第三章第2节交变电流的描述基础训练（Word版含答案）

2019人教版选择性必修第二册 第三章 第2节 交变电流的描述 基础训练
一、多选题
1．如图所示，线圈在匀强磁场中转动产生的电动势e=311sin100πt（V），下列说法中正确的有
A．t=0时，线圈平面位于中性面
B．t=0时，穿过线圈的磁通量最小
C．交变电的周期为0.02s
D．t=0.01s时，穿过线圈的磁通量变化率最小
2．一交流电流的图象如图所示，由图可知
A．该交流电流瞬时值表达式为
B．该交流电流的频率为50Hz
C．该交流电流的最大值为
D．用电流表测该电流其示数为
3．在如图所示电路中，电阻R、电感线圈L、电容器C并联接在某一交流电源上，三个相同的交流电流表的示数相同.若保持电源的电压最大值不变，而将其频率增大，则下列说法中正确的是（）
A．三个电流表的读数均保持不变
B．只有电流表的读数保持不变
C．电流表读数变大，电流表读数变小
D．电流表读数变小，电流表读数变大
4．某单相交流发电机发出的交流电u=311sin（100πt）V，对该交流电的下列说法，正确的是（ ）
A．该交流电的周期为0.02s，有效值为220V
B．将发电机的转速提高一倍，发出的交流电u=311sin（200πt）V
C．该交流电1秒钟方向变化100次
D．t=0时刻，线圈平面与中性面的夹角为
5．如图所示，把电感线圈L、电容器C、电阻R分别与灯泡L1、L2、L3串联后接在交流电源两极间， 三盏灯亮度相同．若保持交流电源两极间的电压不变，仅使交流电的频率减小，则以下判断正确的是
A．与线圈L连接的灯泡L1将变亮
B．与电容器C连接的灯泡L2将变亮
C．与电阻R连接的灯泡L3将变暗
D．与电阻R连接的灯泡L3亮度不变
6．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀速转动时产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图甲中的线a所示，用此线圈给图乙电路供电，发现三个完全相同的灯泡亮度均相同。当调整线圈转速后，电动势的变化规律如图甲中的线b所示，以下说法正确的是（　　）
A．曲线a、b对应的线圈角速度之比为
B．时刻，线圈平面恰好与磁场方向平行
C．转速调整后，L2灯泡最亮
D．转速调整后，三个灯泡的亮度仍然相同
7．某n匝线圈，线圈所围面积为S，匀速转动的角速度为ω，线圈总电阻为r，外电路电阻为R，匀强磁场的磁感应强度为B。当线圈在外力作用下由图中位置匀速转动90°过程中，下列说法正确的是（　　）
A．通过R的电荷量q为
B．通过R的电荷量q为
C．交流电的最大值Em=nBSω
D．交流电的有效值E=nBSω
8．如图所示，在竖直面内有垂直于竖直面向外、磁感应强度大小为B的有界匀强磁场区域，磁场上下边界相距H。边长为l、电阻为R、质量为m的正方形导线框从边距离磁场上边界l处由静止下落（），边运动到磁场的下边界线框匀速穿出磁场。已知重力加速度为g，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．线框进入磁场的过程中产生的感应电流沿逆时针方向
B．线框ab边离开磁场时，线框的速度大小为
C．线框从磁场区域上边界进入过程必做加速运动
D．线框穿过整个磁场区域的过程中，线框产生的焦耳热为
9．如图所示，边长为L=0.2m的正方形线圈abcd，其匝数为、总电阻为，外电路的电阻为，ab的中点和cd的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度B=1T，若线圈从图示位置开始，以角速度绕轴匀速转动，则以下判断中正确的是（ ）
A．在时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，但此时磁通量随时间变化最快
B．闭合电路中感应电动势的瞬时表达式
C．从t=0时刻到时刻，电阻R上产生的热量
D．从t=0时刻到时刻，通过R的电荷量
10．一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e=220cos100πt (V)，则
