1、第十一章 交变电流交变电流 传感器传感器 课程标准课程标准 1通过实验，认识交变电流。能用公式和图像描述正弦交变电流。通过实验，认识交变电流。能用公式和图像描述正弦交变电流。 2通过实验，探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系。了解通过实验，探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系。了解 从变电站到用户的输电过程，知道远距离输电时用高电压的道理。从变电站到用户的输电过程，知道远距离输电时用高电压的道理。 3了解发电机和电动机工作过程中的能量转化。认识电磁学在人类生了解发电机和电动机工作过程中的能量转化。认识电磁学在人类生 活和社会发展中的作用。活和社会发展中的作用。 4知道非电学量转化成
2、电学量的技术意义。知道非电学量转化成电学量的技术意义。 5通过实验，了解常见传感器的工作原理。会利用传感器设计并制作通过实验，了解常见传感器的工作原理。会利用传感器设计并制作 简单的自动控制装置。简单的自动控制装置。 6列举传感器在生产生活中的应用。列举传感器在生产生活中的应用。 命题热点命题热点 (1)交变电流的图像、表达式及其交变电流的图像、表达式及其“四值四值”的应用。的应用。 (2)理想变压器的基本原理及动态分析。理想变压器的基本原理及动态分析。 (3)远距离输电问题。远距离输电问题。 第1讲 交变电流的产生及描述 1 知识梳理双基自测 2 核心考点重点突破 3 名师讲坛素养提升 4
3、2年高考1年模拟 1 知识梳理双基自测 1定义： 大小和方向都随时间做_的电流叫作交变电 流。 知识点知识点1 交变电流交变电流 周期性变化周期性变化 2图像：图像：如图所示，如图所示， 图图_所示电流都属于交变电流，图所示电流都属于交变电流，图_所示电流所示电流 属于恒定电流。属于恒定电流。 甲甲、乙乙、丙丙、丁丁 戊戊 1产生：如图所示，在匀强磁场里，线圈绕_磁 场方向的轴匀速转动时，可产生正弦式交变电流。 注意：交变电流的种类有很多，但同时具备这三个 条件才会产生正弦式交变电流：匀强磁场；线圈转轴和 磁场垂直；匀速转动。 知识点知识点2 正弦式交变电流的产生和变化规律正弦式交变电流的产生
4、和变化规律 垂直垂直 2中性面及其特点。 (1)定义：与磁场方向_的平面。 (2)特点： 线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量_，磁通 量的变化率为_，感应电动势为_。 线圈转动一周，_经过中性面，线圈每经过中性 面一次，电流的方向就改变一次。 垂直垂直 最大最大 零零 零零 2次次 3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_曲线， 如图所示。 正弦正弦 4变化规律(线圈从中性面位置开始计时) (1)电动势e随时间变化的规律：e_。 (2)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_。 其中是线圈转动的_，E m_。 E msi
5、n t U msin t I msin t 角速度角速度 nBS 1周期和频率 (1)周期(T)：交变电流完成_变化，即线圈 _所需要的时间，单位是_，公式T_。 (2)频率(f)：交变电流在_的次数， 单位是_。 (3)周期和频率的关系：_或_。 知识点知识点3 描述交变电流的物理量描述交变电流的物理量 一次周期性一次周期性 转一周转一周 秒秒(s) 1 s内完成周期性变化内完成周期性变化 赫兹赫兹(Hz) 2 T1 f f 1 T 2交变电流的“四值” (1)瞬时值：交变电流_的值，是时间的函数。 (2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的_。 (3)有效值：让交变电流与恒定电流分别通过相
