2027物理高考调研夯基版高考总复习 12.1交变电流

第十二单元

交变电流电磁波传感器01基础记忆考点专练体验高考0203内容导航ContentNavigation12.1交变电流基础记忆一、交变电流的产生和变化规律1．交变电流：_______和_______都随时间做周期性变化的电流．2．交变电流的产生：在匀强磁场中，线圈绕_______于磁场方向的轴匀速转动．大小方向垂直重合垂直中性面4．正弦交变电流的表达式线圈从__________开始计时，______________．线圈与中性面夹角为θ时开始计时，____________________，最大值Em＝nBSω.中性面e＝Emsinωte＝Emsin(ωt＋θ)5．交变电流的图像(1)从中性面开始计时，e－t图像为______曲线，Φ－t图像为_____曲线．(2)根据欧姆定律，交变电流的电压和电流的图像也按正弦规律变化．正弦余弦2．瞬时值和峰值(1)瞬时值：感应电动势某一时刻的值______________________．(2)峰值：感应电动势的最大值__________________．e＝Em·sin(ωt＋θ)Em＝nBSω热效应考点专练1．交变电流的变化规律(线圈从中性面开始计时)交变电流的变化规律物理量函数表达式图像磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt电动势e＝Emsinωt＝nBSωsinωt2．从三个角度理解交变电流的变化规律(1)从图像观察从图像看，u、i与e的变化规律相同，Φ和e随时间交替变化，由图像可以求出交变电流的周期、峰值和瞬时值，由此推导频率、角速度和有效值．(2)从表达式计算根据感应电动势瞬时值表达式e＝Emsin(ωt＋θ)，利用线圈平面与中性面的夹角ωt＋θ，确定该位置的感应电动势．(3)从切割磁感线判断用右手定则判断感应电流的方向，根据速度与磁感线的夹角判断感应电流的大小的变化．记住两个特殊位置：S⊥B，e＝0；S∥B，e最大．1.如图是某海浪发电原理示意图，海浪带动浪板使线圈逆时针匀速转动，向外输出电流．线圈转到如图所示位置时磁场方向与线圈平面平行．下列说法正确的是(

)A．如图所示位置穿过线圈的磁通量最大B．如图所示位置线圈产生的感应电动势最大C．线圈从如图所示位置转过90°时，穿过线圈的磁通量最小D．线圈从如图所示位置转过90°时，线圈产生的感应电动势最大√解析线圈转动到题图所示的位置时线圈平面与磁场平行，则穿过线圈的磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，故A项错误，B项正确；线圈从如图所示位置转过90°时，即位于中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率最小，线圈产生的感应电动势最小，故C、D两项错误．故选B项．2.如图所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，一竖直单匝矩形线框在磁场中绕其中心轴匀速转动，若自磁场方向与线框平面平行时取t＝0，设顺时针方向的电流为正，则线圈中感应电流i随时间t的变化图像为(

)√解析图示位置线圈与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为0，但磁通量变化率最大，所以感应电动势最大，感应电流最大；此时线圈的左右两边分别向外和向里切割磁感线，根据右手定则可知，线圈中的感应电流方向为顺时针(正方向)．故选B项．√√有效值的理解与计算√交流电路中物理量的计算2.应用公式Em＝nBSω注意(1)公式与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关．(2)公式中S是线圈在磁场中的有效面积．√6.如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5T，边长L＝10cm的正方形线圈共100匝，线圈总电阻r＝1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω＝2πrad/s，外电路中的电阻R＝4Ω，不计摩擦，求：(π取3.14，结果均保留三位有效数字)(1)由图示位置计时，感应电动势瞬时表达式；答案(1)e＝3.14cos2πt(V)

解析(1)感应电动势的最大值为Em＝nBSω＝100×0.5×0.12×2πV＝3.14V感应电动势瞬时表达式e＝Emcosωt＝3.14cos2πt(V)．(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°时的瞬时感应电动势；答案(2)1.57V解析(2)由图示位置转过60°时的瞬时感应电动势为e＝Emcos60°＝3.14×0.5V＝1.57V.

(3)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°的过程中产生的平均感应电动势；答案(3)2.60V

(4)交流电压表的示数；答案(4)1.78V

(5)线圈转动一周产生的总热量；答案(5)0.986J答案(6)0.0867C

(7)外力使线圈转动一周所做的功．答案(7)0.986J解析(7)外力使线圈转动一周所做的功等于线圈转动一周产生的总热量为0.986J.体验高考√√3．(2025·江苏)圆筒式磁力耦合器由内转子、外转子两部分组成，工作原理如图甲所示．内、外转子可绕中心轴OO′转动．外转子半径为r1，由四个相同的单匝线圈紧密围成，每个线圈的电阻均为R，直边的长度均为L，与轴线平行．内转子半径为r2，由四个形状相同的永磁体组成，磁体产生径向磁场，线圈处的磁感应强度大小均为B.外转子始终以角速度ω0匀速转动，某时刻线圈abcd的直边ab与cd处的磁场方向如图乙所示．(1)若内转子固定，求ab边产生感应电动势的大小E；答案(1)BLω0r1

解析(1)ab边所处磁场区域的磁感应强度大小为B，则E＝BLv，其中v＝ω0r1，解得