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课时1　交变电流的产生及描述
课时作业　　　　　　 　　　　　 　　　　　
A级·基础巩固练
命题视角1　正弦式交变电流的产生及规律
1.(2025·杭州一模)如图所示,匀强磁场方向与水平面成60°角斜向右下方,矩形线圈以恒定角速度ω绕水平面内的OO′轴按图示方向转动,线圈通过换向器与电阻R相连。以图中时刻为计时起点,规定电流由a通过R流向b方向为电流正方向,则通过R的电流i随时间变化图像正确的是(　　)
　　
A B
　　
C D
解析:A　从题中图示位置顺时针转60°角的过程中,通过线圈的磁通量在减小,由楞次定律可知,感应电流方向由b通过R流向a,即为负方向,这段时间为Δt1=。当线圈平面转到与磁场方向平行时,线圈中的感应电流最大。继续转30°角的过程中,通过线圈的磁通量在增大,由楞次定律可知,感应电流方向由b通过R流向a,即为负方向,这段时间为Δt2=。继续转60°角的过程中,通过线圈的磁通量在增大,线圈两个接头通过换向器改变了与R两端的连接,由楞次定律可知,感应电流方向由a通过R流向b,即为正方向,这段时间为Δt3=。此时,线圈平面与磁场方向垂直,感应电流为0。A正确。
命题视角2　交变电流四值的综合应用,选择合适“值”解决实际问题
2.(多选)如图甲所示为一个R=1 Ω定值电阻和一个理想二极管串联后连接到一正弦交流电源两端,经测量发现,通过定值电阻的电流随时间的变化如图乙所示。下列说法正确的是(　　)
A.电源的频率为0.5 Hz
B.电阻两端的电压有效值为2.5V
C.通过电阻的电流变化周期为1 s
D.通过电阻的电流有效值为2.5 A
解析:AD　由题图乙可知,交变电流的周期为T=2 s,故通过电阻的电流变化周期为2 s,电源的频率为f==0.5 Hz,故A正确,C错误;由有效值的定义可知R·=I2RT,可得通过电阻的电流有效值为I=2.5 A,电阻两端的电压有效值为U=IR=2.5 V,故B错误,D正确。
3.(2025·杭州二模)(多选)如图所示,半径为L的圆环放置在光滑水平地面上,圆环上固定OA、OB、OC、OD四根长均为L、阻值均为r且夹角互为90°的金属棒,以圆环圆心O为原点建立直角坐标系,在第二象限圆环内部存在方向垂直水平面向下的磁场,沿半径OG各点磁感应强度B=B0sin θ(θ为OG与x轴负方向夹角),圆心O与环面分别通过电刷E、F与阻值为r的电阻R相连,其他电阻均不计。在外力作用下,圆环以角速度ω绕O点沿顺时针方向匀速转动。以OA进入磁场开始计时,则下列说法正确的是(　　)
A.通过电阻R的电流方向始终为N→M
B.当OA棒转动至θ=45°时,感应电动势e=B0ωL2
C.圆环转动一周的过程中,感应电动势有效值为E有=B0ωL2
D.圆环转动一周的过程中,外力做的功W=
解析:AD　由右手定则可知,通过电阻R的电流方向始终为N→ M,A正确;金属棒产生的感应电动势e=BL2ω=L2ωB0sin θ,可知当OA棒转动至θ=45°时,感应电动势e=L2ωB0,B错误;根据e=L2ωB0sin θ=Emsin θ可知,圆环转动一周的过程中,感应电动势有效值为E有==L2ωB0,
C错误;分析可知,整个电路总电阻为R总=r+=,圆环转动一周的过程中,根据能量守恒定律可知,外力做的功W=×=,D正确。
命题视角3　电感器和电容器对交变电流的作用
4.(2025·宁波模拟)四个相同的小灯泡接在如图所示交流电路中均能发光,其中A3与A4亮度相同,已知每个小灯泡的电阻均为R0并保持不变,二极管正向电阻为0,反向电阻看作无穷大。下列说法中正确的是(　　)
A.电阻R的阻值为0.5R0
B.增大交变电流频率,小灯泡A3变亮
C.增大交变电流频率,小灯泡A1两端电压变大
D.增大交变电流频率,通过小灯泡A2电流变大
解析:D　小灯泡A3、A4的亮度相同,则通过A3、A4的电流大小相同,通过A3电流的有效值I3=,通过A4的电流I4=,由I3=I4可得,R=(-1)R0,A错误;增大交变电流频率时,不影响通过二极管的电流,电容器对交变电流的阻碍作用减小,电感器对交变电流的阻碍作用增大,所以A3灯亮度不变,A2变亮,A1两端电压变小,B、C错误,D正确。
5.(多选)某音响电路的简化电路图如图所示,输入信号既有高频成分,也有低频成分,则(　　)