A．t=0时线圈垂直于中性面 B．交流电的频率是100πHz
C．交流电的周期是0.02s D．电动势的有效值为220V
11．小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示.不计线圈的电阻，此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路，下列说法正确的是（ ）
A．交流电的频率为2.5Hz
B．交流电的电流有效值为1A
C．当t=0.1s时，穿过线圈的磁通量最大
D．产生的感应电动势瞬时值表达式为
12．图甲是交流发电机的示意图，发出的电直接输出到理想变压器的原线圈，V为理想交流电压表．变压器的副线圈接有三个支路，每个支路接有相同规格的小灯泡L1、L2和L3，且L2串有理想电感L、L3串有电容器C．发电机两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场．线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示．以下判断正确的是( )
A．图甲线圈位置叫中性面，此时产生的感应电动势最大，由图乙可得此时电压表示数为10V
B．线圈转动的角速度为100πrad/s，0.02s时线圈内电流的流向是D→C→B→A
C．如果灯泡L1恰好正常发光，那么L2、L3两小灯泡都能发光但比L1要暗
D．增大线圈的转动速度，L1、L2、L3三个小灯泡的亮度均不会变化
二、单选题
13．图甲为一小型发电机的示意图，发电机线圈内阻为，灯泡L的电阻为，电压表为理想交流电压表。发电机产生的电动势e随时间t按图乙的正弦规律变化，则（ ）
A．时，穿过线圈的磁通量为零
B．线圈转动的角速度为
C．电压表的示数为
D．灯泡L的电功率为
14．如图甲所示为一台小型发电机构造的示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示，发电机线圈电阻为2，外接灯泡的电阻为。则（　　）
A．电压表的示数为 B．瞬时电动势的表达式为
C．在时，穿过线圈的磁通量最小 D．发电机的输出功率为
15．矩形线圈在匀强磁场内匀速转动过程中，线圈输出的交流电压随时间变化的图象如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．交流电压的有效值为36V
B．交流电的频率为4Hz
C．2s时通过线圈的磁通量变化最快
D．3s时通过线圈的磁通量变化最快
16．一交变电流随时间变化规律如图所示，其周期为1 s．该电流的有效值为(　　)
A．1.2 A
B． A
C．1.5 A
D． A
17．许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献，也创造出了许多物理学方法，下列关于物理学中思想方法的叙述错误的是（　　）
A．在探究平行板电容器的电容与介电常数、板间距离、正对面积三者关系的实验中用了控制变量法
B．在建立“平均速度”、“合力与分力”、“合运动与分运动”、“总电阻”、“交流电的有效值”的概念时均用到了“等效替代”法
C．如果电场线与等势面不垂直，那么电场强度就有一个沿着等势面的分量，在等势面上移动电荷时静电力就要做功，这里用的逻辑方法是假设推理法
D．卡文迪许利用扭秤实验测出引力常量，用了实验模型法
18．电感对交变电流有阻碍作用，下列说法正确的是
A．线圈的自感系数越大，感抗一定越大
B．交流的频率越小，感抗一定越小
C．高频扼流圈可以用来“通直流，阻高频”
D．低频扼流圈可以用来“通交流，阻直流”
19．一交变电流的电流时间图象如图所示，则此交变电流的有效值为（ ）
A． B． C． D．
20．如图所示，当交流电源的电压（有效值）U=220V，频率f=50Hz，3只灯泡L1、L2、L3分别与电容器C、电感线圈L、电阻R相串联连，3只灯泡亮度相同（L无直流电阻），若将交流电源的频率变为f=100Hz．电压不变，则（　 　）
A．L1灯比原来亮 B．L2灯比原来亮
