2022-2023学年高二物理举一反三系列（人教版选择性必修第二册）专题3.1 交变电流的产生及变化规律（原卷版）.pdfVIP

专题3.1交变电流的产生及变化规律

【人教版】

【题型1装置】

【题型2图像】

【题型3表达式】

【题型4含有二极管的问题】

【题型5中性面的认识】

【题型6装置、图像、表达式综合】

【题型1装置】

2

【例1】如图所示，线圈ABCD匝数n＝10，面积S＝0.4m，边界MN(与线圈的AB边重合)

2

右侧存在磁感应强度B＝T的匀强磁场，若线圈从图示位置开始绕AB边以ω＝10πrad/s

π

的角速度匀速转动。则以下说法正确的是()

A.线圈产生的是正弦交流电

B.线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为40V

1

3

C.线圈转动s时瞬时感应电动势为40V

60

D.线圈产生的感应电动势的有效值为40V

【变式1-1】贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达4000

亿千瓦时。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈

对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.20T，线圈的匝数为

2

100、面积为0.5m，电阻为0.6Ω，若磁体转动的角速度为90rad/s，线圈中产生的感应电

流为50A。求：

(1)线圈中感应电动势的有效值E；

(2)线圈的输出功率P。

【变式1-2】如图所示，矩形线圈处在磁感应强度大小为B、方向水平向右的匀强磁场中，

线圈通过电刷与定值电阻R及理想电流表相连接，线圈绕中心轴线OO′以恒定的角速度ω

匀速转动，t＝0时刻线圈位于与磁场平行的位置。已知线圈的匝数为n、面积为S、阻值为

r。则下列说法正确的是()

A.t＝0时刻流过电阻R的电流方向向左

B.线圈中感应电动势的瞬时表达式为e＝nBSωsinωt

nBSωR

C.线圈转动的过程中，电阻R两端的电压为

R＋r

nBSωR

D.从t＝0时刻起，线圈转过60°时电阻R两端的电压为

2（R＋r）

【变式1-3】（多选）如图所示为一台小型发电机结构示意图，线圈绕垂直匀强磁场方向的

轴匀速转动，通过电刷接有一盏小灯泡。已知线圈匝数为N，内阻为r，转动的周期为T，

小灯泡的电阻为9r，电压表的示数为U。从图示位置开始计时，下列说法中正确的是()

TUT

A.从开始计时到t＝过程中，通过灯泡的电荷量为

436r

2

TUT

B.从开始计时到t＝过程中，灯泡消耗的电能为

218r

2π

C.线圈产生的电动势瞬时值表达式为e＝2Ucost

T

52UT

D.线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为