2025年高二物理同步培優(yōu)講練（人教版選擇性必修第二冊）3.1交變電流（解析版）

3.1交變電流

課程標(biāo)準(zhǔn)物理素養(yǎng)

1.通過實驗觀察交變電流

物理觀念：認(rèn)識中性面、區(qū)分交流電荷直流電、區(qū)分峰值、瞬時值。

的方向.2.會分析交變電流

科學(xué)思維：經(jīng)歷建立正弦式交變電流模型、用右手定則和法拉第電磁感應(yīng)定

的產(chǎn)生過程，會推導(dǎo)交變

律推理得出正弦式交變電流方向和大小的規(guī)律的過程，體會建立模型與推理

電流電動勢的表達(dá)式.3.知

分析的思維方法。

道什么是正弦式交變電

科學(xué)探究：運用電磁感應(yīng)的相關(guān)知識理論探究交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交變電流的過

流，知道正弦式交變電流

程。

的瞬時值表達(dá)式.4.了解交

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過正弦交流電的產(chǎn)生過程和我們大型發(fā)電廠的建設(shè)過程，

流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造及工作原

體會物理知識與科學(xué)技術(shù)的關(guān)系。

理．

（一）課前研讀課本，梳理基礎(chǔ)知識：

一、交變電流

1．交變電流：大小和方向隨時間做周期性變化的電流叫作交變電流，簡稱交流．

2．直流：方向不隨時間變化的電流稱為直流．

二、交變電流的產(chǎn)生

交流發(fā)電機(jī)的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直．

三、交變電流的變化規(guī)律

1．中性面

(1)中性面：與磁感線垂直的平面．

(2)當(dāng)線圈平面位于中性面時，線圈中的磁通量最大，線圈中的電流為零．

2．從中性面開始計時，線圈中產(chǎn)生的電動勢的瞬時值表達(dá)式：e＝Emsinωt，Em叫作電動勢的峰值，Em＝

NωBS.

3．正弦式交變電流：按正弦規(guī)律變化的交變電流叫作正弦式交變電流，簡稱正弦式電流．

4．正弦式交變電流和電壓

電流表達(dá)式i＝Imsinωt，電壓表達(dá)式u＝Umsinωt.其中Im、Um分別是電流和電壓的最大值，也叫峰值．

四、交流發(fā)電機(jī)

1．主要構(gòu)造：電樞和磁體．

2．分類

(1)旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)：電樞轉(zhuǎn)動，磁極不動．

(2)旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)：磁極轉(zhuǎn)動，電樞不動．

【題型一】交變電流與直流

1．交變電流

大小和方向隨時間做周期性變化的電流叫作交變電流，簡稱交流．

2．常見的交變電流的波形圖

實際應(yīng)用中，交變電流有著不同的變化規(guī)律，常見的有以下幾種，如圖所示．

3．直流

方向不隨時間變化的電流叫作直流，大小和方向都不隨時間變化的電流叫作恒定電流．

【典型例題1】下列e-t圖象中不屬于交流電的有()

A．B．

C．D．

【答案】D

【解析】交流電是指電流的方向發(fā)生變化的電流，電流的大小是否變化對其沒有影響，電流的方向變化的

是ABC，故ABC是交流電，D是直流電．本題選擇不是的，故選D．

【典型例題2】（多選）下列所示圖像中屬于交流電的有（）

A．B．

C．D．

【答案】AD

【解析】交流電是指電流大小和方向隨時間周期變化，由圖可知，AD正確。

故選AD。

【對點訓(xùn)練1】（多選）下列各圖象中屬于交流電的有:

A．B．

C．D．

【答案】BCD

【解析】A圖電流的方向不變，是直流電，BCD選項中電流的大小、方向都做周期性變化，是

交流電，所以B、C、D正確；A錯誤．

【對點訓(xùn)練2】（多選）下列圖像中屬于交流電的有（）

A．B．

C．D．

【答案】ACD

【解析】交流電是指電流的方向發(fā)生變化的電流，電流的大小是否變化對其沒有影響，故ACD正確，B錯

誤。

故選ACD。

【題型二】交變電流的產(chǎn)生

兩個特殊位置

1．中性面位置(S⊥B，如圖中的甲、丙)

ΔΦ

線圈平面與磁場垂直的位置，此時Φ最大，為0，e為0，i為0.

