3.1 交变电流-2021-2022学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019选择性必修第二册）

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第三章：交变电流

3.1：交变电流

一：知识精讲归纳

考点一、交变电流定义和产生

1．交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流叫作交变电流，简称交流．

2．直流：方向不随时间变化的电流称为直流．

3.交流发电机的线圈在磁场中转动时，转轴与磁场方向垂直，用右手定则判断线圈切割磁感线产生的感应电流方向．

考点二、交变电流的变化规律

1.中性面、中性面的垂直位置的特性比较

中性面中性面的垂直位置

图示

位置线圈平面与磁场垂直线圈平面与磁场平行

磁通量最大零

磁通量

变化率零最大

感应

电动势零最大

感应电流零最大

电流方向改变不变

2．正弦式交变电流的瞬时值表达式：

(1)从中性面位置开始计时

e＝Emsin ωt，i＝Imsin ωt，u＝Umsin ωt

(2)从与中性面垂直的位置开始计时

e＝Emcos ωt，i＝Imcos ωt，u＝Umcos ωt.

2．交变电流的峰值

Em＝NωBS，Im＝，Um＝.

考点三、交变电流的图像

如图甲、乙所示，从图像中可以得到以下信息：

(1)交变电流的峰值 Em、Im.

(2)两个特殊值对应的位置：

①e＝0(或i＝0)时：线圈位于中性面上，此时＝0，Φ最大．

②e最大(或i最大)时：线圈平行于磁感线，此时最大，Φ＝0.

(3)e、i大小和方向随时间的变化规律．

二：考点题型归纳

题型一：交变电流的定义

1．（2021·新疆·疏勒县实验学校高二期末）下列图像中不属于交流电的有（　　）

A．B．C．D．

2．（2021·全国·高二）对于如图所示的电流 i随时间 t做周期性变化的图象，下列说法中正确的是（　　）

A．电流大小变化，方向不变，是直流电

B．电流大小、方向都变化，是交流电

C．电流的周期是 0.2s，最大值是 0.2A

D．电流做周期性变化，是交流电

3．（2021·全国·高二）下列四个电流的图象中，不属于交变电流的是（　　）

A．B．C．D．

题型二：交变电流的产生

4．（2021·全国·高二）如图所示为演示交变电流产生过程的装置图，关于这个实验，正确的说法是（　　）

A．线圈从任意位置转 180°的过程，穿过线圈的磁通量变化量一定为零

B．图示线圈所处位置为中性面，线圈中无感应电流

C．图示位置 ab 边中的感应电流方向为 a→b

D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零

5．（2021·青海大通·高二期末）如图所示，abcd 为一边长为 L、匝数为 N的正方形闭合线圈，线圈绕对称轴 OO′

匀速转动的角速度为 ω。空间中只有 OO′左侧存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。若闭合线

圈的总电阻为 R，则（　　）

A．线圈中电动势的最大值为 NBL2ω

B．线圈中电动势的有效值为 NBL2ω

C．在转动一圈的过程中，线圈中有一半时间没有电流

D．穿过线圈的磁通量最大值为

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