专题06 交变电流（压轴22题10大考点）（考题猜想）-2024-2025学年高二物理下学期期中考点大串讲（教科版2019）

专题06 交变电流（压轴22题10大考点） 训练范围：教科版（2019）： 选择性必修第二册第3章。 一．交流发电机原理和示意图（共2小题） 二．中性面及其性质（共2小题） 三．交流电的u-t图像和i-t图像（共2小题） 四．正弦式交流电的电动势和电流有效值（共2小题） 五．有效值的定义、一般交流电的有效值（共4小题） 六．根据有效值计算交流电路中的电功、电功率和焦耳热（共2小题） 七．计算转动过程中通过线圈截面的电量（共2小题） 八．电感器在直流电路和交流电路的作用（共2小题） 九．电容器在直流电路和交流电路的作用（共2小题） 十．含有电感器和电容器的滤波电路（共2小题） 一．交流发电机原理和示意图（共2小题） 1．如图所示是交流发电机的示意图，线圈的两条边分别与两个金属滑环连在一起，线圈逆时针匀速转动时，通过滑环和电刷保持与外电路的连接，图中只画了一匝线圈，磁场可视为匀强磁场，则（　　） A．线圈转动到甲图和丙图所示的位置时，穿过线圈的磁通量最大，电路中的电流也最大 B．线圈转动到乙图和丁图所示的位置时，穿过线圈的磁通量为零，电路中的电流为零 C．线圈从甲图所示位置逆时针转动到丁图所示位置的过程中，电路中电流的方向改变4次 D．线圈从丙图位置转到丁图位置的过程中，穿过线圈的磁通量减小，产生的感应电动势增大 2．如图甲所示为交流发电机、定值电阻R、交流电流表A组成的闭合回路，线圈ABCD逆时针方向转动，图示位置磁感线与线圈平面平行，图乙所示为通过线圈的磁通量随时间t的变化关系图像，下列说法正确的是（    ） A．、时刻线圈中感应电动势最小 B．、时刻电阻R两端的电压为零 C．线圈转动到图示位置时，线圈中磁通量变化率为零 D．线圈转动到图示位置时，感应电流方向为 二．中性面及其性质（共2小题） 3．图甲为高空风力交流发电机，图乙为其发电原理的示意图，输出端A、C接一灯泡（图中未画出）。发电期间，灯泡正常发光，时刻，线圈abcd转至与中性面垂直的水平位置。下列说法正确的是（　　） A．每转一圈，线圈中的电流方向改变一次 B．时刻，ab边受到方向竖直向下的安培力 C．时刻，穿过线圈的磁通量的变化率最小 D．若线圈转动的角速度大小为，则线圈中电流的频率为 4．某矩形闭合金属线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间t按如图所示正弦规律变化。则时刻（    ） A．穿过该线圈的磁通量最小 B．穿过该线圈的磁通量最大 C．该线圈中的电流最大 D．该线圈中的电流不为零 三．交流电的u-t图像和i-t图像（共2小题） 5．某发电机的结构简化如图，N、S是永磁铁的磁极，M是圆柱形铁芯，磁极与铁芯之间的缝隙形成沿半径方向的磁场。铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕M中心的固定转轴匀速转动。若从图示位置开始计时，取此时线圈中的电动势为正值，在一个周期内感应电动势e随时间t变化的图像是（　　） A． B． C． D． 6．如图a所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过、中点的轴以角速度顺时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角时（如图b）为计时起点，并规定当电流自流向时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是（　　） A． B． C．D． 四．正弦式交流电的电动势和电流有效值（共2小题） 7．如图所示，两条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上，半圆弧的直径为d，间距为L，两半圆弧面竖直且平行，导轨最高点到水平桌面的距离等于半径，最低点O、O′的连线与导轨所在竖直面垂直，整个空间存在着磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场，导轨左端连接一阻值为R的电阻。现使一电阻为r的金属棒MN从导轨左端最高点，以恒定的速率v0沿导轨运动到右端最高点，运动过程中金属棒始终与OO′平行且与两导轨接触良好，则在金属棒MN从左端最高点运动到右端最高点的过程中，下列说法正确的是（　　） A．