Δt

線圈經(jīng)過中性面時，電流方向發(fā)生改變，線圈轉(zhuǎn)一圈電流方向改變兩次．

2．垂直中性面位置(S∥B，如圖中的乙、丁)

ΔΦ

此時Φ為0，最大，e最大，i最大．

Δt

【典型例題3】如圖所示，線圈abcd在水平勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生交變電流。當(dāng)線圈逆時針轉(zhuǎn)動到圖

示水平位置時（）

A．線圈處于中性面位置

B．線圈中瞬時感應(yīng)電動勢為零

C．穿過線圈平面的磁通量最大

D．線圈中電流方向為dcba

【答案】D

【解析】A．中性面是垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度，題中該位置與中性面垂直，故A項錯誤；

B．在題中該位置，線框切割磁感線的速度最快，其瞬時感應(yīng)電動勢最大，故B項錯誤；

C．在中性面位置穿過線圈平面的磁通量最大，題中該位置與中性面垂直，其磁通量最小，故C項錯誤；

D．根據(jù)楞次定律，線圈中電流方向為dcba，故D項正確。

故選D。

【典型例題4】如圖所示，兩圓弧形磁極之間放置一矩形線圈，其中A、B為線圈引出的兩個接線端，線圈

可繞OO軸轉(zhuǎn)動。下列說法正確的是（）

A．線圈處于非勻強(qiáng)磁場中

B．圖示位置穿過線圈的磁通量不為零

C．通電后線圈左右兩邊受安培力相同

D．若線圈在外力作用下轉(zhuǎn)動，則A端電勢始終低于B端

【答案】A

【解析】A．兩圓弧形磁極之間的磁場是非勻強(qiáng)磁場中，故A正確；

B．根據(jù)對稱性結(jié)合磁通量的公式可知，圖示位置穿過線圈的磁通量為零，故B錯誤；

C．通電后線圈兩邊安培力方向不同，故C錯誤；

D．若線圈在外力作用下轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生交變電流，A端電勢可能高于B端，故D錯誤；

故選A。

【對點訓(xùn)練3】2023年6月14日，我國自主研發(fā)的首臺兆瓦級漂浮式波浪能發(fā)電裝置“南鯤號”在廣東珠海

投入試運行，如圖甲。南鯤號發(fā)電原理可作如下簡化：海浪帶動浪板上下擺動，驅(qū)動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，其

中浪板和轉(zhuǎn)子的鏈接裝置使轉(zhuǎn)子只能單方向轉(zhuǎn)動。如圖乙，若轉(zhuǎn)子帶動線圈沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，并向外輸

出電流，下列說法正確的是（）

A．在圖乙所示位置時，線圈a端電勢高于b端電勢

B．在圖乙所示位置時穿過線圈的磁通量變化率最小

C．在圖乙所示位置時，線圈中電流方向?qū)l(fā)生改變

D．在圖乙所示位置時，線圈靠近S極的導(dǎo)線受到的安培力方向向上

【答案】A

【解析】A．在圖乙所示位置時，根據(jù)右手定則可知，電流從a端流出，從b端流入，所以線圈a端電勢高

于b端電勢，故A正確；

B．在圖乙所示位置時穿過線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最大，故B錯誤；

C．在圖乙所示位置時，線圈與中性面垂直，線圈中電流方向不發(fā)生改變，故C錯誤；

D．在圖乙所示位置時，根據(jù)左手定值可知線圈靠近S極的導(dǎo)線受到的安培力方向向下，故D錯誤。

故選A。

【對點訓(xùn)練4】

5．利用示波器可以顯示輸入信號的波形，單匝正方形金屬線框abcd處在勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)以線圈平面內(nèi)某