6、同的电阻， 如果它们在交变电流的一个周期内_相等，则这 个恒定电流I、恒定电压U就是这个交变电流的有效值。 某一时刻某一时刻 最大值最大值 产生的热量产生的热量 (4)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系 I_，U_，E_。 (5)平均值：交变电流图像中波形与横轴所围面积跟时间的比值，其平均值：交变电流图像中波形与横轴所围面积跟时间的比值，其 数值可以用数值可以用E_计算。计算。 I m 2 U m 2 E m 2 n t 思考：如图为交流发电机线圈的平面图， 设磁感应强度为B，线圈边长为l，匝数为n， 以O1O2为起点、角速度匀速转动，经过时 间t转至
7、实线位置，试推导此时线圈中感应 电动势的表达式。 答案答案 AB 边产生的感应电动势边产生的感应电动势 e1n B l sin ， 为线圈转过的为线圈转过的 角度，因为角度，因为 v r1 2 l， ， t，可得，可得 e11 2nBl 2 sin t；同理 ；同理 CD 边边 产生的感应电动势产生的感应电动势 e21 2nBl 2 sin t。 则线圈中感应电动势 。 则线圈中感应电动势 enBl2 sin t。 一、堵点疏通 1矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，一定会产生正弦 式交变电流。 ( ) 2线圈在磁场中转动的过程中穿过线圈的磁通量最大时， 产生的感应电动势也最大。 ( ) 3矩形线
8、圈在匀强磁场中匀速转动经过中性面时，线圈 中的感应电动势为零，电流方向发生改变。 ( ) 4交流电气设备上所标的电压和电流值是交变电流的有效值。交流电气设备上所标的电压和电流值是交变电流的有效值。 ( ) 5交流电压表和电流表测量的是交流电的峰值。交流电压表和电流表测量的是交流电的峰值。 ( ) 6交变电流的峰值总是有效值的交变电流的峰值总是有效值的 2倍。倍。 ( ) 二、对点激活 1图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴 匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是 ( ) 解析 只要闭合线圈绕垂直磁感线的轴匀速转动，就能 产生正弦式交流电，与轴的位置、线圈的形状无关。除C项的 轴与磁感线
9、平行外，其他都能产生正弦式交流电。所以C项正 确，A、B、D三项错误。 C 2(多选)关于中性面，下列说法正确的是 ( ) A线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量最 大，磁通量的变化率为零 B线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量为 零，磁通量的变化率最大 C线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次 D线圈每转动一周经过中性面一次，所以线圈每转动一 周，感应电流的方向就改变一次 AC 解析 中性面是线圈平面与磁感线垂直的位置，线圈经 过该位置时，穿过线圈的磁通量最大，各边都不切割磁感线， 不产生感应电动势，所以磁通量的变化率为零，A项正确，B 项错误；线圈每经过一次中性面，
10、感应电流的方向改变一次， 但线圈每转一周时要经过中性面两次，所以每转一周，感应 电流方向就改变两次，C项正确，D项错误。 3(2021 陕西商洛期末陕西商洛期末)一交流电压的瞬时值表达式为一交流电压的瞬时值表达式为 u200 2sin 50t(V)，下列判断正确的是，下列判断正确的是 ( ) A该交流电压的频率为该交流电压的频率为 50 Hz Bt0.01 s 时，该交流电压的瞬时值为时，该交流电压的瞬时值为 50 2 V C直接用电压表测该交流电压，其示数为直接用电压表测该交流电压，其示数为 200 2 V D若将该交流电压加在阻值为若将该交流电压加在阻值为 2 k 的电阻两端，则电阻的发热
