2025年高二物理同步培優(yōu)講練（人教版選擇性必修第二冊）3.1交變電流（解析版）

3.1交變電流

課程標準物理素養(yǎng)

1.通過實驗觀察交變電流

物理觀念：認識中性面、區(qū)分交流電荷直流電、區(qū)分峰值、瞬時值。

的方向.2.會分析交變電流

科學思維：經(jīng)歷建立正弦式交變電流模型、用右手定則和法拉第電磁感應定

的產(chǎn)生過程，會推導交變

律推理得出正弦式交變電流方向和大小的規(guī)律的過程，體會建立模型與推理

電流電動勢的表達式.3.知

分析的思維方法。

道什么是正弦式交變電

科學探究：運用電磁感應的相關知識理論探究交流發(fā)電機產(chǎn)生交變電流的過

流，知道正弦式交變電流

程。

的瞬時值表達式.4.了解交

科學態(tài)度與責任：通過正弦交流電的產(chǎn)生過程和我們大型發(fā)電廠的建設過程，

流發(fā)電機的構造及工作原

體會物理知識與科學技術的關系。

理．

（一）課前研讀課本，梳理基礎知識：

一、交變電流

1．交變電流：大小和方向隨時間做周期性變化的電流叫作交變電流，簡稱交流．

2．直流：方向不隨時間變化的電流稱為直流．

二、交變電流的產(chǎn)生

交流發(fā)電機的線圈在磁場中轉動時，轉軸與磁場方向垂直．

三、交變電流的變化規(guī)律

1．中性面

(1)中性面：與磁感線垂直的平面．

(2)當線圈平面位于中性面時，線圈中的磁通量最大，線圈中的電流為零．

2．從中性面開始計時，線圈中產(chǎn)生的電動勢的瞬時值表達式：e＝Emsinωt，Em叫作電動勢的峰值，Em＝

NωBS.

3．正弦式交變電流：按正弦規(guī)律變化的交變電流叫作正弦式交變電流，簡稱正弦式電流．

4．正弦式交變電流和電壓

電流表達式i＝Imsinωt，電壓表達式u＝Umsinωt.其中Im、Um分別是電流和電壓的最大值，也叫峰值．

四、交流發(fā)電機

1．主要構造：電樞和磁體．

2．分類

(1)旋轉電樞式發(fā)電機：電樞轉動，磁極不動．

(2)旋轉磁極式發(fā)電機：磁極轉動，電樞不動．

【題型一】交變電流與直流

1．交變電流

大小和方向隨時間做周期性變化的電流叫作交變電流，簡稱交流．

2．常見的交變電流的波形圖

實際應用中，交變電流有著不同的變化規(guī)律，常見的有以下幾種，如圖所示．

3．直流

方向不隨時間變化的電流叫作直流，大小和方向都不隨時間變化的電流叫作恒定電流．

【典型例題1】下列e-t圖象中不屬于交流電的有()

A．B．

C．D．

【答案】D

【解析】交流電是指電流的方向發(fā)生變化的電流，電流的大小是否變化對其沒有影響，電流的方向變化的

是ABC，故ABC是交流電，D是直流電．本題選擇不是的，故選D．

【典型例題2】（多選）下列所示圖像中屬于交流電的有（）

A．B．

C．D．

【答案】AD

【解析】交流電是指電流大小和方向隨時間周期變化，由圖可知，AD正確。

故選AD。

【對點訓練1】（多選）下列各圖象中屬于交流電的有:

A．B．

C．D．

【答案】BCD

【解析】A圖電流的方向不變，是直流電，BCD選項中電流的大小、方向都做周期性變化，是

交流電，所以B、C、D正確；A錯誤．

【對點訓練2】（多選）下列圖像中屬于交流電的有（）

A．B．

C．D．

【答案】ACD

【解析】交流電是指電流的方向發(fā)生變化的電流，電流的大小是否變化對其沒有影響，故ACD正確，B錯

誤。

故選ACD。

【題型二】交變電流的產(chǎn)生

兩個特殊位置

1．中性面位置(S⊥B，如圖中的甲、丙)

ΔΦ

線圈平面與磁場垂直的位置，此時Φ最大，為0，e為0，i為0.

