備考2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講義第十三章交變電流電磁振蕩與電磁波傳感器第1講交變電流的產(chǎn)生和描述考點(diǎn)1交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律

第1講交變電流的產(chǎn)生和描述課標(biāo)要求核心考點(diǎn)五年考情核心素養(yǎng)對接1.通過試驗(yàn)，相識(shí)交變電流.2.能用公式和圖像描述正弦交變電流.交變電流的產(chǎn)生及變更規(guī)律2024：湖南T9；2024：廣東T4，浙江1月T9；2024：浙江1月T16；2024：天津T81.物理觀念：知道交變電流的產(chǎn)生及變更規(guī)律，理解交變電流的“四值”.2.科學(xué)思維：能用公式和圖像描述交變電流；運(yùn)用等效思想求解交變電流的有效值.3.科學(xué)探究：通過試驗(yàn)視察交變電流的波形.4.科學(xué)看法與責(zé)任：通過視察試驗(yàn)現(xiàn)象，探究問題，發(fā)覺規(guī)律，相識(shí)科學(xué)本質(zhì)，駕馭交變電流描述和應(yīng)用的方法.交變電流的圖像及“四值”的應(yīng)用2024：海南T5；2024：北京T5，天津T3；2024：全國ⅢT20；2024：天津T8交變電流有效值的理解與計(jì)算2024：遼寧T5，浙江6月T5；2024：海南T3命題分析預(yù)料題目多以發(fā)電機(jī)為載體，考查交變電流的產(chǎn)生及描述，涉及“四值”問題，多為選擇題形式，難度較小.依據(jù)近幾年考情可知，2025年高考，交變電流的產(chǎn)生原理和非正弦交變電流有效值的計(jì)算應(yīng)引起重視.考點(diǎn)1交變電流的產(chǎn)生及變更規(guī)律有一種自行車，它有能向自行車車頭燈泡供電的小型發(fā)電機(jī)，其原理示意圖如圖甲所示；圖中N、S是一對固定的磁極，磁極間有一固定在絕緣轉(zhuǎn)軸上的矩形線圈，轉(zhuǎn)軸的一端有一個(gè)與自行車后輪邊緣接觸的摩擦輪.如圖乙所示，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生電流給車頭燈泡供電.推斷下列說法的正誤. （1）自行車勻速行駛時(shí)，線圈中產(chǎn)生的是溝通電.（√）（2）自行車的速度加倍，線圈中交變電流的周期加倍.（?）（3）小燈泡亮度與自行車的行駛速度無關(guān).（?）（4）知道摩擦輪和后輪的半徑，就可以知道后輪轉(zhuǎn)一周的時(shí)間里電流方向變更的次數(shù).（√）研透高考明確方向1.[2024浙江1月]如圖所示，甲圖是一種手搖發(fā)電機(jī)及用細(xì)短鐵絲顯示的磁場分布狀況，搖動(dòng)手柄可使對稱固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線圈轉(zhuǎn)動(dòng)；乙圖是另一種手搖發(fā)電機(jī)及磁場分布狀況，皮帶輪帶動(dòng)固定在轉(zhuǎn)軸兩側(cè)的兩個(gè)線圈轉(zhuǎn)動(dòng).下列說法正確的是（A）A.甲圖中線圈轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域磁場可視為勻強(qiáng)磁場B.乙圖中線圈轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域磁場可視為勻強(qiáng)磁場C.甲圖中線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電流是正弦溝通電D.乙圖中線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電流是正弦溝通電解析甲圖中細(xì)短鐵絲被磁化之后，其作用相當(dāng)于小磁針，依據(jù)其分布特點(diǎn)可推斷出甲圖中線圈轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域磁場可視為勻強(qiáng)磁場，故選項(xiàng)A正確；而乙圖中，磁針分布的方向并不相同，則線圈轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域磁場不能看成勻強(qiáng)磁場，故B錯(cuò)誤；依據(jù)發(fā)電機(jī)原理可知，甲圖中線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)才能產(chǎn)生正弦溝通電，故C錯(cuò)誤；乙圖中線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于線圈切割磁感線的速度方向始終與磁場垂直且所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，所以勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的是大小恒定的電流，故D錯(cuò)誤.2.溝通發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示，矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢隨時(shí)間的變更規(guī)律為e＝20sin100πt（V）.下列說法正確的是（D）A.此溝通電的頻率為100HzB.此溝通電動(dòng)勢的有效值為20VC.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大D.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與中性面垂面的位置時(shí)磁通量的變更率最大解析此溝通電的頻率為f＝ω2π＝100π2πHz＝50Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；此溝通電動(dòng)勢的最大值為20V，有效值為202V＝102V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到題圖示位置時(shí)磁通量最大，但是磁通量的變更命題拓展一個(gè)電阻為r、邊長為L的正方形線圈abcd共N匝，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸OO'，以如圖所示的角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻為R.（1）此時(shí)線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閎→a（填“a→b”或“b→a”）.（2）轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為NBωL2.（3）線圈平面與磁感線夾角為60°時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢為12NBωL2（4）設(shè)發(fā)電機(jī)由柴油機(jī)帶動(dòng)，其他能量損失不計(jì)，線圈轉(zhuǎn)一周，柴油機(jī)做的功為πN2解析（1）依據(jù)楞次定律可知，此時(shí)線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閎→a（2）轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為Em＝NBωS＝NBωL2（3）線圈平面與磁感線夾角為60°時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢e＝Emcos60°＝12NBωL（4）電動(dòng)勢的有效值E＝22E電流的有效值I＝E柴油機(jī)做的功轉(zhuǎn)化為電能，線圈轉(zhuǎn)一周，柴油機(jī)做的功W＝EIT＝N2B2ω方法點(diǎn)撥感應(yīng)電動(dòng)勢瞬時(shí)值表達(dá)式的推導(dǎo)若從線