金属棒MN中电流方向始终由M到N B．金属棒MN中电流大小始终不变 C．金属棒MN所受安培力先做负功后做正功 D．回路中产生的焦耳热为 8．如图所示，矩形线圈abcd与理想电压表V、理想电流表A和定值电阻R组成闭合电路。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的cd边匀速转动，若已知线圈转动的角速度，匝数，边长、，线圈总电阻，定值电阻。若磁场只分布在cd边的左侧，磁感应强度大小。下列说法正确的是（　　） A．该线圈产生的感应电动势有效值为 B．电压表的示数为6.4V C．1s内，线圈中的电流方向变化50次 D．从图示位置（线圈在纸面内）转过90°的过程中，通过R的电荷量是 五．有效值的定义、一般交流电的有效值（共4小题） 9．智能LED调光灯采用脉宽调制（PWM）技术调节亮度，通过控制信号周期性地快速开关电路，改变电流占空比。某型号调光灯的输出电流波形如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．这是一种交流电 B．电流的变化周期是0.01s C．电流的峰值为6A D．电流的有效值是6A 10．通过某用电器的电流I随时间t变化的关系图像如图所示（前半个周期为正弦波形的），则该交变电流的有效值为（　　） A． B． C． D． 11．通过某定值电阻的电流随时间变化的图像如图所示，其周期为0.8s。则电流的有效值为（　　） A． B． C．1.0A D．2.0A 12．如图所示，在平面直角坐标系中，第Ⅱ象限存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，第Ⅳ象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。半径为L、电阻为R、圆心角为的扇形合金属线框，绕O点以角速度顺时针匀速转动。则线框转动一周的过程中，电流的有效值为（　　） A． B． C． D． 六．根据有效值计算交流电路中的电功、电功率和焦耳热（共2小题） 13．甲图为某小型发电机原理图，不计发电机线圈电阻，外接电阻，当线圈匀速转动时，产生的电动势随时间变化如图乙所示，则（　　） A．电压表的示数为12V B．线圈产生的电动势的表达式为 C．电阻R的热功率为48W D．若将电阻R换成击穿电压为12V的电容器，电容器不会被击穿 14．如图，在磁感应强度大小为0.5T、方向水平向左的匀强磁场中，固定有两个导轨半径均为0.5m的平行圆弧导轨ad、bc，间距为0.4m，电阻不计；c、d两端与阻值为0.2Ω的电阻R和理想电压表连接。现有一长为0.4m、阻值为0.2Ω、质量为1kg的导体棒AC，从导轨的最高处cd在方向始终沿圆弧导轨的切线方向的拉力作用下，以2m/s的速率沿导轨向下做匀速圆周运动到ab处。取。导体棒从cd处运动到ab处的过程中，下列说法正确的是（　　）    A．导体棒刚过cd处时通过导体棒中的电流方向沿AC方向 B．电压表的示数为0.20V C．导体棒中产生的焦耳热为 D．导体棒刚到达ab时对导轨的压力大小为18.2N 七．计算转动过程中通过线圈截面的电量（共2小题） 15．某兴趣小组自制一小型发电机，使线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动（如图甲），穿过线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化的图像如图乙所示，线圈转动周期为T，线圈产生的电动势的最大值为．则（　　） A．在时，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大 B．在时，线圈中的磁通量为零，但磁通量的变化率最大 C．在时间内，通过线圈导线截面的电荷量为零 D．从图甲所示位置开始计时，线圈产生感应电动势瞬时值表达式为 16．图甲是某小型发电机的简易图，图乙是线框的剖面图。匝线框的总电阻为，以角速度在磁场中匀速转动，为线框的对称轴，边的长度为，边的长度为。线框处在如图乙所示的磁场中且ab、cd边经过的磁感应强度大小均为，导线框可在两金属半圆E、F内侧自由转动，E、F经导线和电阻相连。当线框逆时针匀速转动时，闭合开关S1，其余电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．产生的感应电动势 B．线圈转动，电阻产生的热量为 C．