11、功的电阻两端，则电阻的发热功 率为率为 20 W D 解析解析 本题考查交变电流的相关物理量的计算问题。 由交流电压的本题考查交变电流的相关物理量的计算问题。 由交流电压的 瞬时值表达式可知瞬时值表达式可知 50 rad/s，由，由 2 f 可得该交流电压的频率为可得该交流电压的频率为 f25 Hz， 选项， 选项 A 错误； 在错误； 在 t0.01 s 时， 该交流电压的瞬时值为时， 该交流电压的瞬时值为 200 2 V， 选项选项 B 错误；直接用电压表测量交流电压，测量的结果为有效值，示错误；直接用电压表测量交流电压，测量的结果为有效值，示数数 为为 U200 V，选项，选项 C 错误
12、；若将该交流电压加在阻值为错误；若将该交流电压加在阻值为 2 k 的电阻两的电阻两 端，由端，由 PU 2 R 可知发热功率为可知发热功率为 20 W，选项，选项 D 正确。正确。 2 核心考点重点突破 1正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计 时) 考点一考点一 交变电流的产生及变化规律交变电流的产生及变化规律 规律规律 物理量物理量 函数表达式函数表达式 图像图像 磁通量磁通量 mcos tBScos t 规律规律 物理量物理量 函数表达式函数表达式 图像图像 电动势电动势 eE msin tnBSsin t 电压电压 uU msin tRE m Rr sin t 电流电流 iI
13、 msin t E m Rrsin t 2两个特殊位置的特点两个特殊位置的特点 (1)线圈平面与中性面重合时，线圈平面与中性面重合时，SB， 最大，最大， t 0，e0，i0， 电流方向将发生改变。电流方向将发生改变。 (2)线圈平面与中性面垂直时，线圈平面与中性面垂直时，SB，0， t 最大，最大，e、i 都最大。都最大。 如图所示，图(a)图(b)图(c)图(d)过程是交流发 电机发电的示意图，线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在 金属滑环L上，用导体制成的两个电刷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连接。下列 说法正确的是 ( ) 例例1 A图(a)中，线
14、圈平面与磁感线垂直，磁通量变化率最大 B从图(b)开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系是i Imsin t C当线圈转到图(c)位置时，感应电流为0，且感应电流 方向改变 D当线圈转到图(d)位置时，感应电动势最小，ab边感应 电流方向为ba 答案 C 解析 图(a)中，线圈在中性面位置，故穿过线圈的磁通 量最大，磁通量变化率为0，选项A错误；图(b)不是中性面， 从线圈在中性面位置开始计时的表达式才是iImsin t，选项 B错误；当线圈转到图(c)位置时，线圈在中性面位置，故穿过 线圈的磁通量最大，产生的感应电流最小，为零，电流方向 将改变，选项C正确；当线圈转到图(d)位置时，磁通量
15、最小， 磁通量的变化率最大，故感应电动势最大，ab边感应电流方 向为ba，选项D错误。 考点二考点二 交变电流有效值的求解交变电流有效值的求解 1正弦交变电流的有效值的计算正弦交变电流的有效值的计算 利用利用 II m 2 ，UU m 2 ，EE m 2 计算。计算。 2非正弦交变电流的有效值的计算非正弦交变电流的有效值的计算 根据电流的热效应计算，注意根据电流的热效应计算，注意“三同三同”：即：即“相同电阻相同电阻”，“相同相同 时间时间”内产生内产生“相同热量相同热量”， 利用公式， 利用公式 QI2Rt或或 QU 2 R t列式求解，列式求解， “相相 同时间同时间”一般取一个周期。一般