虛線OO為軸勻速轉(zhuǎn)動時，線圈內(nèi)產(chǎn)生的電流隨時間的變化關(guān)系如圖甲所示。則在四個選項所示的情景中，

無論從線圈平面處于哪個位置開始計時，都不可能產(chǎn)生該電流的是（）

A．B．

C．D．

【答案】B

【解析】A．圖中線圈繞OO勻速轉(zhuǎn)動時，線圈磁通量發(fā)生變化，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯誤；

B．圖中線圈繞OO勻速轉(zhuǎn)動時，線圈磁通量一直為0，磁通量保持不變，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B正確；

C．圖中線圈繞OO勻速轉(zhuǎn)動時，線圈磁通量發(fā)生變化，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯誤；

D．圖中線圈繞OO勻速轉(zhuǎn)動時，線圈磁通量發(fā)生變化，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D錯誤。

故選B。

【題型三】正弦式交變電流的變化規(guī)律

1．正弦式交變電流的瞬時值表達(dá)式

(1)從中性面位置開始計時

e＝Emsinωt，i＝Imsinωt，u＝Umsinωt

(2)從與中性面垂直的位置開始計時

e＝Emcosωt，i＝Imcosωt，u＝Umcosωt.

2.交變電流的峰值

NωBSNωBSR

Em＝NωBS，Im＝，Um＝.

R＋rR＋r

說明電動勢峰值Em＝NωBS由線圈匝數(shù)N、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、轉(zhuǎn)動角速度ω和線圈面積S決定，與線圈的形

狀無關(guān)，與轉(zhuǎn)軸的位置無關(guān)．

如圖所示的幾種情況中，如果N、B、ω、S均相同，則感應(yīng)電動勢的峰值均相同．

【典型例題5】一矩形線圈的匝數(shù)為50，在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時，穿過線圈的磁

通量隨時間的變化規(guī)律如圖所示。下列結(jié)論正確的是（）

A．在t=0.1s和t=0.3s時，電動勢最大

B．在t=0.2s和t=0.4s時，電動勢方向發(fā)生改變

C．電動勢的最大值是50V

D．在t=0.4s時，磁通量的變化率最大，為3.14Wb/s

【答案】D

【解析】A．在t=0.1s和t=0.3s時磁通量最大，感應(yīng)電動勢為零，故A錯誤；

B．在t=0.2s和t=0.4s時，磁通量為零，感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流最大，電動勢方向不發(fā)生改變，故B錯誤；

C．電動勢的最大值為

2

ENBSN500.2V50V

mm0.4

故C錯誤；

D．在t=0.4s時，磁通量為零，磁通量的變化率最大，即

E

m3.14Wb/s

tN

故D正確。

故選D。

【典型例題6】在勻強(qiáng)磁場中，一只矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢的圖

像如圖所示。則在t0.0125s時，線圈平面和磁場方向的夾角為（）

A．B．C．D．

6342

【答案】C

【解析】線圈角速度為

22

rad/s100rad/s

T0.02

在t0.0125s時，線圈轉(zhuǎn)過的角度為

t1.25rad()rad

4

由圖可知，t=0時，線圈平面與磁場方向垂直，而t0.0125s時，線圈轉(zhuǎn)過的角度為()rad，所以t0.0125s

4

時線圈平面和磁場方向的夾角為。

4

故選C。

【對點訓(xùn)練5】在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線框繞與磁場垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖甲所示，產(chǎn)生的交變電動

勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，則下列說法正確的是（）

A．t=0.01s時穿過線框的磁通量最小

B．t=0.01s時穿過線框的磁通量變化率最大

C．該線框勻速轉(zhuǎn)動的角速度大小為50πrad/s

D．感應(yīng)電動勢瞬時值為22V時，線框平面與中性面的夾角為45°

【答案】D

【解析】AB．由題圖乙知，t0.01s時感應(yīng)電動勢為零，則穿過線框的磁通量最大，磁通量變化率最小，故

AB錯誤；

C．由題圖乙得出周期T0.02s，所以

2

100rad/s

T

故C錯誤；

D．當(dāng)t0時，電動勢為零，線框平面與磁場方向垂直，故該交變電動勢的瞬時值表達(dá)式為

e222sin100tV

2

電動勢瞬時值為22V時，代入瞬時表達(dá)式，則線框平面與中性面的夾角正弦值sin，所以線框平面與

2

中性面的夾角為45°，故D正確；

故選D。

【對點訓(xùn)練6】某些共享單車的內(nèi)部有一個小型發(fā)電機(jī)，通過騎行者的騎行踩踏，可以不斷地給單車?yán)锏男?/p>

電池充電，蓄電池再給智能鎖供電。小型發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理可簡化為圖甲所示，矩形線圈abcd處于勻強(qiáng)磁