Δt

線圈經(jīng)過中性面時，電流方向發(fā)生改變，線圈轉一圈電流方向改變兩次．

2．垂直中性面位置(S∥B，如圖中的乙、丁)

ΔΦ

此時Φ為0，最大，e最大，i最大．

Δt

【典型例題3】如圖所示，線圈abcd在水平勻強磁場中勻速轉動而產(chǎn)生交變電流。當線圈逆時針轉動到圖

示水平位置時（）

A．線圈處于中性面位置

B．線圈中瞬時感應電動勢為零

C．穿過線圈平面的磁通量最大

D．線圈中電流方向為dcba

【答案】D

【解析】A．中性面是垂直于磁感應強度，題中該位置與中性面垂直，故A項錯誤；

B．在題中該位置，線框切割磁感線的速度最快，其瞬時感應電動勢最大，故B項錯誤；

C．在中性面位置穿過線圈平面的磁通量最大，題中該位置與中性面垂直，其磁通量最小，故C項錯誤；

D．根據(jù)楞次定律，線圈中電流方向為dcba，故D項正確。

故選D。

【典型例題4】如圖所示，兩圓弧形磁極之間放置一矩形線圈，其中A、B為線圈引出的兩個接線端，線圈

可繞OO軸轉動。下列說法正確的是（）

A．線圈處于非勻強磁場中

B．圖示位置穿過線圈的磁通量不為零

C．通電后線圈左右兩邊受安培力相同

D．若線圈在外力作用下轉動，則A端電勢始終低于B端

【答案】A

【解析】A．兩圓弧形磁極之間的磁場是非勻強磁場中，故A正確；

B．根據(jù)對稱性結合磁通量的公式可知，圖示位置穿過線圈的磁通量為零，故B錯誤；

C．通電后線圈兩邊安培力方向不同，故C錯誤；

D．若線圈在外力作用下轉動，產(chǎn)生交變電流，A端電勢可能高于B端，故D錯誤；

故選A。

【對點訓練3】2023年6月14日，我國自主研發(fā)的首臺兆瓦級漂浮式波浪能發(fā)電裝置“南鯤號”在廣東珠海

投入試運行，如圖甲。南鯤號發(fā)電原理可作如下簡化：海浪帶動浪板上下擺動，驅動發(fā)電機轉子轉動，其

中浪板和轉子的鏈接裝置使轉子只能單方向轉動。如圖乙，若轉子帶動線圈沿逆時針方向轉動，并向外輸

出電流，下列說法正確的是（）

A．在圖乙所示位置時，線圈a端電勢高于b端電勢

B．在圖乙所示位置時穿過線圈的磁通量變化率最小

C．在圖乙所示位置時，線圈中電流方向將發(fā)生改變

D．在圖乙所示位置時，線圈靠近S極的導線受到的安培力方向向上

【答案】A

【解析】A．在圖乙所示位置時，根據(jù)右手定則可知，電流從a端流出，從b端流入，所以線圈a端電勢高

于b端電勢，故A正確；

B．在圖乙所示位置時穿過線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最大，故B錯誤；

C．在圖乙所示位置時，線圈與中性面垂直，線圈中電流方向不發(fā)生改變，故C錯誤；

D．在圖乙所示位置時，根據(jù)左手定值可知線圈靠近S極的導線受到的安培力方向向下，故D錯誤。

故選A。

【對點訓練4】

5．利用示波器可以顯示輸入信號的波形，單匝正方形金屬線框abcd處在勻強磁場中，當以線圈平面內某

虛線OO為軸勻速轉動時，線圈內產(chǎn)生的電流隨時間的變化關系如圖甲所示。則在四個選項所示的情景中，

無論從線圈平面處于哪個位置開始計時，都不可能產(chǎn)生該電流的是（）