C．L3灯比原来暗 D．L3灯比原来亮
21．某交流发电机的线圈在匀强磁场中转动时，磁通量随时间变化的关系如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．时刻，线圈平面与中性面重合
B．1s内线圈中电流方向改变50次
C．时刻，线圈中的感应电流最大
D．时刻，图像的切线斜率大小为
22．一交流电的电流随时间变化而变化的图象，此交变电流的有效值为（ ）
A．5A
B．5A
C．3.5 A
D．2A
23．下面说法正确是( )
A．感抗仅与电源频率有关，与线圈自感系数无关
B．容抗仅与电源频率有关，与电容无关
C．感抗.容抗和电阻等效，对不同交变电流都是一个定值
D．感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势而对电流的变化产生的阻碍作用
24．将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．电路中交变电流的频率为0.25 Hz
B．通过电阻的电流为A
C．电阻消耗的电功率为2.5 W
D．用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V
25．在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则
A．线圈产生的交变电动势频率为100 Hz
B．线圈产生的交变电动势有效值为311 V
C．t ＝0.005 s时线圈平面与磁场方向平行
D．t ＝0.010 s时线圈的磁通量变化率最大
26．某同学在研究电容、电感对恒定电流与交变电流的影响时,采用了图所示的电路，其中L1、L2是两个完全相同的灯泡,已知把开关置于3、4时,电路与交流电源相通,稳定后的二个灯泡发光亮度相同,则同学在如下操作中能观察到的实验现象是（ ）
A．当开关置于1、2时，稳定后L1、L2两个灯泡均发光且亮度也相同
B．当开关置于1、2时，稳定后L1、L2两个灯泡均发光，但L1比L2亮
C．当开关置于3、4时，稳定后，若只增加交流电的频率,则二个灯泡的亮度将同时变暗
D．当开关置于3、4瞬间，L2立即发光，而L1亮度慢慢增加
27．某方波交变电流的图像如图，则该交变电流的有效值为（　　）
A．I0 B．I0 C．I0 D．I0
28．如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，当线圈由图示位置转过的过程中，下列判断正确的是（　　）
A．电压表的读数为
B．通过电阻R的电荷量为q=
C．电阻R所产生的焦耳热为Q=
D．当线圈由图示位置转过时的电流为
29．如图所示，面积为0.01m2，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴匀速转动，转动的角速度为100rad/s，匀强磁场的磁感应强度为．矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R,电表均为理想交流电表，当线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，下列说法正确的是（ ）
A．P上移时，电阻R上消耗的功率增大
B．线圈中感应电动势的表达式为
C．时刻，电压表示数为0
D．当原副线圈匝数比为2：1时，电阻上消耗的功率为400W
三、解答题
30．如图甲所示,正方形闭合线圈固定在纸面内,其边长为、总电阻为、匝数为200匝,匀强磁场的方向垂直于纸面向外,磁感应强度的大小随时间的变化关系如图乙所示.试求:
(1)在内线圈中感应电动势的大小；
(2)在时线圈的边所受安培力的大小和方向；
(3)线圈中感应电流的有效值.
31．如图所示是某正弦交变电流的图像，根据图像求其最大值、周期和角速度，并写出交变电流的瞬时值表达式