A.电感L1的作用是通高频
B.电容C2的作用是通高频
C.扬声器甲用于输出高频成分
D.扬声器乙用于输出高频成分
解析:BD　电感线圈有通低频、阻高频的作用,电容器有通高频、阻低频的作用,A错误,B正确;由此可以判断,扬声器甲主要用于输出低频成分,扬声器乙用于输出高频成分,C错误,
D正确。
B级·高考过关练
6.(2025·温州一模)如图为手动发电式手电筒的原理图,固定在圆盘边缘处的小圆柱随圆盘绕轴心O按顺时针方向匀速转动,小圆柱通过竖槽带动T形绝缘支架运动,从而驱动导体棒在光滑的水平导轨上运动。已知导体棒运动的速度随时间变化的关系为v=0.2sin 2t(m/s),导轨间距L=0.2 m,导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度B=2 T,定值电阻R1=R2=
1 Ω。导体棒与轨道接触良好,且不计导体棒和轨道的电阻,电压表为理想交流电表,D为理想二极管,则(　　)
A.圆盘转动的转速为2 r/s
B.电压表的示数为0.08 V
C.小圆柱做圆周运动的半径为0.2 m
D.电阻R1和R2的总功率为4.8×10-3 W
解析:D　根据题中数据知圆盘的角速度为ω=2 rad/s,由ω=2πn可得n= r/s,圆盘的线速度为v=0.2 m/s,则小圆柱做圆周运动的半径为r==0.1 m,A、C错误;导体棒切割磁感线,产生的感应电动势最大值为Em=BLvm=0.08 V,电压表测量的电压为交流电压的有效值,则电压表的示数为U==0.04 V,B错误;根据功率的定义式有P==,代入数据解得P=4.8×
10-3 W,D正确。
7.(2025·金华联考)如图所示,在磁感应强度为 T的水平匀强磁场中有两个半径为0.2 m的金属圆环竖直放置且相互平行,金属环的间距为1 m,一根长为1 m、电阻为1 Ω的金属棒在圆环内侧以10π rad/s的角速度匀速转动,金属棒与圆环始终接触良好,图示金属棒在圆环最高点,电路中的电阻R=4 Ω,其余电阻不计,电压表为交流电压表,则(　　)
A.金属棒从图示位置转过180°的过程中,流过电阻R的电流先从a流向b,后从b流向a
B.电压表的示数为0.2 V
C.电阻R的功率为0.64 W
D.金属棒在转动过程中,通过电路的磁通量变化率最大值为2 Wb/s
解析:D　根据右手定则可知,金属棒从题图所示位置转过180°的过程中,流过电阻R的电流始终从b流向a,A错误;若经历时间t,金属棒转过的角度为θ,则有θ=ωt,感应电动势的瞬时值为e=Bdvsin ωt=Bdωrsin ωt,则电动势的有效值E=,结合闭合电路欧姆定律有U=,解得U= V,B错误;回路中的感应电流I=,电阻R的功率P=I2R,结合上述解得P=0.32 W,C错误;结合上述可知,当金属棒转过90°时,感应电动势最大,为Emax=Bdωr=2 V,即金属棒在转动过程中,通过电路的磁通量变化率最大值为2 Wb/s,D正确。(共29张PPT)
第十一章 交变电流　电磁振荡与电磁波　
传感器
课程标准 浙江选考近三年考情统计
1.通过实验,认识交变电流。能用公式和图像描述正弦交变电流。 2.通过实验,探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系。知道远距离输电时通常采用高压输电的原因。 3.了解发电机和电动机工作过程中的能量转化。认识电磁学在人类生活和社会发展中的作用。 4.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想,初步了解场的统一性与多样 性,体会物理学对统一性的追求。 考点 考情统计
交变电流的产生及其描述 2026年1月T7,2025年1月T7,2025年1月T13(3年3考)
电容、电感对交变电流的作用 2024年6月T7(3年1考)
变压器　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 2026年1月T14Ⅱ,2025年6月T11,2025年1月T7,2024年6月T7,2024年1月T5(3年5考)
电能的输送 (3年0考)