A．B．

C．D．

【答案】B

【解析】A．圖中線圈繞OO勻速轉動時，線圈磁通量發(fā)生變化，會產(chǎn)生感應電流，故A錯誤；

B．圖中線圈繞OO勻速轉動時，線圈磁通量一直為0，磁通量保持不變，不會產(chǎn)生感應電流，故B正確；

C．圖中線圈繞OO勻速轉動時，線圈磁通量發(fā)生變化，會產(chǎn)生感應電流，故C錯誤；

D．圖中線圈繞OO勻速轉動時，線圈磁通量發(fā)生變化，會產(chǎn)生感應電流，故D錯誤。

故選B。

【題型三】正弦式交變電流的變化規(guī)律

1．正弦式交變電流的瞬時值表達式

(1)從中性面位置開始計時

e＝Emsinωt，i＝Imsinωt，u＝Umsinωt

(2)從與中性面垂直的位置開始計時

e＝Emcosωt，i＝Imcosωt，u＝Umcosωt.

2.交變電流的峰值

NωBSNωBSR

Em＝NωBS，Im＝，Um＝.

R＋rR＋r

說明電動勢峰值Em＝NωBS由線圈匝數(shù)N、磁感應強度B、轉動角速度ω和線圈面積S決定，與線圈的形

狀無關，與轉軸的位置無關．

如圖所示的幾種情況中，如果N、B、ω、S均相同，則感應電動勢的峰值均相同．

【典型例題5】一矩形線圈的匝數(shù)為50，在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動時，穿過線圈的磁

通量隨時間的變化規(guī)律如圖所示。下列結論正確的是（）

A．在t=0.1s和t=0.3s時，電動勢最大

B．在t=0.2s和t=0.4s時，電動勢方向發(fā)生改變

C．電動勢的最大值是50V

D．在t=0.4s時，磁通量的變化率最大，為3.14Wb/s

【答案】D

【解析】A．在t=0.1s和t=0.3s時磁通量最大，感應電動勢為零，故A錯誤；

B．在t=0.2s和t=0.4s時，磁通量為零，感應電動勢、感應電流最大，電動勢方向不發(fā)生改變，故B錯誤；

C．電動勢的最大值為

2

ENBSN500.2V50V

mm0.4

故C錯誤；

D．在t=0.4s時，磁通量為零，磁通量的變化率最大，即

E

m3.14Wb/s

tN

故D正確。

故選D。

【典型例題6】在勻強磁場中，一只矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉軸勻速轉動，產(chǎn)生的交變電動勢的圖

像如圖所示。則在t0.0125s時，線圈平面和磁場方向的夾角為（）

A．B．C．D．

6342

【答案】C

【解析】線圈角速度為

22

rad/s100rad/s

T0.02

在t0.0125s時，線圈轉過的角度為

t1.25rad()rad

4

由圖可知，t=0時，線圈平面與磁場方向垂直，而t0.0125s時，線圈轉過的角度為()rad，所以t0.0125s

4

時線圈平面和磁場方向的夾角為。

4

故選C。

【對點訓練5】在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁場垂直的軸勻速轉動，如圖甲所示，產(chǎn)生的交變電動

勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，則下列說法正確的是（）

A．t=0.01s時穿過線框的磁通量最小

B．t=0.01s時穿過線框的磁通量變化率最大

C．該線框勻速轉動的角速度大小為50πrad/s

D．感應電動勢瞬時值為22V時，線框平面與中性面的夾角為45°

【答案】D

【解析】AB．由題圖乙知，t0.01s時感應電動勢為零，則穿過線框的磁通量最大，磁通量變化率最小，故

AB錯誤；

C．由題圖乙得出周期T0.02s，所以

2

100rad/s

T

故C錯誤；

D．當t0時，電動勢為零，線框平面與磁場方向垂直，故該交變電動勢的瞬時值表達式為

e222sin100tV

2

電動勢瞬時值為22V時，代入瞬時表達式，則線框平面與中性面的夾角正弦值sin，所以線框平面與

2

中性面的夾角為45°，故D正確；

故選D。

【對點訓練6】某些共享單車的內部有一個小型發(fā)電機，通過騎行者的騎行踩踏，可以不斷地給單車里的蓄

電池充電，蓄電池再給智能鎖供電。小型發(fā)電機的發(fā)電原理可簡化為圖甲所示，矩形線圈abcd處于勻強磁

場中，通過交流電流表與阻值為R的電阻相連。某段時間在騎行者的踩踏下，線圈繞垂直磁場方向的軸OO'

勻速轉動，圖乙是線圈轉動過程中穿過線圈的磁通量隨時間t變化的圖像，則（）

A．t=0時刻，線圈處于中性面位置

B．t1時刻，電流表示數(shù)最大

C．t2時刻，線圈中電流方向發(fā)生改變

D．t3時刻，穿過線圈的磁通量變化率為零

【答案】D

【解析】A．由圖乙可知，t=0時刻穿過線圈的磁通量為0，則線圈與中性面垂直。故A錯誤；

BD．t1和t3時刻，穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應電動勢為零，電流表示數(shù)為電流有效

值為一定值保持不變。故B錯誤；D正確；

C．t2時刻磁通量為零，磁通量的變化率最大，即感應電動勢最大，感應電流最大，此時電流方向不發(fā)生改

變。故C錯誤。

故選D。

【基礎強化】

1．手搖手機充電器體型小，攜帶方便，可以在緊急狀態(tài)下給手機臨時充電，內部結構簡化如圖。裝置中兩

磁極之間產(chǎn)生的磁場可近似視為勻強磁場，線圈的AB邊（B端被磁極S擋住未標出）連在金屬滑環(huán)K上，

CD邊連在滑環(huán)L上；電刷E、F分別壓在兩個滑環(huán)上，線圈在轉動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路的

連接。下列說法正確的是（）

A．圖示時刻，線圈中的電流為0

B．圖示時刻，磁通量的變化率最大

C．圖示時刻，穿過線圈的磁通量最大

D．圖示時刻，電流從右向左流過靈敏電流計G

【答案】B

【解析】ABC．圖示時刻，線圈平面與磁場平行，穿過線圈的磁通量為零，但磁通量變化率最大，根據(jù)法拉

第電磁感應定律可知，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢最大，感應電流也最大，故AC錯誤，B正確；

