《2025年步步高精准讲练物理选择性必修第二册》

例4
一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动。穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图甲所示，则以下说法中正确的是（B）

A.t = 0时刻，线圈平面与中性面垂直
B.t = 0.01 s时刻，Φ的变化率最大
C.t = 0.02 s时刻，交变电流的电动势达到最大
D.该线圈产生的交变电流的电动势随时间变化的图像如图乙

答案： 例4　B　[$t = 0$时刻，穿过线圈的磁通量最大，则线圈平面位于中性面位置，A错误;$t = 0.01 s$时刻，$\Phi - t$图像斜率的绝对值最大，则$\Phi$的变化率最大，B正确;$t = 0.02 s$时刻，穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为 0，C错误;穿过线圈的磁通量最大时，感应电动势为 0，穿过线圈的磁通量为 0 即磁通量变化率最大时，感应电动势最大，题图乙不符，D 错误。]

为了研究交流电的产生过程，小张同学设计了如下方案：将单匝矩形线圈放在匀强磁场中，线圈绕转轴OO₁按图示方向匀速转动（ab向纸外，cd向纸内），并从图甲所示位置开始计时，此时产生的交变电流如图乙所示。下列说法正确的是（B）

A.根据图乙可知T/4时，穿过线圈的磁通量最大
B.根据图乙可知T/4时，线圈的磁通量变化率最大
C.若仅把甲图中的转轴OO₁改为转轴ab，并从图甲所示位置开始计时，则产生的交流电与图乙所示不同
D.若仅把甲图中的单匝矩形线圈改为两匝矩形线圈，并从图甲所示位置开始计时，则产生交流电与图乙所示不同

答案： 针对训练　　B　[根据题图乙可知$\frac{T}{4}$时，线圈的感应电流最大，线圈的磁通量变化率最大，磁通量最小，为 0，A错误，B正确;若仅把题图甲中的转轴$OO_1$改为转轴$ab$，并从题图甲所示的位置开始计时，磁通量的变化情况一样，产生的交流电与题图乙所示相同，C错误;若仅把题图甲中的单匝矩形线圈改为两匝矩形线圈，并从题图甲所示位置开始时，则产生的感应电动势最大值变为原来的两倍，但是线圈电阻也变为原来的两倍，则交流电的图像与题图乙所示仍一致，D错误。]

四、交流发电机
1. 工作原理：法拉第电磁感应定律。
2. 主要构造：电枢和磁极。
3. 分类
(1) 旋转电枢式发电机：电枢转动，磁极不动。
(2) 旋转磁极式发电机：磁极转动，电枢不动。
4. 发电机的能量转换
发电机转子一般由蒸汽轮机、水轮机等带动，将机械能转化为电能，输送给外电路。

答案： 2. 电枢；磁极
3.
(1) 电枢；磁极
(2) 磁极；电枢

例5
关于交流发电机和直流电动机，下列说法正确的是（B）
A.电动机是利用电磁感应现象制成的，工作时把机械能转化为电能
B.电动机是利用磁场对电流的作用制成的，工作时把电能转化为机械能
C.发电机是利用电磁感应现象制成的，工作时把电能转化为机械能
D.发电机是利用磁场对电流的作用制成的，工作时把机械能转化为电能

答案： 例5　B　[电动机是利用磁场对电流的作用制成的，工作时把电能转化为机械能，故A错误，B正确;发电机是利用电磁感应现象制成的，工作时把机械能转化为电能，故C、D 错误。]