线圈转动，通过的电荷量为 D．线框转到图乙所示位置时，边所受的安培力方向向左 八．电感器在直流电路和交流电路的作用（共2小题） 17．如图所示，在恒压交流电源的两端接上电容、电感和光敏电阻，稳定后，电路中三个相同的灯泡均发光，且亮度相同。已知光敏电阻的阻值随着光照强度增加而减少，则（　　） A．若抽掉电感线圈内部的铁芯，则变亮 B．若增大电容器两极板间距，则变亮 C．若增大交流电源的频率，则比暗 D．若增大照射在光敏电阻上的光强，则变暗 18．把线圈、电容器、小灯泡、开关、交流电源AC分别组成甲、乙两电路，闭合开关后（    ） A．甲中抽去线圈铁芯，灯泡变亮 B．甲中交流电频率增加，灯泡变亮 C．乙中有电荷流过电容器极板间 D．乙中电容器右极板右移，灯泡变亮 九．电容器在直流电路和交流电路的作用（共2小题） 19．如图所示，电路中完全相同的三只灯泡a、b、c分别与电阻R、电感器L、电容器C串联，然后再并联到、的交流电路上，三只灯泡亮度恰好相同。若保持交流电的电压不变，将交变电流的频率增大到，则发生的现象是（　　） A．三灯亮度不变 B．三灯均变亮 C．a亮度不变，b变亮，c变暗 D．a亮度不变，b变暗，c变亮 20．把带铁芯的线圈L（电阻忽略不计）、电容器、小灯泡、开关、直流恒压电源DC和交流电源AC（直流恒压电源的电压与交流电源电压的有效值相等），分别组成如下电路，其中小灯泡最亮的是（　　） A． B． C． D． 十．含有电感器和电容器的滤波电路（共2小题） 21．电感器具有通直流阻交流的作用，电容器具有通交流隔直流的作用。如图，含有直流、交流信号的音频信号通过电路后，扬声器发出的信号中（　　） A．主要是直流信号 B．主要是交流信号 C．直流和交流信号一样强 D．直流和交流信号都没有 22．两个相同的L1和L2，接到如图所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，当、处接电压最大值、频率为的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同。更换一个最大值仍为新的正弦交流电源后，灯L1的亮度高于灯L2的亮度，则新电源的频率（　　） A．频率小于 B．频率大于 C．频率仍为 D．无法判断频率的大小 8 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 交变电流（压轴22题10大考点） 训练范围：教科版（2019）： 选择性必修第二册第3章。 一．交流发电机原理和示意图（共2小题） 二．中性面及其性质（共2小题） 三．交流电的u-t图像和i-t图像（共2小题） 四．正弦式交流电的电动势和电流有效值（共2小题） 五．有效值的定义、一般交流电的有效值（共4小题） 六．根据有效值计算交流电路中的电功、电功率和焦耳热（共2小题） 七．计算转动过程中通过线圈截面的电量（共2小题） 八．电感器在直流电路和交流电路的作用（共2小题） 九．电容器在直流电路和交流电路的作用（共2小题） 十．含有电感器和电容器的滤波电路（共2小题） 一．交流发电机原理和示意图（共2小题） 1．如图所示是交流发电机的示意图，线圈的两条边分别与两个金属滑环连在一起，线圈逆时针匀速转动时，通过滑环和电刷保持与外电路的连接，图中只画了一匝线圈，磁场可视为匀强磁场，则（　　） A．线圈转动到甲图和丙图所示的位置时，穿过线圈的磁通量最大，电路中的电流也最大 B．线圈转动到乙图和丁图所示的位置时，穿过线圈的磁通量为零，电路中的电流为零 C．线圈从甲图所示位置逆时针转动到丁图所示位置的过程中，电路中电流的方向改变4次 D．线圈从丙图位置转到丁图位置的过程中，穿过线圈的磁通量减小，产生的感应电动势增大 【答案】D 【解析】A．线圈转动到题甲图和题丙图所示的位置时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量变化率为零，电路中的电流为零，A错误； B．线圈转动到题乙图和题丁图所示的位置时，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，电路中的电流最大，B错误； C．线圈经过中性面时，电流方向发生改变，可知线圈从题甲图所示位置逆时针转动到题丁图所示位置的过程中，电路中电流的方向改变1次，C错误； D．线圈从题丙图位置（中性面）转到题丁图位置（与中性面垂直）的过程中，穿过线圈的磁通量减小，磁通量变化率增大，产生的感应电动势增大，D正确。 