場中，通過交流電流表與阻值為R的電阻相連。某段時間在騎行者的踩踏下，線圈繞垂直磁場方向的軸OO'

勻速轉(zhuǎn)動，圖乙是線圈轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈的磁通量隨時間t變化的圖像，則（）

A．t=0時刻，線圈處于中性面位置

B．t1時刻，電流表示數(shù)最大

C．t2時刻，線圈中電流方向發(fā)生改變

D．t3時刻，穿過線圈的磁通量變化率為零

【答案】D

【解析】A．由圖乙可知，t=0時刻穿過線圈的磁通量為0，則線圈與中性面垂直。故A錯誤；

BD．t1和t3時刻，穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動勢為零，電流表示數(shù)為電流有效

值為一定值保持不變。故B錯誤；D正確；

C．t2時刻磁通量為零，磁通量的變化率最大，即感應(yīng)電動勢最大，感應(yīng)電流最大，此時電流方向不發(fā)生改

變。故C錯誤。

故選D。

【基礎(chǔ)強(qiáng)化】

1．手搖手機(jī)充電器體型小，攜帶方便，可以在緊急狀態(tài)下給手機(jī)臨時充電，內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡化如圖。裝置中兩

磁極之間產(chǎn)生的磁場可近似視為勻強(qiáng)磁場，線圈的AB邊（B端被磁極S擋住未標(biāo)出）連在金屬滑環(huán)K上，

CD邊連在滑環(huán)L上；電刷E、F分別壓在兩個滑環(huán)上，線圈在轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路的

連接。下列說法正確的是（）

A．圖示時刻，線圈中的電流為0

B．圖示時刻，磁通量的變化率最大

C．圖示時刻，穿過線圈的磁通量最大

D．圖示時刻，電流從右向左流過靈敏電流計G

【答案】B

【解析】ABC．圖示時刻，線圈平面與磁場平行，穿過線圈的磁通量為零，但磁通量變化率最大，根據(jù)法拉

第電磁感應(yīng)定律可知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，感應(yīng)電流也最大，故AC錯誤，B正確；

D．由右手定則可知，線圈中電流方向為ABCD，則電流從左向右流過靈敏電流計G，故D錯誤。

故選B。

2．如圖甲所示是電機(jī)的示意圖。如圖乙所示，將兩個完全相同的電機(jī)正對放置，用直桿連接兩個電機(jī)的轉(zhuǎn)

軸，電機(jī)M1與電源相連，電機(jī)M2與毫安表相連。先閉合開關(guān)S1，再閉合開關(guān)S2，發(fā)現(xiàn)毫安表指針發(fā)生偏

轉(zhuǎn)。下列說法正確的是（）

A．電機(jī)M1相當(dāng)于發(fā)電機(jī)

B．毫安表指針會在中央零刻度的左右晃動

C．閉合開關(guān)S2瞬間，電機(jī)M1轉(zhuǎn)動變快，其線圈發(fā)熱明顯

D．將電機(jī)M1和M2的磁極N、S都交換，毫安表的指針偏轉(zhuǎn)方向不變

【答案】D

【解析】A．由于M1所在電路中有電源，且當(dāng)開關(guān)S1閉合后M1會轉(zhuǎn)動，說明M1是電動機(jī)，電動機(jī)是利用

通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用而制成的，故A錯誤；

B．由于M1與M2用轉(zhuǎn)軸相連，當(dāng)M1轉(zhuǎn)動時會帶動M2轉(zhuǎn)動，而當(dāng)M2轉(zhuǎn)動時，閉合開關(guān)S1，與M2串聯(lián)而構(gòu)

