3.1 交变电流-2022-2023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）
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．（2022·全国·高二）下列关于交变电流和直流的说法正确的是（
）
A．若电流大小做周期性变化，则一定是交变电流
B．直流的大小可以变化，但方向不一定变化
C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的
D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性的变化
2．（2022·甘肃·临洮县文峰中学高二期中）下列图像中不属于交流电的是（ ）
A．B．
C．D．
3．（2021·贵州·凯里实验高级中学高二阶段练习）关于交变电流，下列说法正确的是（ ）
A．大小不变，方向不改变的电流是交变电流
B．大小变化，方向不改变的电流是交变电流
C．大小变化，方向改变的电流是交变电流
D．大小不变，方向改变的电流不是交变电流
题型二：交变电动机的工作原理
4．（2022·全国·高二课时练习）教学用交流发电机示意图如图所示。矩形线圈 在匀强磁场中绕其中心轴
匀速转动，某时刻线圈平面与磁感线垂直。下列说法正确的是（ ）
A．此时产生的感应电流最大
B．此时线圈平面处在中性面上
C．此时线圈磁通量变化率最大
D．此时开始再转半个周期，线圈磁通量变化量为零
5．（2022·全国·高二）如图所示，由交流发电机、定值电阻 R、交流电流表 A组成的闭合回路，线圈 ABCD 逆时
针方向转动，图示位置磁感线与线圈平面平行，下列说法正确的是（ ）
A．t3、t4时刻线圈中感应电动势最小
B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变
C．线圈转到图示位置时，线圈中磁通量变化率为零
D．线圈转动到图中位置时，感应电流方向为 A-B-C-D-A
6．（2020·北京市第四十三中学高二期末）如图甲和图乙是交流发电机的示意图，线圈 ABCD 在匀强磁场中匀速
转动。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中穿过线圈的磁通量最大，电路中的感应电流最大
B．图乙中穿过线圈的磁通量最大，电路中的感应电流最大
C．图甲中穿过线圈的磁通量变化率为零，电路中的感应电流为零
D．图乙中穿过线圈的磁通量变化率为零，电路中的感应电流为零
题型三：判断线圈转到不同位置的电流方向
7．（2022·全国·高二课时练习）如图所示，在水平向右的匀强磁场中，一线框绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线
框通过电刷、圆环、导线等与定值电阻组成闭合回路。t1、t2时刻线框分别转到图甲、乙所示的位置，下列说法正
确的是（ ）
A．t1时刻穿过线框的磁通量最大
B．t1时刻电阻中的电流最大，方向从右向左
C．t2时刻穿过线框的磁通量变化最快
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