故选D。 2．如图甲所示为交流发电机、定值电阻R、交流电流表A组成的闭合回路，线圈ABCD逆时针方向转动，图示位置磁感线与线圈平面平行，图乙所示为通过线圈的磁通量随时间t的变化关系图像，下列说法正确的是（    ） A．、时刻线圈中感应电动势最小 B．、时刻电阻R两端的电压为零 C．线圈转动到图示位置时，线圈中磁通量变化率为零 D．线圈转动到图示位置时，感应电流方向为 【答案】B 【解析】A．根据题图乙，由交流发电机工作原理可知，在、时刻，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量变化率却最大，则线圈中产生的感应电动势最大，故A错误； B．由题图乙知线圈在、时刻，穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为0，则R两端的电压为0，故B正确； C．线圈转到题图甲所示位置时，穿过线圈中的磁通量为零，但磁通量变化率却最大，故C错误； D．线圈ABCD逆时针方向转动，根据右手定则可判断当线圈转动到题图甲所示位置时，感应电流方向为D→C→B→A→D，故D错误。 故选B。 二．中性面及其性质（共2小题） 3．图甲为高空风力交流发电机，图乙为其发电原理的示意图，输出端A、C接一灯泡（图中未画出）。发电期间，灯泡正常发光，时刻，线圈abcd转至与中性面垂直的水平位置。下列说法正确的是（　　） A．每转一圈，线圈中的电流方向改变一次 B．时刻，ab边受到方向竖直向下的安培力 C．时刻，穿过线圈的磁通量的变化率最小 D．若线圈转动的角速度大小为，则线圈中电流的频率为 【答案】B 【解析】A．每转一圈，线圈中的电流方向改变两次，故A错误； B．根据安培定则可知，时刻，边的电流方向从点到点，根据左手定则可知，此时边受到方向竖直向下的安培力，故正确； C．时刻，、边的速度方向均与磁感线方向垂直，线圈产生的感应电动势最大，根据法拉第电磁感应定律可知，此时穿过线圈的磁通量的变化率最大，故C错误； D．若线圈转动的角速度大小为，则线圈中电流的频率 故错误。 故选B。 4．某矩形闭合金属线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间t按如图所示正弦规律变化。则时刻（    ） A．穿过该线圈的磁通量最小 B．穿过该线圈的磁通量最大 C．该线圈中的电流最大 D．该线圈中的电流不为零 【答案】B 【解析】AB．由图像易知，时刻穿过该线圈的磁通量最大，A错误B正确； CD．由图像易知，时刻穿过线圈的磁通量变化率为零，产生的感应电动势为零，线圈中的电流为零，CD均错误。 故选B。 三．交流电的u-t图像和i-t图像（共2小题） 5．某发电机的结构简化如图，N、S是永磁铁的磁极，M是圆柱形铁芯，磁极与铁芯之间的缝隙形成沿半径方向的磁场。铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕M中心的固定转轴匀速转动。若从图示位置开始计时，取此时线圈中的电动势为正值，在一个周期内感应电动势e随时间t变化的图像是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】CD．线圈匀速转动，两杆切割磁感线的线速度大小保持不变，根据磁感线的分布，线圈转动过程中两杆所处位置的磁感应强度大小也保持不变，根据可知，产生的感应电动势大小保持不变，故CD错误； B．从图示位置转动90°后，两杆所处位置磁感应强度方向变化，因此产生的电动势方向也会变化，故B错误； A．接下来每转动180°后，两杆所处位置磁感应强度方向都会发生变化，则产生的电动势方向随之变化，故A正确。 故选A。 6．如图a所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过、中点的轴以角速度顺时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角时（如图b）为计时起点，并规定当电流自流向时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是（　　） A． B． C．D． 【答案】A 【解析】CD．从开始，线圈顺时针转过，线圈平面与中性面位置重合，即此时感应电流为零，故CD错误； AB．时刻，根据楞次定律或右手定则，感应电流方向沿，即电流为正，故A正确，B错误。 故选A。 四．