16、取一个周期。 3几种常用的电流及其有效值 名称名称 电流电流(电压电压)图像图像 有效值有效值 正弦式交正弦式交 变电流变电流 II m 2 UU m 2 名称名称 电流电流(电压电压)图像图像 有效值有效值 正弦式半波正弦式半波 脉冲电流脉冲电流 II m 2 UU m 2 正弦式单向正弦式单向 脉冲电流脉冲电流 II m 2 UU m 2 名称名称 电流电流(电压电压)图像图像 有效值有效值 矩形脉矩形脉 冲电流冲电流 I t1 TI1 U t1 TU1 非对称性非对称性 交变电流交变电流 I 1 2 I 2 1 I2 2 U 1 2 U 2 1 U2 2 例例2 如图所示电路，电阻如图所
17、示电路，电阻 R1与电阻与电阻 R2的阻值都为的阻值都为 R，理想二极，理想二极 管管 D(正向电阻可看作为正向电阻可看作为 0，反向电阻可看作无穷大，反向电阻可看作无穷大)与与 R1并联，在并联，在 A、B 间加一正弦交流电压间加一正弦交流电压 u20 sin(100 t)V，则加在，则加在 R2上的电压有效值为上的电压有效值为 ( ) A5 2 V B5 5 V C10 2 V D5 10 V B 解析解析 当电源在正半轴时二极管导通，当电源在正半轴时二极管导通，R1被短路，被短路，R2电压为电源电压为电源 电压电压 20 2V 10 2 V；电源在负半轴时二极管截止，；电源在负半轴时二极
18、管截止，R1和和 R2串联，串联，R2 两端的电压为两端的电压为 5 2 V，根据有效值的定义：，根据有效值的定义： U2 R T 10 2 2 R T 2 5 2 2 R T 2 解得：解得：U5 5V，故，故 B 项正确，项正确，A、C、D 三项错误。三项错误。 计算交变电流有效值的方法计算交变电流有效值的方法 规律总结规律总结 (1)分段计算电热，再求和得出一个周期内产生的总热量。分段计算电热，再求和得出一个周期内产生的总热量。 (2)利用两个公式利用两个公式QI2Rt和和QU 2 R t可分别求得电流有效值和电压有可分别求得电流有效值和电压有 效值。效值。 (3)若图像部分是正弦若图像
19、部分是正弦(或余弦或余弦)式交变电流， 其中的式交变电流， 其中的1 4(但必须是从零至 但必须是从零至 最大值或从最大值至零最大值或从最大值至零)和和1 2周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值 周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值 与最大值间的关系与最大值间的关系 II m 2 、UU m 2 求解。求解。 变式训练变式训练 1如图所示，将一根均匀导线围成圆心角为如图所示，将一根均匀导线围成圆心角为 60 的扇形的扇形 导线框导线框 OMN，O 为圆心，半径为为圆心，半径为 R，线框总电阻为，线框总电阻为 r，将线框，将线框 O 点置于点置于 坐标系的原点，在第二、四象限有垂直于纸面向外
20、的匀强磁场，坐标系的原点，在第二、四象限有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应磁感应 强度为强度为 B。从。从 t0 时刻开始，导线框绕时刻开始，导线框绕 O 点以角速度点以角速度 匀速转动，则导匀速转动，则导 线框中感应电流的有效值为线框中感应电流的有效值为 ( ) ABR 2 2r B 2BR2 4r C 6BR2 6r D 15BR2 6r C 解析解析 本题考查旋转线框切割磁感线产生交变电流有效值的计算。本题考查旋转线框切割磁感线产生交变电流有效值的计算。 线框转动一周过程中，两次进入磁场、两次离开线框转动一周过程中，两次进入磁场、两次离开磁场，所以产生感应电磁场，所以产生感应电 流的时间
21、为流的时间为 t4 60 360 T2 3T； 转动切割磁感线产生的感应电动势 ； 转动切割磁感线产生的感应电动势 E1 2 BR2，设感应电动势的有效值为，设感应电动势的有效值为 E，根据有效值的计算公式可得，根据有效值的计算公式可得E 2 r T E2 r t，解得，解得 E 6BR2 6 ，则导线框中感应电流的有效值为，则导线框中感应电流的有效值为 I E r 6BR2 6r ，故，故 C 正确，正确，A、B、D 错误。错误。 交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较 考点三考点三 交变电流交变电流“四值四值”的比较的比较 物理量物理量 物理含义物理含义 重要关系重要关系 适用情况及