成閉合的毫安表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明M2是發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)內(nèi)部有磁場和線圈，在M1的帶動下，M2內(nèi)部線

圈將會做切割磁感線的運動，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，在其所在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此毫安表發(fā)生偏轉(zhuǎn)，

但在穩(wěn)定轉(zhuǎn)動的情況下，毫安表指針不會在中央零刻度的左右晃動，毫安表顯示的是感應(yīng)電流的有效值，

若是穩(wěn)定轉(zhuǎn)動，則其指針將穩(wěn)定的指在某一刻度，故B錯誤；

C．閉合開關(guān)S2瞬間，電機(jī)M1轉(zhuǎn)速將降低，電流增大，其線圈發(fā)熱明顯，故C錯誤；

D．將M1中的磁極N、S交換，根據(jù)左手定則可知，M1的轉(zhuǎn)動方向?qū)⑴c原來反向，若同時將M2中的磁極N、

S交換，則M2在M1帶動下轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向不發(fā)生變化，毫安表的指針偏轉(zhuǎn)方向不變，故D正確。

故選D。

3．下圖為交流發(fā)電機(jī)示意圖，線圈沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是（）

A．甲→乙過程中，AB邊中的電流由A→B

B．丙→丁過程中，AB邊中的電流由A→B

C．圖甲位置線圈中磁通量最大、感應(yīng)電動勢最大

D．圖乙位置線圈中的電流方向發(fā)生改變

【答案】B

【解析】A．甲→乙過程中，根據(jù)右手定則，AB邊中的電流由B→A。故A錯誤；

B．丙→丁過程中，根據(jù)右手定則，AB邊中的電流由A→B。故B正確；

C．圖甲位置，線圈中磁通量最大，磁通量變化率為零，線圈中感應(yīng)電動勢最小，為零。故C錯誤；

D．圖乙位置為與中性面垂直的位置，線圈中的電流方向不會發(fā)生改變。故D錯誤。

故選B。

4．汽車上的發(fā)電機(jī)多采用旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機(jī)。如圖甲，轉(zhuǎn)子在外力帶動下旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生磁場，定子線圈產(chǎn)生感應(yīng)電

動勢?，F(xiàn)簡化為如圖乙模型，一連有電阻R的線圈軸線與條形磁鐵中心線在同一平面，條形磁鐵（轉(zhuǎn)子）繞

其中心O在該平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動的過程中，下列說法正確的是（）

A．條形磁鐵在圖示位置，線圈中磁通量最大

B．條形磁鐵在圖示位置，電阻R中電流為零

C．條形磁鐵從圖示位置轉(zhuǎn)動90過程中，電阻R中電流方向由a指向b

D．增大條形磁鐵的轉(zhuǎn)速，可以增大R中的電流

【答案】D

【解析】A．條形磁鐵在圖示位置，線圈中磁通量最小，為零，故A錯誤；

B．條形磁鐵在圖示位置，磁通量的變化率最大，感應(yīng)電流最大，電阻R中電流不為零，故B錯誤；

C．條形磁鐵從圖示位置轉(zhuǎn)動90過程中，線圈中向上的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可得電阻R中電流方向

