小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com第25讲交变电流的产生和描述1.理解交变电流的产生过程，能正确书写交变电流的表达式.2.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．考点一正弦式交变电流的产生及变化规律1．交变电流的产生(1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．(2)两个特殊位置的特点：①线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变．②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变．(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次．小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com(4)交变电动势的最大值Em＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关．2．交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)规律物理量函数表达式图象磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt电动势e＝Emsinωt＝nBSωsinωt电压u＝Umsinωt＝sinωt电流i＝Imsinωt＝sinωt[例题1]（2024•山东开学）社团活动丰富了同学们的课余生活，如图所示为小冬同学制作的一台手摇式交流发电机，当缓慢摇动大皮带轮手柄时，连接在发电机上的小灯泡就会一闪一闪的发光。若已知大皮带轮的半径为R，小皮带轮的半径为r，R＝6r，摇动手柄的角速度为ω，且摇动过程中皮带不打滑，则下列说法正确的是（）A．发电机产生的交变电流频率为ω2πB．小灯泡闪烁的频率为6ωπC．增大摇动手柄的角速度ω，小灯泡的闪烁频率增大，但亮度不变D．增大摇动手柄的角速度ω，小灯泡的闪烁频率不变，但亮度增大【解答】解：A．皮带传动时，两皮带轮边缘线速度大小相等，根据v＝ω1r＝ωR其中R＝6r小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com解得：ω1＝6ω可知，发电机转子的角速度为手柄角速度的6倍，发电机产生的交变电流频率为：f=1T又T=2πω1联立解得：f=3ωπ，故A错误；B．小灯泡闪烁的频率是交流电频率的两倍，即有f1＝2f解得：f1=6ωπ，故B正确；CD．感应电动势的峰值为：Em＝NBSω1解得：Em＝6NBSω结合上述可知，增大摇动手柄的角速度ω，小灯泡的闪烁频率增大，电动势的峰值增大，即电动势的有效值增大，即小灯泡的亮度也增大，故CD错误。故选：B。[例题2]（2024•徐州二模）我市某兴趣小组利用地磁场探究交变电流的规律。如图甲所示，线圈在地磁场中匀速转动，转轴OO'沿东西方向水平放置，产生的交变电流i随时间t变化关系图像如图乙所示。已知地磁场方向斜向下，则（）A．0时刻，线圈在竖直面内B．T4时刻，线圈在水平面内C．若仅增加转速，Im变小D．若仅将转轴沿南北方向水平放置，Im变小小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com【解答】解：A、0时刻，由乙图可知感应电流为0，此时穿过线圈的磁通量最大，线圈处于与磁场方向垂直的平面，故A错误；B、T4时刻，由乙图可知，感应电流最大，此时穿过线框的电通量最小，线圈处于与磁场方向平行的平面，故B错误；C、若仅增加转速，线圈产生的感应电动势最大值Em＝NBSω增大，则Im变大，故C错误；D、若仅将转轴沿南北方向水平放置，只有地磁场的竖直分量穿过线圈，即磁通量的最大值Φm＝BS减小，所以线圈产生的感应电动势最大值Em＝NBSω＝NΦmω变小，则Im变小，故D正确。故选：D。[例题3]（2023秋•浦东新区校级期末）一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴匀速转动。线圈中的感应电动势e随时间t变化的规律如图所示，则下列说法错误的是（）A．图中是从线圈平面与磁场方向平行时开始计时的B．t1和t3时刻穿过线圈的磁通量为零C．t1和t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率为零D．感应电动势e的方向变化时，穿过线圈的磁通量最大【解答】解：A、由题图可知，当t＝0时，感应电动势最大，说明穿过线圈的磁通量的变化率最大，磁通量为零，即图中曲线是从线圈平面与磁场方向平行时开始计时的，故A正确；BC、t1和t3时刻感应电动势为零，穿过线圈的磁通量的变化率为零，磁通量最大，故B错误，C正确；D...