5.通过实验,了解电磁振荡。 6.知道电磁波的发射、传播和接收。 7.认识电磁波谱。知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。 8.知道非电学量转换成电学量的技术意义。 9.通过实验,了解常见传感器的工作原理。会利用传感器制作简单的自动控制装置。 10.列举传感器在生产生活中的应用。 电磁振荡　电磁场 2026年1月T7、T11,2025年6月T5,2025年1月T7(3年4考)
无线电波的发射和接收 2025年1月T7,2024年6月T14
(3年2考)
常见传感器及其简单应用 2026年1月T16,2025年6月T11
(3年2考)
实验: 利用传感器制作简单的自动控制装置 2024年1月T16Ⅲ(3年1考)
浙江选考命题特点 (1)应用为主:80%题目含真实场景(电网、通信、智能设备)。如2026年1月T1,涉及第6代移动通信技术。 (2)图像主导:交变电流的e -t、i -t、B- t图像是考查重点,需掌握斜率/面积的物理意义。 (3)传感器实操:重点考查利用光电、力敏传感器的电路设计与误差分析。 (4)核心考点聚焦:交变电流的产生与描述、变压器、电磁振荡及周期、电磁波特性以及传感器的应用。 (5)情境联系实际:结合移动通信技术、高压输电、传感器等科技与生活场景。 浙江选考命题趋势
(1)交变电流为核心:变压器动态分析和远距离输电是考查重点。
(2)电磁波重应用:聚焦雷达、通信等现实场景。
(3)传感器生活化:自行车发电、智能家居成新题源,注重原理迁移能力。
(4)能力命题升级:突出图像分析、实际问题建模能力,强化逻辑推理与应用迁移。
(5)实验题潜在热点:关注“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。
课时1
交变电流的产生及描述
考点一
正弦式交变电流的产生及规律
基础梳理
垂直
1.
最大
发生改变
中性面
最大
不改变
两
NωBSsinωt
2.
时间
次数
赫兹(Hz)
NωBS
相同
热量
典例精析
命题视角　正弦式交变电流的产生及规律
【典例1】 (中等)(多选)在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2 Ω,则(　 　)
A.t=0时,线圈平面平行于磁感线
B.t=1.0 s时,线圈中的电流改变方向
C.t=1.5 s时,线圈中的感应电动势最大
D.线圈中产生的感应电动势瞬时值表达式为e=4πcos πt(V)
AD
考点二
交变电流四值的理解与应用
基础梳理
击穿
电荷量
典例精析
命题视角1　交变电流有效值的求解
1.对有效值的理解
(1)交流电流表、交流电压表的示数是指有效值。
(2)用电器铭牌上标的值(如额定电压、额定功率等)指的均是有效值。
(3)计算热量、电功率及保险丝的熔断电流指的是有效值。
2.交变电流有效值的求解三法
(2)定义法:对于非正弦式电流,计算有效值时要抓住“三同”,即“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”,列式求解时时间一般取一个周期或周期的整数倍。
(3)能量守恒法:当有电能和其他形式的能转化时,可利用能量的转化和能量守恒定律来求有效值。
【典例2】 (中等)对同一个纯电阻发热原理的取暖器,先后通以图甲和图乙所示的交变电流,则先后两次取暖器的发热功率之比为(　　)
D
命题视角2　交变电流四值的综合应用
【典例3】 (中等)(2025·杭州模拟)如图甲所示,匝数n=10匝的矩形线框在匀强磁场中绕中心轴线OO′以恒定的角速度转动,通过电刷与电路连接。已知线框的电阻r=2 Ω,定值电阻R=8 Ω,流过理想电表的电流随时间变化规律如图乙所示,下列说法正确的是(　　)
C
易错警示
交变电流“四值”应用的注意事项
(1)在解答有关交变电流的问题时,要注意电路结构。
(2)注意区分交变电流的最大值、瞬时值、有效值和平均值,最大值是瞬时值中的最大值,有效值是以电流的热效应来等效定义的。
(3)求解与电能、电热相关的问题时,一定要用有效值;而求解通过导体某横截面的电荷量时,一定要用平均值。
考点三
电感器和电容器对交变电流的作用
电阻、感抗、容抗的比较
基础梳理
项目 电阻 感抗 容抗
产生 的原因 定向移动的自由电荷与不动的离子间的碰撞 由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化 电容器两极板上积累的电荷对这个方向定向移动的电荷的反抗作用