由b指向a，故C錯誤；

D．增大條形磁鐵的轉(zhuǎn)速，線圈中磁通量變化率增大，感應(yīng)電動勢增大，R中電流增大，故D正確。

故選D。

5．通過閉合線圈平面的t圖象如圖所示,下列說法正確的是（）

A．t1時刻線圈中感應(yīng)電動勢最大

B．t2時刻線圈中磁通量為零

C．t3時刻線圈平面與中性面重合

D．t1、t3時刻線圈中感應(yīng)電流方向相同

【答案】A

【解析】A．t圖像的斜率表示磁通量變化率，由圖像可知，t1時刻斜率最大，由法拉第電磁感應(yīng)定律可

知，此時感應(yīng)電動勢最大，故A正確；

B．由圖像可知，t2時刻斜率為零，即此時電動勢為零，則此時線圈的磁通量最大，故B錯誤；

C．由圖像可知，t3時刻磁通量為零，則此時線圈平面與中性面垂直，故C錯誤；

D．t圖像斜率的正負(fù)可示電動勢的正負(fù)(即方向)，由圖像可知，t1、t3時刻線圈中感應(yīng)電流方向相反，

故D錯誤。

故選A。

6．（多選）如圖所示，下列圖象屬于交流電的有（）

A．B．

C．D．

【答案】AC

【解析】交流電是指電流的方向發(fā)生變化的電流，電流的大小是否變化對其沒有影響，電流的方向變化的

是AC，AC是交流電，BD是直流電；

故選AC．

【素養(yǎng)提升】

7．（多選）如圖所示，下列線圈勻速轉(zhuǎn)動或勻速直線運動，能產(chǎn)生交變電流的是（）

A．B．C．

D．

【答案】AD

【解析】A．線圈沿垂直磁場的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，故可以產(chǎn)生交變電流，故A正確；

B．根據(jù)EBLv，可知產(chǎn)生的是恒定電流，不會產(chǎn)生交變電流，故B錯誤；

C．回路磁通量不變，沒有感應(yīng)電流，故C錯誤；

D．線圈沿垂直磁場的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，可以產(chǎn)生正弦式交流電，故D正確。

故選AD。

8．（多選）為了研究交流電的產(chǎn)生過程，小張同學(xué)設(shè)計了如下實驗構(gòu)思方案：將單匝矩形線圈放在勻強(qiáng)磁

場中，線圈繞轉(zhuǎn)軸OO1按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動（ab向紙外，cd向紙內(nèi)），并從圖甲所示位置開始計時，此時

產(chǎn)生的正弦式交流電如圖乙所示。已知其周期為T，電流峰值為I0，下面說法正確的是（）

T

A．根據(jù)圖乙可知時，線圈的磁通量最大

4

T

B．根據(jù)圖乙可知時，線圈的磁通量變化率最大

4

C．若僅把甲圖中的單匝矩形線圈改為兩匝矩形線圈，并從圖甲所示位置開始計時，則產(chǎn)生的交流電與

圖乙所示相同

D．若僅把甲圖中的轉(zhuǎn)軸OO1改為轉(zhuǎn)軸ab，并從圖甲所示位置開始計時，則產(chǎn)生的交流電與圖乙所示不

同

【答案】BC

T

【解析】AB．根據(jù)圖乙可知時，線圈的感應(yīng)電流最大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線圈的磁通量變

4

化率最大，此時磁通量最小為0，故A錯誤，B正確。

C．若僅把甲圖中的單匝矩形線圈改為兩匝矩形線圈，根據(jù)EmnBS可知，并從圖甲所示位置開始計時，則

產(chǎn)生的交流電壓最大值變?yōu)樵瓉淼膬杀叮蔷€圈電阻也變?yōu)樵瓉淼膬杀叮瑒t交流電的圖像與圖乙所示相

同，故C正確；

D．若僅把甲圖中的轉(zhuǎn)軸OO1改為轉(zhuǎn)軸ab，并從圖甲所示位置開始計時，磁通量的變化情況一樣，產(chǎn)生的交

流電與圖乙所示相同，故D錯誤。

故選BC。

9．（多選）圖甲是交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極之間的磁場可視為勻強(qiáng)磁場，金屬線圈ABCD繞轉(zhuǎn)軸OO勻

速轉(zhuǎn)動。A為電流傳感器（與計算機(jī)相連），R為定值電阻，線圈電阻為r，其余電阻不計。圖乙為計算機(jī)上

顯示的電流數(shù)據(jù)隨時間變化的圖像，下列說法中正確的是（）

A．金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時感應(yīng)電動勢為0，對應(yīng)圖乙中t1或t3時刻

B．金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時感應(yīng)電動勢最大，對應(yīng)圖乙中t2或t4時刻

C．t1、t3時刻穿過線圈的磁通量的絕對值最大，磁通量變化率最小

D．t2、t4時刻穿過線圈的磁通量的絕對值最大，磁通量變化率最小

【答案】AC

【解析】AB．金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時，為中性面，磁通量最大，感應(yīng)電動勢為0，此時瞬時電