22、说明适用情况及说明 瞬时值瞬时值 交变电流某一时刻交变电流某一时刻 的值的值 eE msin t iI msin t 计算线圈某时刻计算线圈某时刻 的受力情况的受力情况 峰值峰值 最大的瞬时值最大的瞬时值 E mnBS I m E m Rr 讨论电容器的击讨论电容器的击 穿电压穿电压 物理量物理量 物理含义物理含义 重要关系重要关系 适用情况及说明适用情况及说明 有效值有效值 跟交变电流跟交变电流 的热效应等的热效应等 效的恒定电效的恒定电 流的值流的值 EE m 2 UU m 2 II m 2 (只适用于正弦只适用于正弦 式交变电流式交变电流) (1)计算与电流的热效应有关的量计算与电流的热
23、效应有关的量 (如电功、电功率、电热等如电功、电功率、电热等) (2)电气设备电气设备“铭牌铭牌”上所标的一上所标的一 般是指有效值般是指有效值 (3)保险丝的熔断电流为有效值保险丝的熔断电流为有效值 (4)交流电压表和电流表的读数为交流电压表和电流表的读数为 有效值有效值 物理量物理量 物理含义物理含义 重要关系重要关系 适用情况及说明适用情况及说明 平均值平均值 某段时间内某段时间内 感应电动势感应电动势 或电流的平或电流的平 均值大小均值大小 EBLv En t I E Rr 计算通过电路截面的电荷量计算通过电路截面的电荷量 如图所示，线圈平面与磁感线平行，匀强磁场的磁感 应强度B0.5
24、 T，边长L10 cm的正方形线圈共100匝，线圈 的总电阻r1 ，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转 动，角速度2 rad/s，外电路中的电阻R4 ，不计摩擦， 求： (1)由图示位置计时感应电动势的瞬时表达式； (2)由图示位置转过60时的瞬时感应电动势； (3)由图示位置转过60的过程中产生的平均感 应电动势； (4)交流电压表的示数； 例例3 (5)线圈转动一周产生的总热量；线圈转动一周产生的总热量； (6)从图示位置开始的从图示位置开始的1 6周期内通过 周期内通过 R 的电荷量；的电荷量； (7)外力使线圈转动一周所做的功外力使线圈转动一周所做的功 解析解析 (1)感应电动势的最
25、大值为感应电动势的最大值为 EmnBS1000.50.122 V3.14 V 感应电动势瞬时表达式为感应电动势瞬时表达式为 eEmcost3.14 cos2t(V)。 (2)由图示位置转过由图示位置转过 60 时的瞬时感应电动势为时的瞬时感应电动势为 eEmcos60 3. 140.5 V1. 57 V。 (3)由图示位置转过由图示位置转过 60 的过程中产生的平均感应电动势为的过程中产生的平均感应电动势为 En t nBSsin60 1 6T 100 0.50.10.1 3 2 1 6 2 2 V2.6 V。 (4)交流电压表的示数为外电路两端电压的有效值，即交流电压表的示数为外电路两端电压
26、的有效值，即 U E RrR 3.14 2 4 41V 1.78 V。 (5)线线圈转动一周产生的总热量为圈转动一周产生的总热量为 Q Em 2 2 RrT 0.99 J。 (6)在在1 6周期内通过电阻 周期内通过电阻 R 的电荷量为的电荷量为 qIT 6 E Rr T 6 2.6 41 1 6C 0.087 C (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，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， 为为 0.99 J。 答案 (1)e3.14 cos2t (V) (2)1. 57 V (3)2.6 V (4)1. 78 V (5)0. 99 J (6)0.