32．如图所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abcd的边长ab=cd=50cm，bc=ad=20cm，匝数n=100，线圈的总电阻r=0.20Ω，线圈在磁感强度B=0.050T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OOˊ匀速转动，角速度ω＝100πrad/s。线圈两端通过电刷E、F与阻值R=4.8Ω的定值电阻连接。（计算时π取3）
(1)从线圈经过中性面开始计时，写出线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式；
(2)求此发电机在上述工作状态下的电流表示数；
(3)求从线圈经过中性面开始计时，经过周期时间通过电阻R的电荷量。
33．图为一个小型交流发电机的原理图，其矩形线圈的面积为S，共有n匝，线圈总电阻为r，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴转动；线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈在转动时可以通过滑环K和电刷L保持与外电路电阻R的连接．在外力作用下线圈以恒定的角速度绕轴匀速转动，（不计转动轴及滑环与电刷的摩擦）
（1）推导发电机线圈产生感应电动势最大值的表达式；
（2）求线圈从图示位置转动90°时电流表的示数；
（3）求线圈速度转动N周过程中发电机线圈电阻r产生的焦耳热．
34．如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，宽度为，上、下边界与地面平行，下边界与地面相距．将一个边长为，质量为m，总电阻为R的正方形刚性导电线框ABCD置于匀强磁场区域上方，线框CD边与磁场上边界平行，从高于磁场上边界h的位置静止释放，h的值能保证AB边匀速通过磁场区域．从AB边离开磁场到CD边落在地面所用时间是AB边界通过磁场时间的2倍（重力加速度为g），求：
（1）线框通过磁场过程中电流的方向；
（2）磁场区域磁感应强度的大小；
（3）根据CD边刚进入磁场时线框加速度a与h的函数关系，分析h在不同情况下加速度的大小和方向，计算线框通过磁场区域产生的热量．
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．ACD
【详解】
AB．从电动势的表达式知道：当t=0时，感应电动势为零，则线圈平面处于中性面位置，通过的磁通量最大；故A正确，B错误。
C．交变电的周期为
故C错误。
D．由交流电动势e=311sin100πt V，可知，当t=0.01s时，感应电动势为零，则磁通量的变化率最小；故D正确。
故选ACD。
2．BC
【详解】
从图中可知该交流电的周期为，故频率为，最大值为，电流表测量的是有效值，故电流表示数为，角速度，所以瞬时值表达式，ABC正确．
3．BD
【详解】
随着电源频率的增大，电阻的阻值不变，电感线圈的感抗增大，电容器的容抗减小，故根据欧姆定律可得，通过电阻的电流不变，通过电容器的电流变大，通过电感线圈的电流变小，A、C错误，B、D正确.
故选BD
4．AC
【解析】A项：由u=311sin100πt（V）可知，该交流电的最大值为311V，ω=100π，所以周期，有效值，故A正确；
B项：交变电流瞬时表达式： ，转速提高一倍，最大值提高一倍即，故B错误；
C项：由A分析可知， 交流电的周期为0.02s，交流电在一个周期内电流方向改变2次，所以1秒钟方向变化100次，故C正确；
D项：由u=311sin100πt（V）可知，线圈从中性面开始计时，所以t=0时刻，线圈平面与中性面平行，故D错误。
点晴：本题考查了交流电的描述，根据交流电的表达式，可知知道其最大值，以及线圈转动的角速度等物理量，然后进一步求出其它物理量，如有效值、周期、频率等。
5．AD
【详解】
因接入交流电后，三盏灯亮度相同，又因电感线圈对交流电的阻碍作用与交流电的频率成正比，电容对交流电的阻碍作用与交流电的频率成反比，故当交流电频率减小时，电感线圈L的阻碍作用变小，电容对交流电的阻碍作用变大，电阻R的阻碍作用不变，故与L相连的灯泡L1将变亮，与电容C连接的灯泡L2变暗，与R相连接的灯泡L3亮度不变，故AD正确，BC错误。
故选AD.