D．由右手定則可知，線圈中電流方向為ABCD，則電流從左向右流過靈敏電流計G，故D錯誤。

故選B。

2．如圖甲所示是電機的示意圖。如圖乙所示，將兩個完全相同的電機正對放置，用直桿連接兩個電機的轉

軸，電機M1與電源相連，電機M2與毫安表相連。先閉合開關S1，再閉合開關S2，發(fā)現(xiàn)毫安表指針發(fā)生偏

轉。下列說法正確的是（）

A．電機M1相當于發(fā)電機

B．毫安表指針會在中央零刻度的左右晃動

C．閉合開關S2瞬間，電機M1轉動變快，其線圈發(fā)熱明顯

D．將電機M1和M2的磁極N、S都交換，毫安表的指針偏轉方向不變

【答案】D

【解析】A．由于M1所在電路中有電源，且當開關S1閉合后M1會轉動，說明M1是電動機，電動機是利用

通電導線在磁場中受到力的作用而制成的，故A錯誤；

B．由于M1與M2用轉軸相連，當M1轉動時會帶動M2轉動，而當M2轉動時，閉合開關S1，與M2串聯(lián)而構

成閉合的毫安表指針發(fā)生偏轉，說明M2是發(fā)電機，發(fā)電機內部有磁場和線圈，在M1的帶動下，M2內部線

圈將會做切割磁感線的運動，從而產(chǎn)生感應電動勢，在其所在回路中產(chǎn)生感應電流，因此毫安表發(fā)生偏轉，

但在穩(wěn)定轉動的情況下，毫安表指針不會在中央零刻度的左右晃動，毫安表顯示的是感應電流的有效值，

若是穩(wěn)定轉動，則其指針將穩(wěn)定的指在某一刻度，故B錯誤；

C．閉合開關S2瞬間，電機M1轉速將降低，電流增大，其線圈發(fā)熱明顯，故C錯誤；

D．將M1中的磁極N、S交換，根據(jù)左手定則可知，M1的轉動方向將與原來反向，若同時將M2中的磁極N、

S交換，則M2在M1帶動下轉動產(chǎn)生感應電流的方向不發(fā)生變化，毫安表的指針偏轉方向不變，故D正確。

故選D。

3．下圖為交流發(fā)電機示意圖，線圈沿逆時針方向勻速轉動，下列說法正確的是（）

A．甲→乙過程中，AB邊中的電流由A→B

B．丙→丁過程中，AB邊中的電流由A→B

C．圖甲位置線圈中磁通量最大、感應電動勢最大

D．圖乙位置線圈中的電流方向發(fā)生改變

【答案】B

【解析】A．甲→乙過程中，根據(jù)右手定則，AB邊中的電流由B→A。故A錯誤；

B．丙→丁過程中，根據(jù)右手定則，AB邊中的電流由A→B。故B正確；

C．圖甲位置，線圈中磁通量最大，磁通量變化率為零，線圈中感應電動勢最小，為零。故C錯誤；

D．圖乙位置為與中性面垂直的位置，線圈中的電流方向不會發(fā)生改變。故D錯誤。

故選B。

4．汽車上的發(fā)電機多采用旋轉式發(fā)電機。如圖甲，轉子在外力帶動下旋轉產(chǎn)生磁場，定子線圈產(chǎn)生感應電

動勢。現(xiàn)簡化為如圖乙模型，一連有電阻R的線圈軸線與條形磁鐵中心線在同一平面，條形磁鐵（轉子）繞

其中心O在該平面內勻速轉動的過程中，下列說法正確的是（）

A．條形磁鐵在圖示位置，線圈中磁通量最大

B．條形磁鐵在圖示位置，電阻R中電流為零

C．條形磁鐵從圖示位置轉動90過程中，電阻R中電流方向由a指向b

D．增大條形磁鐵的轉速，可以增大R中的電流

【答案】D

【解析】A．條形磁鐵在圖示位置，線圈中磁通量最小，為零，故A錯誤；

B．條形磁鐵在圖示位置，磁通量的變化率最大，感應電流最大，電阻R中電流不為零，故B錯誤；

C．條形磁鐵從圖示位置轉動90過程中，線圈中向上的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可得電阻R中電流方向