在电 路中 的特点 对直流、交流均有阻碍作用 只对变化的电流(如交流)有阻碍作用(通直流、阻交流;通低频、阻高频) 不能通直流,只能通变化的电流(通交流、隔直流)
命题视角　电感器和电容器对交变电流的作用
【典例4】 (感抗及容抗的理解及应用·容易)(2025·北京卷)如图所示,线圈自感系数为L,电容器电容为C,电源电动势为E,A1、A2和A3是三个相同的小灯泡。开始时,开关S处于断开状态。忽略线圈电阻和电源内阻,将开关S闭合,下列说法正确的是
(　　)
A.闭合瞬间,A1与A3同时亮起
B.闭合后,A2亮起后亮度不变
C.稳定后,A1与A3亮度一样
D.稳定后,电容器的电荷量是CE
典例精析
C
【典例5】 (电感器和电容器在交流电中的应用·容易)有些电源输出的电流既有交流成分又有直流成分,而我们只需要稳定的直流,不希望其中混有太多的交流成分,这时可以采用如图所示的电路。为了尽量减小R2上的交流成分,下列正确的是(　　)
A.选用电容C小的电容器,选用自感系数L大的电感器
B.选用电容C小的电容器,选用自感系数L小的电感器
C.选用电容C大的电容器,选用自感系数L大的电感器
D.选用电容C大的电容器,选用自感系数L小的电感器
C
感谢观看　　第十一章 交变电流　电磁振荡与电磁波　传感器
课程标准 浙江选考近三年考情统计
1.通过实验,认识交变电流。能用公式和图像描述正弦交变电流。 2.通过实验,探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系。知道远距离输电时通常采用高压输电的原因。 3.了解发电机和电动机工作过程中的能量转化。认识电磁学在人类生活和社会发展中的作用。 4.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想,初步了解场的统一性与多样性,体会物理学对统一性的追求。 5.通过实验,了解电磁振荡。 6.知道电磁波的发射、传播和接收。 7.认识电磁波谱。知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。 8.知道非电学量转换成电学量的技术意义。 9.通过实验,了解常见传感器的工作原理。会利用传感器制作简单的自动控制装置。 10.列举传感器在生产生活中的应用。 考点 考情统计
交变电流的产生及其描述 2026年1月T7,2025年1月T7,2025年1月T13 (3年3考)
电容、电感对交变电流的作用 2024年6月T7(3年1考)
变压器　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 2026年1月T14Ⅱ,2025年6月T11,2025年1月T7,2024年6月T7,2024年1月T5 (3年5考)
电能的输送 (3年0考)
电磁振荡　电磁场 2026年1月T7、T11,2025年6月T5,2025年1月T7(3年4考)
无线电波的发射和接收 2025年1月T7,2024年6月T14 (3年2考)
常见传感器及其简单应用 2026年1月T16,2025年6月T11 (3年2考)
实验: 利用传感器制作简单的自动控制装置 2024年1月T16Ⅲ (3年1考)
浙江选考命题特点 (1)应用为主:80%题目含真实场景(电网、通信、智能设备)。如2026年1月T1,涉及第6代移动通信技术。 (2)图像主导:交变电流的et、it、Bt图像是考查重点,需掌握斜率/面积的物理意义。 (3)传感器实操:重点考查利用光电、力敏传感器的电路设计与误差分析。 (4)核心考点聚焦:交变电流的产生与描述、变压器、电磁振荡及周期、电磁波特性以及传感器的应用。 (5)情境联系实际:结合移动通信技术、高压输电、传感器等科技与生活场景。 浙江选考命题趋势 (1)交变电流为核心:变压器动态分析和远距离输电是考查重点。 (2)电磁波重应用:聚焦雷达、通信等现实场景。 (3)传感器生活化:自行车发电、智能家居成新题源,注重原理迁移能力。 (4)能力命题升级:突出图像分析、实际问题建模能力,强化逻辑推理与应用迁移。 (5)实验题潜在热点:关注“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。
课时1　交变电流的产生及描述
考点一　正弦式交变电流的产生及规律
1.
2.