正弦式交流电的电动势和电流有效值（共2小题） 7．如图所示，两条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上，半圆弧的直径为d，间距为L，两半圆弧面竖直且平行，导轨最高点到水平桌面的距离等于半径，最低点O、O′的连线与导轨所在竖直面垂直，整个空间存在着磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场，导轨左端连接一阻值为R的电阻。现使一电阻为r的金属棒MN从导轨左端最高点，以恒定的速率v0沿导轨运动到右端最高点，运动过程中金属棒始终与OO′平行且与两导轨接触良好，则在金属棒MN从左端最高点运动到右端最高点的过程中，下列说法正确的是（　　） A．金属棒MN中电流方向始终由M到N B．金属棒MN中电流大小始终不变 C．金属棒MN所受安培力先做负功后做正功 D．回路中产生的焦耳热为 【答案】D 【解析】AC．在金属棒MN从左端最高点运动到右端最高点的过程中，根据右手定则可知，金属棒中电流方向始终由N到M，金属棒所受安培力一直水平向左，金属棒所受安培力始终做负功，故AC错误； BD．经过t时间，金属棒在圆弧上转过的角度为 此时金属棒产生的电动势为 回路中电流为 由此可知，可知金属棒中电流按照正弦式交变电流变化，电流的有效值为 则在金属棒从左端最高点运动到右端最高点的过程中，回路中产生的焦耳热为 故B错误，D正确。 故选D。 8．如图所示，矩形线圈abcd与理想电压表V、理想电流表A和定值电阻R组成闭合电路。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的cd边匀速转动，若已知线圈转动的角速度，匝数，边长、，线圈总电阻，定值电阻。若磁场只分布在cd边的左侧，磁感应强度大小。下列说法正确的是（　　） A．该线圈产生的感应电动势有效值为 B．电压表的示数为6.4V C．1s内，线圈中的电流方向变化50次 D．从图示位置（线圈在纸面内）转过90°的过程中，通过R的电荷量是 【答案】A 【解析】A．由题可知，线圈转动产生感应电动势的峰值 感应电动势瞬时值随时间变化图像如图所示 根据电流的热效应有 解得 故A正确； B．电压表示数为线圈输出电压的有效值 故B错误； C．由 得f=50Hz 由B中图像知一个周期内电流方向变化两次，所以1s内，线圈中的电流方向变化100次，故C错误； D．根据 代入数值得 故D错误。 故选A。 五．有效值的定义、一般交流电的有效值（共4小题） 9．智能LED调光灯采用脉宽调制（PWM）技术调节亮度，通过控制信号周期性地快速开关电路，改变电流占空比。某型号调光灯的输出电流波形如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．这是一种交流电 B．电流的变化周期是0.01s C．电流的峰值为6A D．电流的有效值是6A 【答案】D 【解析】A．根据图像可知，该电流的方向不变，可知，这是一种直流电，故A错误； B．根据图像可知，电流的变化周期是0.02s，故B错误； C．根据图像可知，电流的峰值为12A，故C错误； D．由于波形为正弦式交流电的一半，令电流的有效值为I，则有 解得 故D正确。 故选D。 10．通过某用电器的电流I随时间t变化的关系图像如图所示（前半个周期为正弦波形的），则该交变电流的有效值为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】根据有效值的概念可知 解得 故选A。 11．通过某定值电阻的电流随时间变化的图像如图所示，其周期为0.8s。则电流的有效值为（　　） A． B． C．1.0A D．2.0A 【答案】A 【解析】将交流与直流通过阻值都为R的电阻，设直流电流为I，则根据有效值的定义有 将s、s、s、s代入解得 故选A。 12．如图所示，在平面直角坐标系中，第Ⅱ象限存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，第Ⅳ象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。半径为L、电阻为R、圆心角为的扇形合金属线框，绕O点以角速度顺时针匀速转动。则线框转动一周的过程中，电流的有效值为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】线框从图中位置开始计时转过的过程中，产生的感应电动势为 同理可求得线框出第4象限的过程中，产生的感应电动势大小也为 时间均为 线框进出第2象限时，产生的感应电动势大小为 时间也均为 根据交变电流的有效值的定义 解得 故选D。 