由b指向a，故C錯誤；

D．增大條形磁鐵的轉速，線圈中磁通量變化率增大，感應電動勢增大，R中電流增大，故D正確。

故選D。

5．通過閉合線圈平面的t圖象如圖所示,下列說法正確的是（）

A．t1時刻線圈中感應電動勢最大

B．t2時刻線圈中磁通量為零

C．t3時刻線圈平面與中性面重合

D．t1、t3時刻線圈中感應電流方向相同

【答案】A

【解析】A．t圖像的斜率表示磁通量變化率，由圖像可知，t1時刻斜率最大，由法拉第電磁感應定律可

知，此時感應電動勢最大，故A正確；

B．由圖像可知，t2時刻斜率為零，即此時電動勢為零，則此時線圈的磁通量最大，故B錯誤；

C．由圖像可知，t3時刻磁通量為零，則此時線圈平面與中性面垂直，故C錯誤；

D．t圖像斜率的正負可示電動勢的正負(即方向)，由圖像可知，t1、t3時刻線圈中感應電流方向相反，

故D錯誤。

故選A。

6．（多選）如圖所示，下列圖象屬于交流電的有（）

A．B．

C．D．

【答案】AC

【解析】交流電是指電流的方向發(fā)生變化的電流，電流的大小是否變化對其沒有影響，電流的方向變化的

是AC，AC是交流電，BD是直流電；

故選AC．

【素養(yǎng)提升】

7．（多選）如圖所示，下列線圈勻速轉動或勻速直線運動，能產(chǎn)生交變電流的是（）

A．B．C．

D．

【答案】AD

【解析】A．線圈沿垂直磁場的轉軸轉動，故可以產(chǎn)生交變電流，故A正確；

B．根據(jù)EBLv，可知產(chǎn)生的是恒定電流，不會產(chǎn)生交變電流，故B錯誤；

C．回路磁通量不變，沒有感應電流，故C錯誤；

D．線圈沿垂直磁場的轉軸轉動，可以產(chǎn)生正弦式交流電，故D正確。

故選AD。

8．（多選）為了研究交流電的產(chǎn)生過程，小張同學設計了如下實驗構思方案：將單匝矩形線圈放在勻強磁

場中，線圈繞轉軸OO1按圖示方向勻速轉動（ab向紙外，cd向紙內），并從圖甲所示位置開始計時，此時

產(chǎn)生的正弦式交流電如圖乙所示。已知其周期為T，電流峰值為I0，下面說法正確的是（）

T

A．根據(jù)圖乙可知時，線圈的磁通量最大

4

T

B．根據(jù)圖乙可知時，線圈的磁通量變化率最大

4

C．若僅把甲圖中的單匝矩形線圈改為兩匝矩形線圈，并從圖甲所示位置開始計時，則產(chǎn)生的交流電與

圖乙所示相同

D．若僅把甲圖中的轉軸OO1改為轉軸ab，并從圖甲所示位置開始計時，則產(chǎn)生的交流電與圖乙所示不

同

【答案】BC

T

【解析】AB．根據(jù)圖乙可知時，線圈的感應電流最大，根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，線圈的磁通量變

4

化率最大，此時磁通量最小為0，故A錯誤，B正確。

C．若僅把甲圖中的單匝矩形線圈改為兩匝矩形線圈，根據(jù)EmnBS可知，并從圖甲所示位置開始計時，則

產(chǎn)生的交流電壓最大值變?yōu)樵瓉淼膬杀?，但是線圈電阻也變?yōu)樵瓉淼膬杀叮瑒t交流電的圖像與圖乙所示相

同，故C正確；

D．若僅把甲圖中的轉軸OO1改為轉軸ab，并從圖甲所示位置開始計時，磁通量的變化情況一樣，產(chǎn)生的交

流電與圖乙所示相同，故D錯誤。

故選BC。

9．（多選）圖甲是交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極之間的磁場可視為勻強磁場，金屬線圈ABCD繞轉軸OO勻

速轉動。A為電流傳感器（與計算機相連），R為定值電阻，線圈電阻為r，其余電阻不計。圖乙為計算機上

顯示的電流數(shù)據(jù)隨時間變化的圖像，下列說法中正確的是（）

A．金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時感應電動勢為0，對應圖乙中t1或t3時刻

B．金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時感應電動勢最大，對應圖乙中t2或t4時刻

C．t1、t3時刻穿過線圈的磁通量的絕對值最大，磁通量變化率最小

D．t2、t4時刻穿過線圈的磁通量的絕對值最大，磁通量變化率最小

【答案】AC

【解析】AB．金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時，為中性面，磁通量最大，感應電動勢為0，此時瞬時電

