第1讲　交变电流的产生和描述 2026年高考物理第一轮总复习

第十一章交变电流传感器第1讲交变电流的产生和描述知识点一

交变电流、交变电流的图像1.

交变电流（1）定义：

和

都随时间做周期性变化的电流.（2）按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流.2.

正弦式交变电流的产生和图像（1）产生：在匀强磁场里，线圈绕

⁠方向的轴匀速

转动.（2）图像：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性

面位置开始计时，其图像为正弦曲线.大小方向垂直于磁场

一次周期性次数

2.

正弦式交变电流的函数表达式（线圈在中性面位置开始计时）（1）电动势e随时间变化的规律：e＝

⁠.（2）负载两端的电压u随时间变化的规律：u＝

⁠.（3）电流i随时间变化的规律：i＝

.其中ω等于线圈转动

的

，Em＝

⁠.Emsin

ωt

Umsin

ωt

Imsin

ωt

角速度nBSω

✕✕✕√√✕

考点1

正弦式交变电流的产生及变化规律考向1

交流电的产生[典例1]

（双选）如图所示为交流发电机示意图，线圈的AB边连在

金属滑环K上，CD边连在滑环L上，导体制作的两个电刷E、F分别压

在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连

接.关于其工作原理，下列分析正确的是（

AC

）ACA.

当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大B.

当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大C.

当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小D.

当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小考向2

交流电的变化规律[典例2]

（双选）（2024·大理统测）如图甲所示，发电机的矩形线

圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO'匀速转动，从t＝0时刻开

始，通过矩形线圈的磁通量随时间变化的规律如图乙所示.已知线圈

的匝数N＝50，线圈的电阻r＝1

Ω，线圈与外电路连接的定值电阻R＝

9

Ω，电压表为理想交流电表（π＝3.14），则下列说法正确的是

（

CD

）CDA.

交流电频率为0.5

HzB.

t＝0时刻线圈平面位于中性面C.

线圈转动过程中产生的最

大感应电流为31.4

AD.

电压表的示数约为200

V

[变式1]矩形线圈abcd在如图所示的磁场中以恒定的角速度ω绕ab边

转动，磁场方向垂直于纸面向里，其中ab边左侧磁场的磁感应强度大

小是右侧磁场的2倍.在t＝0时刻线圈平面与纸面重合，且cd边正在向

纸外转动.若规定图示箭头方向为电流正方向，则线圈中电流随时间

变化的关系图线应是（

A

）A解析：绕垂直磁场的轴转动时，线圈能够产生的最大感应电动势Em

＝nBSω，因左侧磁场的磁感应强度大小是右侧磁场的2倍，所以线圈

在左侧磁场中产生的感应电动势最大值是右侧磁场中最大值的2倍，

再利用楞次定律分析感应电流方向，可知选项A正确.考点2

有效值的理解和计算[典例3]将电压有效值为220

V、频率为50

Hz的正弦式交变电流通过

一信号发生设备后，其电压随时间变化的规律如图所示，其有效值与

原交变电流电压的有效值的比值为（

A

）A.1∶2B.1∶3C.1∶4D.1∶5A

A.10

VB.20

VC.15

VD

CDA.

线框中感应电流的有效值为2I

考点3

交变电流的“四值”的应用物理量表达式适用情况及说明瞬时值e＝Emsin

ωtu＝Umsin

ωti＝Imsin

ωt计算线圈某时刻的受力情况最大值（峰值）讨论电容器的击穿电压有效值计算与电流的热效应有关的量

（如电功、电功率、电热等）物理量表达式适用情况及说明平均值计算通过电路截面的电荷量考向1

对交流电“四值”的理解[典例4]如图甲所示，标有“220

V

40

W”的灯泡和标有“20

μF

300

V”的电容器并联到交流电源上，V为交流电压表，交流电源的输

出电压如图乙所示，闭合开关.下列判断正确的是（

B

）

BB.

灯泡恰好正常发光C.

电容器不可能被击穿

考向2

交流电“四值”的有关计算[典例5]

（双选）如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，其电

阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线O'O恰好位于

匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B.

若线圈从图示位置开

始以角速度ω绕轴O'O匀速转动，则以下判断正确的是（