第1讲 交变电流的产生和描述-2027年高考物理第二轮复习优质课件（全国通用）

这是一份第1讲 交变电流的产生和描述-2027年高考物理第二轮复习优质课件（全国通用），共63页。PPT课件主要包含了夯实必备知识，研透核心考点，提升素养能力等内容，欢迎下载使用。
1.理解正弦式交变电流的产生过程，能正确书写交变电流的函数表达式。2.理解并掌握交变电流图像的意义。3.理解描述交变电流的几个物理量，会计算交变电流的有效值。4.知道交变电流四值在具体情况下的应用。
考点二　交变电流的四值及应用
考点一　交变电流的产生及变化规律
1.交变电流产生过程中的两个特殊位置
2.交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)
例2 如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R=10 Ω的电阻连接，发电机内总电阻r=2 Ω，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10 V。图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图像，则(　　) A.该电动势的瞬时值e=12sin(100πt)VB.R两端的电压瞬时值u=14.1cs(100πt)VC.t=0.02 s时，R两端的电压瞬时值为零D.通过R的电流i随时间t变化的规律是i=14.1cs(50πt)A
1.(2026·江苏南京期末)如图，发电机的矩形线框处在竖直向下的匀强磁场中，绕对称轴OO'以角速度ω匀速转动。取通过电阻R向右的电流为正，从图示位置开始计时，则R中的电流i随时间t变化的图像正确的是(　　)
解析　由题意可知线框绕与磁场垂直的轴匀速转动，产生正弦式交变电流，因为取通过电阻R向右的电流为正，根据楞次定律可知，线框由图示位置顺时针旋转90°过程中，流过电阻R的电流为负且电流逐渐增大，由于换向器的存在，线圈旋转90°时，电流突然反向，线框旋转90°至180°的过程中，流过电阻R的电流为正且电流逐渐减小，故A正确。
例3 (2026·江苏扬州期中)A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的正弦式交变电流，B通以图乙所示的方波交变电流，这两个电热器的电功率之比PA∶PB为(　　)
考向　　交变电流的四值的应用
例4 (2026·江苏盐城期末)如图所示，总电阻为r的abcd矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO'轴匀速转动，ab长度为L，线速度大小为v，外电路电阻为R。当线圈由图示位置转过90°的过程中，求: (1)电动势的最大值Emax;
解析　矩形线圈在磁场中匀速转动，当线圈ab边的速度方向与磁场方向垂直时感应电动势最大，最大值Emax=2BLv。 答案　2BLv
2.(2024·湖北卷，5)在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡L1的电阻是灯泡L2的2倍。假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S，灯泡L1、L2的电功率之比P1∶P2为(　　) A.2∶1B.1∶1C.1∶2D.1∶4
对点练1　交变电流的产生及变化规律1.(2026·江苏南京期末)图甲所示为我国“南锟”号，是世界上首台达到兆瓦级的漂浮式波浪能发电装置，其使用的旋转磁极式发电机的简化装置如图乙所示，矩形线圈abcd固定不动，磁体绕OO'轴转动，初始时，abcd与OO'在同一平面内。下列判断正确的是(　　) A.若磁体匀速转动，线圈中电流保持不变B.初始时线圈中电流为零C.磁体转过90°时，线圈中电流为零D.初始时刻线圈中电流方向为abcd
解析　若磁体匀速转动，线圈中产生交变电流，A错误; 初始时线圈与磁体在同一平面内，ab、cd两条边切割磁感线的有效速度最大，线圈中的感应电流最大，B错误;磁体转过90°时，线圈的四条边均不切割磁感线，线圈中电流为零，C正确;根据楞次定律，初始时刻线圈中电流方向为dcba，D错误。
2.交流发电机发电的示意图如图所示，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在金属滑环L上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路相连。线圈转动过程中，下列说法中正确的是(　　)
A.转到图甲位置时，通过线圈的磁通量变化率最大B.转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零C.转到图丙位置时，线圈中产生的感应电流最大D.转到图丁位置时，AB边感应电流方向为A→B
解析　转到图甲位置时，线圈平面与磁感线垂直，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量变化率最小，为零，故A错误;转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势最大，故B错误;转到图丙位置时，线圈位于中性面位置，此时感应电流最小，感应电流方向改变，故C错误;转到图丁位置时，根据楞次定律可知AB边感应电流方向为A→B，故D正确。
3.如图所示，虚线OO'的左边存在着方向垂直于纸面向里的匀强磁场，右边没有磁场。单匝矩形线圈abcd的对称轴恰与磁场右边界重合，线圈平面与磁场垂直。线圈沿图示方向绕OO'轴以角速度ω匀速转动(即ab边向纸外、cd边向纸里转动)，规定沿a→b→c→d→a方向为感应电流的正方向。从图示位置开始计时，下列四个图像中能正确表示线圈内感应电流i随时间t变化规律的是(　　)
6.(2026·江苏泰州中学月考)无线充电技术已经在新能源汽车领域得到应用。如图甲，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙所示的正弦式交变电流，下列说法正确的是(　　)
B级　综合提升练8.如图所示是风力交流发电机的示意图，已知发电机线圈面积0.5 m2，匝数10匝，线圈处在磁感应强度大小为0.8 T的磁场中。稳定发电期间，线圈转速为1 500 r/min，从线圈经过中性面开始计时，则(　　)
9.海上充电站可为远距离航行的船只提供便利，其结构如图甲所示，原理是利用海浪带动浪板上下摆动，从而带动线框在磁场中匀速转动，产生如图乙所示的交流电压，不计线框电阻，电压表为理想电表。下列说法正确的是(　　)
11.如图甲所示，半径为r1的圆形单匝线圈中央有半径为r2的有界匀强磁场，磁感应强度大小B随时间t变化规律如图乙所示，取磁场正方向为垂直于纸面向里。线圈电阻为R。