流0，對應圖乙中t1或t3時刻，故A正確，B錯誤；

C．t1、t3時刻電流為0，感應電動勢為0，此時線圈平面處于中性面，穿過線圈的磁通量的絕對值最大，磁

通量變化率最小，故C正確；

D．t2、t4時刻電流最大，感應電動勢最大，此時線圈平面與磁感線平行，穿過線圈的磁通量為0，磁通量

變化率最大，故D錯誤。

故選AC。

10．（多選）矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，所產(chǎn)生的交變電流的波形如圖所示，下列說法中正確的是

（）

A．在t1時刻穿過線圈的磁通量達到峰值

B．在t2時刻穿過線圈的磁通量達到峰值

C．在t3時刻穿過線圈的磁通量的變化率達到峰值

D．在t4時刻穿過線圈的磁通量的變化率達到峰值

【答案】BC

【解析】AC．由題圖可知，t1和t3時刻，i最大，所以這兩個時刻磁通量的變化率最大，線圈處于垂直中性

面的位置，穿過線圈的磁通量為0，故A錯誤，C正確；

BD．t2和t4兩時刻i=0，即

Δ

=0

Δt

線圈處于中性面位置，此時穿過線圈的磁通量最大，故B正確，D錯誤。

故選BC。

11．（多選）一矩形線圈繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內的固定軸轉動，線圈中的感應電動勢e隨時間

t的變化圖象如圖所示，下列說法中正確的是（）

A．t1時刻通過線圈的磁通量為零

B．t2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大

C．t4時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大

D．每當e改變方向時，通過線圈的磁通量的絕對值都為最大

【答案】CD

【解析】A．由圖可知，t1時刻線圈的感應電動勢為零，則磁通量的變化率也為零，所以通過線圈的磁通量

為最大，A錯誤；

B．由圖可知，t2時刻線圈的感應電動勢最大，則磁通量為零，B錯誤；

C．由圖可知，t4時刻線圈的感應電動勢最大，則磁通量的變化率也最大，C正確；

D．每當電流轉換方向時，線圈與磁場垂直，線圈通過中性面時，磁通量最大，D正確。

故選CD。

12．（多選）在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉動軸勻速轉動，如圖甲所示：產(chǎn)生的交變

電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。則下列說法正確的是（）

A．t=0.01s時穿過線框的磁通量最小

B．該線圈轉動的角速度大小為πrad/s

C．該交變電動勢的瞬時值表達式為e222sin(100t)V

D．線框平面與中性面的夾角為45時，電動勢瞬時值為22V

【答案】CD

【解析】A．由圖像知：t=0.01s時，感應電動勢為零，則穿過線框的磁通量最大，故A錯誤；

B．該線圈轉動的角速度大小為

2π

==100πrad/s

T

故B錯誤；

C．當t=0時，電動勢為零，線圈平面與磁場方向垂直，故該交變電動勢的瞬時值表達式為

eEmsint222sin(100πt)V

故C正確；

D．線框平面與中性面的夾角為45時，電動勢瞬時值為

eEmsin4522V

故D正確。

故選CD。

【能力培優(yōu)】

13．（多選）大型發(fā)電機幾乎都是旋轉磁極式發(fā)電機，如圖所示為其原理簡圖。豎直平面內閉合線圈abcd

固定不動，磁鐵繞圖中的虛線旋轉，線圈中就會產(chǎn)生感應電流。若條形磁鐵以20rad/s的角速度勻速轉動，

且圖示時刻N極正在向里轉?，F(xiàn)以圖示時刻為計時起點，則下列推斷正確的是（）

A．該發(fā)電機產(chǎn)生的交變電流頻率是10Hz

B．t0時線圈中的電流方向為abcda

C．t0.125s時線圈中的電流最大

D．t0.125s時線圈中的電流方向發(fā)生變化

【答案】ABD

【解析】A．該發(fā)電機產(chǎn)生的交變電流頻率是

f10Hz

2

故A正確；

B．由題圖可知，在