2025版高考物理一轮总复习考点突破训练题第13章交变电流电磁振荡和电磁波传感器第31讲交变电流的产生及描述考点1交变电流的产生及变化规律

这是一份2025版高考物理一轮总复习考点突破训练题第13章交变电流电磁振荡和电磁波传感器第31讲交变电流的产生及描述考点1交变电流的产生及变化规律，共3页。试卷主要包含了正弦式交变电流的变化规律等内容，欢迎下载使用。
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)
2.正弦式交变电流产生过程中的两个特殊位置
3.书写交变电流瞬时值表达式的基本思路
(1)求出角速度，ω＝eq \f(2π,T)＝2πf。
(2)根据公式Em＝nBSω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。
①开始计时线圈与中性面重合，则i－t函数式为i＝Imsin ωt；
②开始计时线圈与中性面垂直，则i－t函数式为i＝Imcs ωt；
③开始计时线圈与中性面夹角为θ，则i－t函数式为i＝Imsin(ωt＋θ)。
【跟踪训练】
(交变电流的产生和变化规律)为研究交变电流产生的规律，某研究小组把长60 m导线绕制成N＝100匝的矩形闭合线圈，如图所示。现把线圈放到磁感应强度大小B＝0.1 T、方向水平向右的匀强磁场中，线圈可以绕其对称轴OO′转动。现让线圈从图示位置开始(t＝0)以恒定的角速度ω＝10π rad/s转动，下列说法正确的有( D )
A．t＝0时，线圈位于中性面位置
B．t＝0.05 s时，感应电流达到最大值
C．当bc＝2ab时，感应电动势的表达式为e＝2πsin 10πt(V)
D．当ab＝ad时，感应电动势的有效值最大
[解析] t＝0时，线圈位于与中性面垂直的位置，故A错误；线圈的周期为T＝eq \f(2π,ω)＝0.2 s，t＝0.05 s时，线圈转过90°，到达中性面位置，此时磁通量最大，感应电流为零，故B错误；电动势最大值为Em0＝NBS0ω，S0＝ab·bc，N(ab＋bc)×2＝60 m,2ab＝bc，联立可得Em0＝2π V，线圈从题中图示位置(平行于磁场方向)开始转动，因此感应电动势的表达式为e＝2π cs 10πt(V)，故C错误；线圈周长为0.6 m，当ab＝ad时，边长相等，此时线圈面积最大，又Em＝NBSω，则感应电动势最大，即感应电动势的有效值最大，故D正确。
(交变电流的图像)(多选)在匀强磁场中，匝数N＝100的矩形线圈绕垂直磁感线的转轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势随时间变化规律如图所示，则下列说法正确的是( CD )
A．t＝0.5×10－2 s时，线圈平面与中性面重合
B．t＝1×10－2 s时，线圈中磁通量变化率最大
C．穿过每一匝线圈的最大磁通量为1×10－3 Wb
D．线圈转动的角速度为100π rad/s
[解析] 根据图像知，t＝0.5×10－2 s时，感应电动势最大，对应的磁通量的变化率最大，而此时矩形金属线圈磁通量为零，线圈平面与磁场方向平行，与中性面垂直，故A错误；根据图像知，t＝1×10－2 s时，感应电动势为零，对应的磁通量的变化率为零，故B错误；线圈转动的角速度ω＝eq \f(2π,T)＝eq \f(2π,0.02)rad/s＝100π rad/s，根据Em＝NBSω，可知，穿过每一匝线圈的最大磁通量为Φm＝eq \f(Em,Nω)＝eq \f(10π,100×100π) Wb＝1×10－3 Wb，故C正确，D正确。规律
物理量
函数表达式
图像
磁通量
Φ＝Φmcs ωt＝BScs ωt
电动势
e＝Emsin ωt＝nBSωsin ωt
电压
u＝Umsin ωt＝eq \f(REm,R＋r)sin ωt
电流
i＝Imsin ωt＝eq \f(Em,R＋r)sin ωt
图示
特点
B⊥S
B∥S
Φ＝BS，最大
Φ＝0，最小
e＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝0，最小
e＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝nBSω，最大
电流为零，方向改变
电流最大，方向不变