6．AC
【详解】
A．曲线a的周期T1=0.04s，曲线b的周期T2=0.06s，所以转速之比
故A正确；
B．t=0时刻，电动势为0，说明线圈平面恰好与磁场方向垂直，故B错误；
CD．转速调整后，交流电的频率降低了，所以线圈的电感对交流电的阻碍减小了，电容对交流电的阻碍增大了，而电阻对交流电的阻碍不变，所以灯泡L2最亮，L3最暗，即三个灯泡的亮度各不相同，故C正确，D错误。
故选AC。
7．AC
【详解】
AB．求通过电阻R的电荷量，需用平均电流，而求平均电流必须知道平均感应电动势，所以采用定义式求电动势，线圈转过90°平均感应电动势
E=
平均感应电流
I=
所以通过R的电荷量
q=IΔt=
故A正确，B错误；
CD．最大值
Em=nBSω
交流电的有效值
E=
故C正确，D错误。
故选AC。
8．BC
【详解】
A．线框进入磁场的过程中，穿过线框的磁感应强度方向向外，线框的磁通量增加，根据楞次定律可知线框中产生的感应电流沿顺时针方向，A错误；
B．线框cd边运动到磁场的下边界时以速度v匀速穿出磁场，则线框受力平衡，根据平衡条件可得
解得
B正确；
C．导体框进入磁场时受到重力和安培力
作用，则完全进入磁场后只受重力作用加速运动，出磁场时是匀速穿出磁场，则
所以进入磁场时的重力肯定大于安培力，是加速进入，C正确；
D．根据能量关系可得线框穿过整个磁场区域的过程中，线框产生的焦耳热为
D错误。
故选BC。
9．AD
【解析】
A项：由公式，在时刻，线圈从图示位置转过90°，此时磁场穿过线圈的磁通量最小，但此时磁通量随时间变化最快，感应电动势最大，故A正确；
B项：闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=E m sinωt，而E m =nBSω，所以e=nBL 2 ωsinωt=0.4sin2t，故B错误；
C项：感应电动势的最大值：，从t=O时到时刻，电阻R上产生的热量为，故C错误；
D项：由电流的公式得：，故D正确．
10．ACD
【分析】
本题考查了交流电的描述，根据交流电的表达式，可知道其最大值，以及线圈转动的角速度等物理量，然后进一步求出其它物理量，如有效值、周期、频率等．
【详解】
A、t=0时，电动势为零，线圈平面处于中性面，故A正确；
B、交变电流的ω=100π=2πf，所以频率为50Hz，故B错误；
C、交流电的周期是0.02s，故C错误；
D、由表达式知最大值为V，所以该电动势的有效值为220V，故D正确．
【点睛】
对于交流电的产生和描述要正确理解，要会推导交流电的表达式，明确交流电表达式中各个物理量的含义．
11．AD
【详解】
A．由图象可读出正弦交流电的周期为，故频率；故A正确.
B．正弦交流电的最大电动势为，则电动势的有效值为，由闭合电路的欧姆定律；故B错误.
C．t=0.1s时瞬时电动势最大，则线框的，而，则磁通量为零；故C错误.
D．正弦交流电的瞬时值为，其中，，则瞬时电动势的表达式为；故D正确.
12．BC
【详解】
A．图甲线圈与磁场平行，磁通量为0，线框位置与中性面垂直，产生的感应电动势最大，电压表示数为有效值
故A错误；
B．线框转动的角速度为
0.02s时线框内电流的流向与0时刻线框内电流的流向相同，根据右手定则知电流流向是：D→C→B→A，故B正确；
C．由于线圈有感抗，电容有容抗，所以灯泡L2、L3两端的电压比灯泡L1两端的电压小，所以L2、L3 两小灯泡都能发光但比L1 要暗，故C正确；
D．增大线圈的转速，则频率增大，感抗增大，容抗减小，灯泡L1亮度不变，灯泡L2变暗，灯泡L3变亮，故D错误；
13．C
【详解】
A．0.01s时电动势为零，所以此时穿过线圈的磁通量最大，故A错误；
B．由图乙可知，周期为0.02s，由公式
故B错误；
C．电动势的有效值为
由闭合电路欧姆定律得：
电压表的示数为9V，故C正确；
D．灯泡L的电功率为
故D错误。
故选C。
14．B
【详解】
A．电压表的示数为
故A错误；
B．电动势的最大值为
周期为，则瞬时电动势的表达式为
故B正确；