27、087 C (7)0. 99 J 书写交变电流瞬时值表达式的基本思路书写交变电流瞬时值表达式的基本思路 名师点拨名师点拨 (1)求出角速度，求出角速度，2 T 2f。 (2)根据公式根据公式 EmnBS 求出相应峰值。求出相应峰值。 (3)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。 开始计时线圈与中性面重合，则开始计时线圈与中性面重合，则 it 函数式为函数式为 iImsint； 开始开始计时线圈与中性面垂直，则计时线圈与中性面垂直，则 it 函数式为函数式为 iImcost； 开始计时线圈与中性面夹角为开始计时线圈与中性面夹角为， 则， 则it函数式
28、为函数式为iImsin(t)。 3 名师讲坛素养提升 交变电流规律的“等效”应用 有些题目中，产生交变电流的方式与发电机不同，但产 生的交变电流相似，可以等效应用交变电流规律求解相应的 物理量。 例例4 (2021 安徽模拟安徽模拟)如图所示，两根金属直导轨如图所示，两根金属直导轨 OM 和和 PN 平行平行 放置且放置且 OM 与与 x 轴重合，两导轨间距为轴重合，两导轨间距为 d，两导轨间垂直纸面向里的匀，两导轨间垂直纸面向里的匀 强磁场沿强磁场沿 y 轴方向的宽度按轴方向的宽度按 yd|sin 2dx|的规律分布，两金属圆环固定 的规律分布，两金属圆环固定 在同一绝缘平面内，外圆环与两导
29、轨接触良好，现有一根与两导轨接触在同一绝缘平面内，外圆环与两导轨接触良好，现有一根与两导轨接触 良好的导体棒从良好的导体棒从 OP 开始始终垂直导轨沿开始始终垂直导轨沿 x 轴正方向以速度轴正方向以速度 v 做匀速运做匀速运 动，规定内圆环动，规定内圆环 a 端电势高于端电势高于 b 端时，端时，a、b 间的电压间的电压 uab为正，下列为正，下列 uab x 图像可能正确的是图像可能正确的是 ( ) D 解析解析 本题考查交变电流的产生和交变电流图像问题。 导体棒向右本题考查交变电流的产生和交变电流图像问题。 导体棒向右 匀速运动切割磁感线产生感应电动势，匀速运动切割磁感线产生感应电动势，e
30、ByvBdv|sin 2dx|，外圆环内 ，外圆环内 的电流为正弦交变电流；在通过第一个磁场区域的前一半时间内，通过的电流为正弦交变电流；在通过第一个磁场区域的前一半时间内，通过 外圆环的电流为顺时针增加的，由楞次定律可判断内环内外圆环的电流为顺时针增加的，由楞次定律可判断内环内 a 端电势端电势高于高于 b 端，因电流的变化率逐渐减小，故端，因电流的变化率逐渐减小，故 Uab逐渐减小，同理可知，在通过第逐渐减小，同理可知，在通过第 一个磁场区域的后一半时间内，通过大圆环的电流为顺时针减小的，则一个磁场区域的后一半时间内，通过大圆环的电流为顺时针减小的，则 由楞次定律可知，由楞次定律可知，a
31、端电势低于端电势低于 b 端，端，Uab为负值，因电流的变化率逐渐为负值，因电流的变化率逐渐 变大，故内环的电动势变大，变大，故内环的电动势变大，D 正确。正确。 变式训练变式训练 2(多选多选)面积都为面积都为 S 且电阻相且电阻相 同的正方形线圈和圆形线圈，分别放在如图所同的正方形线圈和圆形线圈，分别放在如图所 示的磁场中， 图甲中是磁感应强度为示的磁场中， 图甲中是磁感应强度为 B0的匀强的匀强 磁场，线圈在磁场中以周期磁场，线圈在磁场中以周期 T 绕绕 OO轴做匀轴做匀 速转动，图乙中磁场变化规律为速转动，图乙中磁场变化规律为 BB0cos2t T ， 从图示位置开始计时，则从图示位置
