T=0.02s;(2)t=0.01s时电流瞬时值为0A;(3)t =0.005s时电流瞬时值为10A。