流0，對應(yīng)圖乙中t1或t3時刻，故A正確，B錯誤；

C．t1、t3時刻電流為0，感應(yīng)電動勢為0，此時線圈平面處于中性面，穿過線圈的磁通量的絕對值最大，磁

通量變化率最小，故C正確；

D．t2、t4時刻電流最大，感應(yīng)電動勢最大，此時線圈平面與磁感線平行，穿過線圈的磁通量為0，磁通量

變化率最大，故D錯誤。

故選AC。

10．（多選）矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，所產(chǎn)生的交變電流的波形如圖所示，下列說法中正確的是

（）

A．在t1時刻穿過線圈的磁通量達(dá)到峰值

B．在t2時刻穿過線圈的磁通量達(dá)到峰值

C．在t3時刻穿過線圈的磁通量的變化率達(dá)到峰值

D．在t4時刻穿過線圈的磁通量的變化率達(dá)到峰值

【答案】BC

【解析】AC．由題圖可知，t1和t3時刻，i最大，所以這兩個時刻磁通量的變化率最大，線圈處于垂直中性

面的位置，穿過線圈的磁通量為0，故A錯誤，C正確；

BD．t2和t4兩時刻i=0，即

Δ

=0

Δt

線圈處于中性面位置，此時穿過線圈的磁通量最大，故B正確，D錯誤。

故選BC。

11．（多選）一矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應(yīng)電動勢e隨時間

t的變化圖象如圖所示，下列說法中正確的是（）

A．t1時刻通過線圈的磁通量為零

B．t2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大

C．t4時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大

D．每當(dāng)e改變方向時，通過線圈的磁通量的絕對值都為最大

【答案】CD

【解析】A．由圖可知，t1時刻線圈的感應(yīng)電動勢為零，則磁通量的變化率也為零，所以通過線圈的磁通量

為最大，A錯誤；

B．由圖可知，t2時刻線圈的感應(yīng)電動勢最大，則磁通量為零，B錯誤；

C．由圖可知，t4時刻線圈的感應(yīng)電動勢最大，則磁通量的變化率也最大，C正確；

D．每當(dāng)電流轉(zhuǎn)換方向時，線圈與磁場垂直，線圈通過中性面時，磁通量最大，D正確。

故選CD。

12．（多選）在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)動軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖甲所示：產(chǎn)生的交變

電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。則下列說法正確的是（）

A．t=0.01s時穿過線框的磁通量最小

B．該線圈轉(zhuǎn)動的角速度大小為πrad/s

C．該交變電動勢的瞬時值表達(dá)式為e222sin(100t)V

D．線框平面與中性面的夾角為45時，電動勢瞬時值為22V

【答案】CD

【解析】A．由圖像知：t=0.01s時，感應(yīng)電動勢為零，則穿過線框的磁通量最大，故A錯誤；

B．該線圈轉(zhuǎn)動的角速度大小為

2π

==100πrad/s

T

故B錯誤；

C．當(dāng)t=0時，電動勢為零，線圈平面與磁場方向垂直，故該交變電動勢的瞬時值表達(dá)式為

eEmsint222sin(100πt)V

故C正確；

D．線框平面與中性面的夾角為45時，電動勢瞬時值為

eEmsin4522V

故D正確。

故選CD。

【能力培優(yōu)】

13．（多選）大型發(fā)電機(jī)幾乎都是旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)，如圖所示為其原理簡圖。豎直平面內(nèi)閉合線圈abcd

固定不動，磁鐵繞圖中的虛線旋轉(zhuǎn)，線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。若條形磁鐵以20rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，

且圖示時刻N極正在向里轉(zhuǎn)?，F(xiàn)以圖示時刻為計時起點，則下列推斷正確的是（）

A．該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流頻率是10Hz

B．t0時線圈中的電流方向為abcda

C．t0.125s時線圈中的電流最大

D．t0.125s時線圈中的電流方向發(fā)生變化

【答案】ABD

【解析】A．該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流頻率是

f10Hz

2

故A正確；

B．由題圖可知，在