命题视角　正弦式交变电流的产生及规律
【典例1】 (中等)(多选)在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2 Ω,则(　　)
A.t=0时,线圈平面平行于磁感线
B.t=1.0 s时,线圈中的电流改变方向
C.t=1.5 s时,线圈中的感应电动势最大
D.线圈中产生的感应电动势瞬时值表达式为e=4πcos πt(V)
解析:AD　t=0时,穿过线圈的磁通量为零,则线圈平面平行于磁感线,A正确;线圈每经过一次中性面(线圈平面垂直于磁感线,磁通量有最大值),电流的方向改变一次,t=1 s时,磁通量为零,线圈平面平行于磁感线,此时不是中性面,线圈中的电流没有改变方向,B错误;t=1.5 s时,磁通量有最大值,但磁通量的变化率为零,根据法拉第电磁感应定律可知线圈中的感应电动势为零,C错误;由题图可知线圈从垂直中性面开始计时,感应电动势瞬时值表达式为e=Emcos ωt,其中ω==π rad/s,感应电动势最大值为Em=NBSω=NΦm·=4π V,则感应电动势瞬时值表达式为e=4πcos πt(V),D正确。
考点二　交变电流四值的理解与应用
物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明
瞬时值 交变电流某一时刻的值 e=Emsin ωt i=Imsin ωt 计算线圈某时刻的受力情况
峰值 最大的瞬时值 Em=NBSω Im= 讨论电容器的击穿电压
有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值 E= U= I= 适用于正 (余)弦式 交变电流 (1)交流电流表、交流电压表的示数 (2)电气设备“铭牌”上所标的值(如额定电压、额定电流等) (3)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热、保险丝的熔断电流等) (4)没有特别加以说明的指有效值
平均值 交变电流图像中图线与时间轴所围的面积与时间的比值 =n = 计算通过导线横截面的电荷量
命题视角1　交变电流有效值的求解
1.对有效值的理解
(1)交流电流表、交流电压表的示数是指有效值。
(2)用电器铭牌上标的值(如额定电压、额定功率等)指的均是有效值。
(3)计算热量、电功率及保险丝的熔断电流指的是有效值。
(4)“交变电流的最大值是有效值的倍”仅适用于正(余)弦式交变电流。
2.交变电流有效值的求解三法
(1)公式法:对于正(余)弦式交变电流,利用E=、U=、I=计算有效值。
(2)定义法:对于非正弦式电流,计算有效值时要抓住“三同”,即“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”,列式求解时时间一般取一个周期或周期的整数倍。
(3)能量守恒法:当有电能和其他形式的能转化时,可利用能量的转化和能量守恒定律来求有效值。
【典例2】 (中等)对同一个纯电阻发热原理的取暖器,先后通以图甲和图乙所示的交变电流,则先后两次取暖器的发热功率之比为(　　)
A.2∶ B.∶2
C.4∶5 D.5∶4
解析:D　根据有效值的定义,对题图甲所示电流有R×0.25T×2+R×0.25T×2=I2RT
解得I=I0
题图乙所示电流的有效值为I′=
根据功率公式P=I2R
可得先后两次取暖器的发热功率之比为P∶P′=I2∶I′2=5∶4。
命题视角2　交变电流四值的综合应用
【典例3】 (中等)(2025·杭州模拟)如图甲所示,匝数n=10匝的矩形线框在匀强磁场中绕中心轴线OO′以恒定的角速度转动,通过电刷与电路连接。已知线框的电阻r=2 Ω,定值电阻R=8 Ω,流过理想电表的电流随时间变化规律如图乙所示,下列说法正确的是(　　)
A.t=0.2 s时,电流表的示数为10 A
B.穿过单匝线框的最大磁通量为Wb
C.一个周期的时间内,电阻R产生的热量为80 J
D.0～0.05 s时间内,流过电阻R的电荷量为0.5 C
解析:C　由题图乙可知,正弦式交变电流的最大值为10 A,电流表示数为有效值,则电流表的示数为I有=A=5A,A错误;由Em=nBSω=nΦmω,ω=,结合欧姆定律有Im=,联立解得Φm=Wb,B错误;一个周期的时间内,电阻R产生的热量为Q=RT=×8×0.2 J=80 J,C正确;0～0.05 s时间内磁通量的变化量大小为Φ,则平均感应电动势为=,通过电阻R的电荷量q=t=t,联立解得流过电阻R的电荷量为q=C,D错误。