C．在时，电动势为0，此时穿过线圈的磁通量最大，故C错误；
D．灯泡消耗的功率
故发电机的输出功率为，故D错误。
故选B。
15．D
【解析】
【详解】
A、B、根据图象可知，交流电压的最大值为，有效值为=36V，周期为4s，故频率为，AB错误；
C、在2s末，交变电流的电压为零，所以此时的线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大，变化率为零，C错误；
D、3s末，电压最大，故磁通量的变化率最大，即磁通量变化最快，D正确；
16．B
【解析】
【详解】
将交流与直流通过阻值都为的电阻，设直流电流为，则根据有效值的定义有：，解得：，故选项B正确，A、C、D错误．
17．D
【详解】
A．在探究平行板电容器的电容与介电常数、板间距离、正对面积三者关系的实验中用了控制变量法，故A正确；
B．在建立“平均速度”、 “合力与分力”、 “合运动与分运动”、 “总电阻”、 “交流电的有效值”的概念时，均用到了“等效替代法”，故B正确；
C． 如果电场线与等势面不垂直，那么电场强度就有一个沿着等势面的分量，在等势面上移动电荷时静电力就要做功，这里用的逻辑方法是假设推理法，故C正确；
D． 卡文迪许利用扭秤实验测出引力常量，实验采用了微小量放大法，故D错误；
本题选择错误的，故选D。
18．C
【解析】
根据根据可知线圈的自感系数越大，交流电频率可能小，感抗不一定大，反之交流电的频率小，感抗不一定小，AB错误；低频扼流圈由于电感很大，低频扼流圈的作用是通直流，阻交流，、高频扼流圈由于电感很小，其作用是通直流、通低频，阻高频，故C正确D错误．
19．D
【解析】如图所示，它不是正弦式电流，因此有效值不是等于最大值除以根号，取一个周期进行分段，在是恒定电流，则有效值等于，在是恒定电流，则有效值等于，则在内，产生的热量： ， ，故D正确．
【点睛】求有效值方法：是将交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等，则恒定电流的值就是交流电的有效值．
20．A
【详解】
三个支路电压相同，当交流电频率变大时，电感的感抗增大，电容的容抗减小，电阻所在支路对电流的阻碍作用不变，所以流过L1的电流变大，流过L2的电流变小，流过L3的电流不变，则L1灯比原来亮，L2灯比原来暗，L3灯和原来一样亮，故A正确，BCD错误；故选A．
21．D
【详解】
A．时刻，线圈中的磁通量为零，则线圈平面与中性面垂直，故A错误；
B．由图像可知，交流电的周期为0.02s，则频率为，每转一周电流方向改变两次，因此内电流方向改变100次，故B错误；
C．时刻，线圈中磁通量变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零，故C错误；
D．时刻，感应电动势最大，则
因此，此时图像的切线斜率大小为
故D正确。
故选D。
22．D
【解析】
【详解】
根据有效值的定义知：，则有：，解得：，故选项D正确，A、B、C错误。
23．D
【详解】
A．接入交流电后，因
XL=2πfL
则电感线圈对交流电的阻碍作用与交流电的频率及自感系数成正比，故A错误；
B．根据公式
得电容对交流电的阻碍作用与交流电的频率及电容成反比，故B错误；
C．感抗、容抗和电阻等效，对不同交变电流有不同的值，故C错误；
D．感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势而对电流的变化产生的阻碍作用，故D正确。
故选D。
24．C
【详解】
A．由图可知：
故A错误；
D．该电源电动势的有效值为
电压表的示数为有效值为，故D错误；
B．所以电流为：
故B错误；
C．功率为
故C正确。
故选C。
25．C
【详解】
A、由乙图可知，周期为0.02s，线圈产生的交变电动势频率为50Hz，A错误
B、该线圈产生的交变电动势为正弦变化，有效值为峰值的，所以有效值为，B错误
C、t ＝0.005 s时电动势最大，线圈平面与磁场方向平行，C正确
D、t ＝0.010 s时电动势为0，线圈的磁通量变化率最小，D错误
