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（解析版）.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

答案D

解析线圈出了磁场不再产生感应电流，故线圈在有界磁场中产生正弦交流电的一半，故A

错误；线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为E＝nBSω，代入解得E＝80V，故B

mm

错误；线圈从中性面位置开始计时，产生正弦式交变电流，其瞬时表达式e＝Esinωt，当

m

1ππ

线圈转动s时，转过的角度为，此时瞬时感应电动势为e＝Esin＝40V，故C错误；

m

6066

Em2

T

在一个周期内，只有半个周期产生感应电动势，故线圈产生的电动势的有效值为2RR＝

2

E2

RRT，解得E＝40V，故D正确。

【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。

EmNBSω2

解析：(1)电动势的最大值E＝NBSω，有效值E＝，解得E＝，代入数据得E≈6.4×10

m

22

V。