六．根据有效值计算交流电路中的电功、电功率和焦耳热（共2小题） 13．甲图为某小型发电机原理图，不计发电机线圈电阻，外接电阻，当线圈匀速转动时，产生的电动势随时间变化如图乙所示，则（　　） A．电压表的示数为12V B．线圈产生的电动势的表达式为 C．电阻R的热功率为48W D．若将电阻R换成击穿电压为12V的电容器，电容器不会被击穿 【答案】A 【解析】A．电压表的示数为电压的有效值 故A正确； B．由图乙可知周期 则 线圈产生的电动势的表达式为 故B错误； C．电阻R的热功率为 故C错误； D．电容器的击穿电压是交变电压的最大值，将电阻R换成击穿电压为12V的电容器，电容器会被击穿，故D错误。 故选A。 14．如图，在磁感应强度大小为0.5T、方向水平向左的匀强磁场中，固定有两个导轨半径均为0.5m的平行圆弧导轨ad、bc，间距为0.4m，电阻不计；c、d两端与阻值为0.2Ω的电阻R和理想电压表连接。现有一长为0.4m、阻值为0.2Ω、质量为1kg的导体棒AC，从导轨的最高处cd在方向始终沿圆弧导轨的切线方向的拉力作用下，以2m/s的速率沿导轨向下做匀速圆周运动到ab处。取。导体棒从cd处运动到ab处的过程中，下列说法正确的是（　　）    A．导体棒刚过cd处时通过导体棒中的电流方向沿AC方向 B．电压表的示数为0.20V C．导体棒中产生的焦耳热为 D．导体棒刚到达ab时对导轨的压力大小为18.2N 【答案】C 【解析】A．根据右手定则可知，导体棒刚过处时通过导体棒中的电流方向沿方向，故A错误； B．时刻的感应电动势 其中 解得 时刻的感应电流 感应电流的有效值 则电压表示数 故B错误； C．导体棒中产生的焦耳热为 故C正确； D．设导体棒刚到达时受到导轨的支持力大小为，则有 解得 根据牛顿第三定律知导体棒刚到达时对导轨的压力大小为，故D错误。 故选C。 七．计算转动过程中通过线圈截面的电量（共2小题） 15．某兴趣小组自制一小型发电机，使线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动（如图甲），穿过线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化的图像如图乙所示，线圈转动周期为T，线圈产生的电动势的最大值为．则（　　） A．在时，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大 B．在时，线圈中的磁通量为零，但磁通量的变化率最大 C．在时间内，通过线圈导线截面的电荷量为零 D．从图甲所示位置开始计时，线圈产生感应电动势瞬时值表达式为 【答案】B 【解析】A．在时，磁场方向与线圈平面垂直，此时穿过线圈的磁通量最大，但产生感应电流为0，A项错误； B．在时，穿过线圈的磁通量为0，但感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律，可知此时穿过线圈的磁通量的变化率最大，B项正确； C．时间内，线圈中磁通量的变化量为，根据 电荷量不为零，C项错误； D．时，穿过线圈的磁通量为0，线圈与磁感线的方向平行，此时线圈中的感应电动势最大，设为，所以线圈中感应电动势的瞬时值表达式为 D项错误。 故选B。 16．图甲是某小型发电机的简易图，图乙是线框的剖面图。匝线框的总电阻为，以角速度在磁场中匀速转动，为线框的对称轴，边的长度为，边的长度为。线框处在如图乙所示的磁场中且ab、cd边经过的磁感应强度大小均为，导线框可在两金属半圆E、F内侧自由转动，E、F经导线和电阻相连。当线框逆时针匀速转动时，闭合开关S1，其余电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．产生的感应电动势 B．线圈转动，电阻产生的热量为 C．线圈转动，通过的电荷量为 D．线框转到图乙所示位置时，边所受的安培力方向向左 【答案】C 【解析】A．由乙图可知，线框转动的线速度方向时刻与磁场方向垂直，故此发电机产生大小恒定的感应电动势，大小为 故A错误； B．线圈转动，根据焦耳定律 又电流 其中 联立解得电阻产生的热量为 故B错误； C．线圈转动，根据 又电流 其中 联立解得通过的电荷量为 故C正确； D．