高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第三章 交变电流1 交变电流背景图ppt课件

3.1交变电流

1．关于交变电流，下列说法正确的是（　　）

A．大小不变，方向不改变的电流是交变电流

B．大小变化，方向不改变的电流是交变电流

C．大小变化，方向改变的电流是交变电流

D．大小不变，方向改变的电流不是交变电流

2. 如图所示为演示交变电流产生过程的装置图，关于这个实验，正确的说法是（　　）

A．线圈从任意位置转180°的过程，穿过线圈的磁通量变化量一定为零

B．图示线圈所处位置为中性面，线圈中无感应电流

C．图示位置ab边中的感应电流方向为a→b

D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零

3. 图示为交流发电机模型的示意图。位于磁场中的矩形导线框abcd可绕过其对称轴的轴线（图中虚线）转动。已知在t=0时刻，线框的平面与磁场方向垂直（即图示位置），并从此位置开始以恒定的角速度绕转轴沿逆时针方向转动。若规定通过电阻的电流从e到f为正，则下列i﹣t图象正确的是（　　）

A．    B．

C．     D．

4. 如图所示线圈匀速转动或匀速直线运动，能产生交变电流的是（　　）

A．    B．
    C．        D．

5. 如图所示为交流发电机示意图，线圈的边连在金属滑环上，边连在滑环上，用导体做的两个电刷、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的连接。关于其工作原理，下列分析正确的是（　　）

    A．当线圈平面转到中性面时，穿过线圈的磁通量最大

B．当线圈平面转到中性面时，线圈中的感应电动势最大

C．当线圈平面转到跟中性面垂直时，穿过线圈的磁通量的变化率最小

D．当线圈平面转到跟中性面垂直时，线圈中的感应电流最小

6. 一个闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的感应电动势如图所示。下列判断正确的是（　　）

    A．t＝0.01 s时刻，线圈平面处于中性面位置

B．t＝0.02 s时刻，线圈平面与磁感线平行

C．t＝0.01 s时刻，通过线圈平面的磁通量为零

D．1 s内电流的方向变化50次

7.一矩形线圈在匀强磁场中绕其中心轴匀速转动时，就会在线圈中形成交变电流。下列说法正确的是（　　）

A．线圈经过甲图位置时，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流也最大

B．线圈经过乙图位置时，穿过线圈磁通量为零，产生的电流最大，电流的方向为图中箭头指向

C．线圈经过丙图位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率也最大

D．线圈从丙图位置转到丁图位置的过程中，穿过线圈的磁通量减小，产生的电动势在减小

8. 如图是交流发电机的示意图，线圈边连接在金属滑环上，边连接在金属滑环上，左右两个导体电刷分别压在滑环、上，线圈转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。若线圈绕转轴顺时针匀速转动，取从左向右通过电流表为电流正方向，从图示位置开始计时，下列图中能正确表示电流表中电流随时间变化关系的是（　　）

A． B．

C． D．

9. 如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置（线圈平面与磁感线平行）时（　　）

A．穿过线圈的磁通量最大，感应电动势最大

B．穿过线圈的磁通量最大，感应电动势最小

C．穿过线圈的磁通量最小，感应电动势最大

D．穿过线圈的磁通量最小，感应电动势最小

10. 把发光颜色不同的两个二极管并联（该类二极管具有单向导电性，导通时发光），使两者正负极方向不同。当摇动如图所示的手摇发电机时，两个二极管交替发光，则流过其中一个二极管的电流是（　　）

A．交流电    B．直流电

C．恒定电流    D．涡流

11. 交流发电机的线圈在磁场中转动时，转轴与磁场方向_________，用_________定则判断线圈切割磁感线产生的感应电流方向。

12. 当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量_____，线圈中的电流_____，且线圈平面经过中性面时，____________就发生改变，故线圈转动一周电流方向改变_______。

13. 某实验小组开展“正（余）弦规律交变电流产生”的实验， 线圈转到如图所示位置，形成图中所示感应电流方向，则沿轴方向看，线框是在_________（选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动。

14.有同学认为：在匀强磁场中，矩形线圈绕线圈平面内垂直于磁感线的轴匀速转动时，线圈平面跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零，因此线圈中的感应电动势为零；线圈平面在中性面内的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，因此线圈中的感应电动势最大。这种看法正确吗？为什么？

15．一台发电机产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值，线圈匀速转动的角速度，试写出电动势瞬时值的表达式（设0时刻电动势瞬时值为0）。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2，电路中电流的峰值为多少？写出电流瞬时值的表达式。