32、开始计时，则 ( ) A两线圈的磁通量变化规律相同两线圈的磁通量变化规律相同 B两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同 C经相同的时间经相同的时间 t(tT)，两线圈产生的热量相同，两线圈产生的热量相同 D从图示位置时刻起，经从图示位置时刻起，经T 4时间，流过两线圈横截面的电荷量相同 时间，流过两线圈横截面的电荷量相同 ACD 解析解析 图甲中通过线圈的磁通量变化规律为图甲中通过线圈的磁通量变化规律为 甲甲B0Scos2 T t， 图乙， 图乙 中通过线圈的磁通量变化规律为中通过线圈的磁通量变化规律为 乙乙B0Scos2 T t。由于两线圈的磁通量。由于
33、两线圈的磁通量 变化规律相同，则变化规律相同，则两线圈中感应电动势的变化规律相同，达到最大值的两线圈中感应电动势的变化规律相同，达到最大值的 时刻也相同，有效值时刻也相同，有效值 E 也相同。又因两线圈电阻相同，所以也相同。又因两线圈电阻相同，所以 QE 2 R t 也相也相 同，经过同，经过T 4时间，流过两线圈横截面的电荷量 时间，流过两线圈横截面的电荷量 q R 也相同，故也相同，故 A、C、 D 三项正确。三项正确。 4 2年高考1年模拟 1(2019 天津卷，天津卷，8)(多选多选)单匝闭合矩形线框电阻为单匝闭合矩形线框电阻为 R，在匀强磁场，在匀强磁场 中绕中绕与磁感线垂直的轴匀速
34、转动，穿过线框的磁通量与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量 与时间与时间 t 的关系的关系 图像如图所示。下列说法正确的是图像如图所示。下列说法正确的是 ( ) AT 2时刻线框平面与中性面垂直 时刻线框平面与中性面垂直 B线框的感应电动势有效值为线框的感应电动势有效值为 2m T C线框转一周外力所做的功为线框转一周外力所做的功为2 22 m RT D从从 t0 到到 tT 4过程中线框的平均感应电动势为 过程中线框的平均感应电动势为m T BC 解析解析 A 错： 中性面的特点是线框平面与磁场垂直， 穿过的磁通量错： 中性面的特点是线框平面与磁场垂直， 穿过的磁通量 最大，磁通量变化
35、率最小，则最大，磁通量变化率最小，则T 2时刻线框在中性面上。 时刻线框在中性面上。B 对：电动势最大对：电动势最大 值为值为 Emmm2 T ，对正弦交流电，对正弦交流电，E 有有E m 2 2m T 。C 对：由功对：由功 能关系知，线框转一周外力做的功等于产生的电能，能关系知，线框转一周外力做的功等于产生的电能，WE 电电E 2 有有 R T 222 m RT 。D 错：由法拉第电磁感应定律知，错：由法拉第电磁感应定律知，E t m T 4 4m T 。 2(2020 北京朝阳质检)大型发电机几乎都是旋转磁极式 发电机，如图为其原理简图。竖直平面内闭合线圈abcd固定 不动，磁铁绕图中的
36、虚线旋转，线圈中就会产生感应电流。 若条形磁铁以10rad/s的角速度匀速转动，且图示时刻N极正 在向里转。现以图示时刻为计时起点，则下列推断正确的是 ( ) A该发电机产生的交流电频率是10 Hz Bt0时线圈中的电流方向为abcda Ct0.5 s时线圈中的电流方向发生变化 Dt 5 s时线圈中的电流最小 B 解析解析 该发电机产生的交流电频率是该发电机产生的交流电频率是 f 2 5 Hz，选项，选项 A 错误；错误； 由右手定则可知，由右手定则可知，t0 时线圈中的电流方向为时线圈中的电流方向为 abcda，选项，选项 B 正确；正确；t 0.5 s 时线圈转过的角度为时线圈转过的角度为 5，此位置线圈中的电流最大，电流方向没有，此位置线圈中的电流最大，电流方向没有 发生变化，选发生变化，选项项 C 错误；错误；t5 s 时线圈转过的角度为时线圈转过的角度为 50，线圈恰在题图，线圈恰在题图 位置，此位置线圈中的电流最大，选项位置，此位置线圈中的电流最大，选项 D 错误。故选错误。故选 B。 谢谢观看