26．D
【详解】
电容器阻断直流，所以当开关置于1、2时，灯泡L2不亮，故AB错；电感线圈对交变电流的阻碍作用随着频率的增大而增大，电容器正好相反，故C错；当开关置于3、4瞬间，电容器充电，灯泡L2立即发光，但L1会产生很大的感应电动势阻碍电流的增大，所以L1亮度慢慢增加，故D正确。
27．C
【详解】
设该交变电流的有效值为I，则根据有效值的概念可知
解得
I=I0
故选C。
28．B
【详解】
A．线圈在磁场中转动，产生的电动势的最大值为Em=NBSω，电动势的有效值为
电压表测量为电路的外电压，所以电压表的读数为
故A错误；
B．由公式
，，
得
故B正确；
C．电阻R产生的热量
故C错误；
D．当线圈由图示位置转过时电动势的瞬时值为
则电流为
故D错误。
故选B。
29．A
【详解】
AB．根据题意可知，感应电动势瞬时值表达式：，代入数据得：，所以电动势有效值：，根据变压器原理：，输入电压，P上移，原线圈匝数变小，副线圈电压变大，根据可知，电阻消耗功率变大，A正确B错误．
C．电压表示数为有效值，即，C错误．
D．此时，副线圈电压：，电阻消耗功率：，D错误．
30．(1) (2) 水平向右(3)
【详解】
(1)根据法拉第电磁感应定律：
(2)线框中电流
，
根据楞次定律，感应电流的方向是顺时针，
安培力的大小
，
方向水平向右；
(3) 一个周期内，0 2s内感应电流为1A，2s 3s内感应电流为0，
则
感应电流的有效值
31．；；；
【详解】
由图像可知，交变电流的周期
角速度
故瞬时值表达式为
当时，
所以
解得
所以
32．(1)；(2)； (3)。
【解析】
【详解】
(1)线圈产生感应电动势的最大值
解得：
感应电动势随时间变化的表达式
；
(2)线圈中感应电动势的有效值
电流的有效值：
即电流表示数为V；
(3)根据法拉第电磁感应定律有：
根据欧姆定律得：
又：
联立解得：
q=0.10C。
【点睛】
本题关键是要能够区分交流的有效值、瞬时值、最大值和平均值，求解电表读数用有效值，求解电量用平均值。
33．（1）见解析（2）（3）
【详解】
试题分析：（1）设线圈ab边的边长，bc边的边长．当线圈平面与磁场方向平行时，线圈中的感应电动势最大．
设此时ab边的线速度为v，则单匝线圈时ab边产生的感应电动势为
cd边产生的感应电动势为
n匝线圈产生的总感应电动势为
由于
有
（2）线圈中的感应电动势有效值为
电路中电流的有效值
即电流表的示数为
（3）线圈转动的周期，线圈转动N周的时间
依据焦耳定律，发电机线圈产生的焦耳热
解得
考点：考查了交流电的产生
【名师点睛】本题考查了交流电产生的过程和原理，会用右手定则判断电流方向，能够表示出电动势的最大值，知道电压表显示的是有效值．
34．（1）cd边在磁场中时电流方向为DCBAD，AB边在磁场中时电流方向为ABCDA；（2）；（3）mgh．
【解析】
（1）根据楞次定律，线框中电流方向：cd边在磁场中时为DCBAD，AB边在磁场中为ABCDA；
（2）设线框AB边在磁场中做匀速运动的速度大小为v1，穿过磁场的时间为t，AB边切割磁场产生的电动势为E，线框中电流为I，则：
mg=IlB ①
E=lv1B ②
I= ③
由①②③解得：B= ④
l=v1t ⑤
依据题意和匀变速直线运动的规律，得：
⑥
由⑤⑥解得：⑦
由④⑦解得：⑧
（3）设线框CD边刚进入磁场时，速度大小为v，加速度大小为a，线框产生的电动势为E，电流为I，线框通过磁场区域产生的热量为Q；
由动能定理得：mgh= -0，
解得：v= ；
根据切割公式和欧姆定律，有：I= ⑨
由牛顿第二定律得：mg﹣IlB=ma ⑩
由⑨⑩解得：a=（1﹣）g；
当h=2l时，a=0
当h＞2l时，加速度大小为（﹣1）g，方向竖直向上；
当h＜2l时，加速度大小为（1﹣）g，方向竖直向下；
根据能量守恒定律，有：Q=mg（h+2l）﹣ ⑾
由⑦⑾解得：Q=mgh；
答案第1页，共2页
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