参考答案

1.【答案】C

【详解】交变电流是指电流方向随时间作周期性变化的电流，故C正确，ABD错误。

故选C。

2.【答案】C

【详解】

A．磁通量是标量，但有正负，若从一个面穿入为正，则从该面穿出为负，线圈从中性面位置转180°的过程，穿过线圈的磁通量变化量不为零，A错误；

B．图示位置线圈与磁场平行，磁通量为零，是中性面的垂面位置，线圈中感应电流最大，B错误；

C．由右手定则可判断图示位置ab边中的感应电流方向为a→b，C正确；

D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，磁通量变化率最大，D错误。

故选C。

3.【答案】C

【详解】线圈在t=0时刻，线圈处于中性面位置，此时产生的感应电动势为零，形成的感应电流为零，根据楞次定律和安培定则可知在前时间内，形成的电流由a指向b，故流过电阻的电流由f到e，与规定的正方向相反。

故选C。

4. 【答案】D

【详解】

A．转轴与磁场平行，所以线圈中磁通量不会发生变化，故没有感应电流产生，故A错误；

B．根据 ，可知产生的是恒定电流，不会产生交变电流，故B错误；

C．回路磁通量不变，没有感应电流，故C错误；

D．线圈沿垂直磁场的转轴转动，可以产生正弦式交流电，故D正确。

故选D。

5.【答案】A

【详解】

A．当线圈平面转到中性面的瞬间，AB和CD边方向与磁感线方向垂直，穿过线圈的磁通量最大，A正确；

B．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零， B错误；

CD．当线圈平面转到与中性面垂直的瞬间，根据法拉第电磁感应定律，则线圈中磁通量的变化率最大，则感应电动势最大，感应电流最大，故CD错误。

故选A

6.【答案】A

【详解】ABC．由题图可知t＝0.01 s和t＝0.02 s时，感应电流为零，则感应电动势为零，磁通量最大，线圈平面处于中性面位置，B C错误A正确；

D．由于正弦式交变电流在一个周期内电流方向变化两次，而该交变电流的周期为0.02 s，则1 s内电流的方向变化100次，D错误。

故选A。

7. 【答案】B

【详解】A.线圈经过甲图位置（中性面）时，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流为零。故A错误；

B．线圈经过乙图位置（与中性面垂直）时，穿过线圈的磁通量为零，产生的电流最大，根据楞次定律可知电流的方向为图中箭头指向。故B正确；

C．线圈经过丙图位置（中性面）时，穿过线圈的磁通量最大，产生的磁通量变化率最小为零。故C错误；

D．线圈从丙图位置（中性面）转到丁图位置（与中性面垂直）的过程中，根据法拉第电磁感应定律可知，穿过线圈的磁通量减小，产生的电动势在增大。故D错误。

故选B。

8.【答案】A

【详解】

图示位置线圈中通过的磁通量最大，线圈平面处于中性面，感应电流为零；线圈顺时针转动，在线圈中产生感应电流的方向是从a到b，通过电流表的电流，从右到左，为负方向，故A正确，BCD错误。故选A。

9.【答案】C

【详解】

当线圈平面转到与磁感线平行的位置时，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量变化率最大，则线圈中的感应电动势也最大。

故选C。

10.【答案】B

【详解】

交流电是指大小和方向发生周期性变化的电流，直流电的方向不变，恒定电流的大小与方向均不变，涡流是感应电流；手摇发电机产生的是交流电，因为该类二极管具有单向导电性，所以通过每个二极管的电流方向不变，为直流电。

11.【答案】垂直    右手

12.【答案】最大    为零    电流方向    两次   

【详解】

[1]当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量最大；

[2]线圈中的电流为零；

[3]且线圈平面经过中性面时，电流方向就发生改变；

[4]故线圈转动一周电流方向改变两次。

13.【答案】顺时针

【详解】

[1]对ab边产生了由a到b的电流，根据右手定则可知，ab边向里转，则沿轴方向看，线框是在沿顺时针转动。

14.【答案】见解析

【详解】

在匀强磁场中，矩形线圈绕线圈平面内垂直于磁感线的轴匀速转动时，线圈平面跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零，但是此时磁通量的变化率最大，感应电动势最大；线圈平面在中性面内的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，但是此时磁通量的变化率为零，因此线圈中的感应电动势为零。

15.【答案】；；

【详解】

由交流电的变化规律可推知，设0时刻电动势瞬时值为0，线圈中电动势的瞬时表达式为

总电阻为，电路中电流的峰值为

根据闭合电路欧姆定律得：电流瞬时值的表达式