由题知，线框逆时针匀速转动，则线框转到图乙所示位置时，边的线速度方向为水平向左，根据右手定则可知，ab边的电流方向为垂直纸面向里，根据左手定则，可知所受的安培力方向向右，故D错误。 故选C。 八．电感器在直流电路和交流电路的作用（共2小题） 17．如图所示，在恒压交流电源的两端接上电容、电感和光敏电阻，稳定后，电路中三个相同的灯泡均发光，且亮度相同。已知光敏电阻的阻值随着光照强度增加而减少，则（　　） A．若抽掉电感线圈内部的铁芯，则变亮 B．若增大电容器两极板间距，则变亮 C．若增大交流电源的频率，则比暗 D．若增大照射在光敏电阻上的光强，则变暗 【答案】A 【解析】A．若抽掉电感线圈内部的铁芯，线圈的自感系数减小，由可知，感抗减小，使得通过灯泡的电流增大，所以灯泡变亮，故A正确； B．若增大电容器C两极板间的距离，根据知，电容器的电容减小，由可知，容抗增大，使得通过灯泡的电流减小，所以灯泡变暗，故B错误； C．若增大交流电的频率，电容器容抗减小，电感器感抗增大，使得通过灯泡的电流将比的大，所以灯泡将比更亮，故C错误； D．若增大照射在光敏电阻上的光强，光敏电阻的阻值减小，通过的电流变大，变亮，故D错误。 故选A。 18．把线圈、电容器、小灯泡、开关、交流电源AC分别组成甲、乙两电路，闭合开关后（    ） A．甲中抽去线圈铁芯，灯泡变亮 B．甲中交流电频率增加，灯泡变亮 C．乙中有电荷流过电容器极板间 D．乙中电容器右极板右移，灯泡变亮 【答案】A 【解析】A．甲中抽去线圈铁芯，则感抗变小，线圈对交流电的阻碍作用减小，灯泡变亮，故A正确； B．甲中交流电频率增加，则感抗变大，线圈对交流电的阻碍作用增强，灯泡变暗，故B错误； C．乙中电容器极板间为绝缘材料，所以乙中没有电荷流过电容器极板间，故C错误； D．乙中电容器右极板右移，根据，可知电容器电容减小，则容抗变大，对电流的阻碍作用增强，灯泡变暗，故D错误。 故选A。 九．电容器在直流电路和交流电路的作用（共2小题） 19．如图所示，电路中完全相同的三只灯泡a、b、c分别与电阻R、电感器L、电容器C串联，然后再并联到、的交流电路上，三只灯泡亮度恰好相同。若保持交流电的电压不变，将交变电流的频率增大到，则发生的现象是（　　） A．三灯亮度不变 B．三灯均变亮 C．a亮度不变，b变亮，c变暗 D．a亮度不变，b变暗，c变亮 【答案】D 【解析】当交变电流的频率变大时，电感器的感抗变大，电容器的容抗变小，因此b变暗，c变亮；电阻在不同频率的交流电路中起相同的作用，则a亮度不变。 故选D。 20．把带铁芯的线圈L（电阻忽略不计）、电容器、小灯泡、开关、直流恒压电源DC和交流电源AC（直流恒压电源的电压与交流电源电压的有效值相等），分别组成如下电路，其中小灯泡最亮的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】线圈具有阻交流、通直流的特点，电容器具有隔直流、通交流的特点，电容器对交流电具有容抗，故直流电源接线圈时，对电流阻碍作用最小，小灯泡最亮。 故选A。 十．含有电感器和电容器的滤波电路（共2小题） 21．电感器具有通直流阻交流的作用，电容器具有通交流隔直流的作用。如图，含有直流、交流信号的音频信号通过电路后，扬声器发出的信号中（　　） A．主要是直流信号 B．主要是交流信号 C．直流和交流信号一样强 D．直流和交流信号都没有 【答案】B 【解析】电感器L具有通直流阻交流的作用，直流信号通过L；电容器C具有通交流隔直流的作用，交流信号通过C，直流信号不能通过C，所以扬声器发出的信号中主要是交流信号； 故选B。 22．两个相同的L1和L2，接到如图所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，当、处接电压最大值、频率为的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同。更换一个最大值仍为新的正弦交流电源后，灯L1的亮度高于灯L2的亮度，则新电源的频率（　　） A．频率小于 B．频率大于 C．频率仍为 D．无法判断频率的大小 【答案】B 【解析】当将、接在电压最大值为、频率为的正弦交流电源两极之间时，两只灯泡都发光，且亮度相同；而更换一个最大值仍为的新电源后，灯L1的亮度高于灯L2的亮度，则说明线圈的感抗比电容器的容抗大，那么新电源的频率大于。 故选B。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$