交变电流“四值”应用的注意事项
(1)在解答有关交变电流的问题时,要注意电路结构。
(2)注意区分交变电流的最大值、瞬时值、有效值和平均值,最大值是瞬时值中的最大值,有效值是以电流的热效应来等效定义的。
(3)求解与电能、电热相关的问题时,一定要用有效值;而求解通过导体某横截面的电荷量时,一定要用平均值。
考点三　电感器和电容器对交变电流的作用
电阻、感抗、容抗的比较
项目 电阻 感抗 容抗
产生 的原 因 定向移动的自由电荷与不动的离子间的碰撞 由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化 电容器两极板上积累的电荷对这个方向定向移动的电荷的反抗作用
在电 路中 的特 点 对直流、交流均有阻碍作用 只对变化的电流(如交流)有阻碍作用(通直流、阻交流;通低频、阻高频) 不能通直流,只能通变化的电流(通交流、隔直流)
决定 因素 由导体本身(长短、粗细、材料)决定,与温度有关,R=ρ 由线圈的自感系数和交变电流的频率(成正比)决定,XL=2πfL 由电容的大小和交变电流的频率(成反比)决定,XC=
命题视角　电感器和电容器对交变电流的作用
【典例4】 (感抗及容抗的理解及应用·容易)(2025·北京卷)如图所示,线圈自感系数为L,电容器电容为C,电源电动势为E,A1、A2和A3是三个相同的小灯泡。开始时,开关S处于断开状态。忽略线圈电阻和电源内阻,将开关S闭合,下列说法正确的是(　　)
A.闭合瞬间,A1与A3同时亮起
B.闭合后,A2亮起后亮度不变
C.稳定后,A1与A3亮度一样
D.稳定后,电容器的电荷量是CE
解析:C　闭合开关瞬间,电容器C迅速充电相当于通路,线圈L因自感作用电流逐渐增大,所以A1、A2瞬间亮起,A3逐渐变亮,A错误;闭合开关后,电容器充电,充电完成后相当于断路,所以A2亮一下后熄灭,B错误;稳定后,电容器相当于断路,线圈相当于短路,A1、A3串联,所以亮度一样,C正确;由于电容器与A3并联,两端电压等于A3两端电压,而A3两端电压为E,则电容器的电荷量为CE,D错误。
【典例5】 (电感器和电容器在交流电中的应用·容易)有些电源输出的电流既有交流成分又有直流成分,而我们只需要稳定的直流,不希望其中混有太多的交流成分,这时可以采用如图所示的电路。为了尽量减小R2上的交流成分,下列正确的是(　　)
A.选用电容C小的电容器,选用自感系数L大的电感器
B.选用电容C小的电容器,选用自感系数L小的电感器
C.选用电容C大的电容器,选用自感系数L大的电感器
D.选用电容C大的电容器,选用自感系数L小的电感器
解析:C　由电路图可知,R2支路中,电感线圈阻碍交流电,根据XL=2πfL可知,L越大,对交流电阻碍越大,所以要选用自感系数L大的电感器;电容器与电阻R2并联,需要交流电通过电容器,直流电通过R2,根据XC=可知,电容C越大,对交流的阻碍越小,若要交流电通过电容器,要选择C比较大的电容器,故A、B、D错误,C正确。
课时作业　　　　　　 　　　　　 　　　　　
A级·基础巩固练
命题视角1　正弦式交变电流的产生及规律
1.(2025·杭州一模)如图所示,匀强磁场方向与水平面成60°角斜向右下方,矩形线圈以恒定角速度ω绕水平面内的OO′轴按图示方向转动,线圈通过换向器与电阻R相连。以图中时刻为计时起点,规定电流由a通过R流向b方向为电流正方向,则通过R的电流i随时间变化图像正确的是(　　)
　　
A B
　　
C D
解析:A　从题中图示位置顺时针转60°角的过程中,通过线圈的磁通量在减小,由楞次定律可知,感应电流方向由b通过R流向a,即为负方向,这段时间为Δt1=。当线圈平面转到与磁场方向平行时,线圈中的感应电流最大。继续转30°角的过程中,通过线圈的磁通量在增大,由楞次定律可知,感应电流方向由b通过R流向a,即为负方向,这段时间为Δt2=。继续转60°角的过程中,通过线圈的磁通量在增大,线圈两个接头通过换向器改变了与R两端的连接,由楞次定律可知,感应电流方向由a通过R流向b,即为正方向,这段时间为Δt3=。此时,线圈平面与磁场方向垂直,感应电流为0。A正确。
命题视角2　交变电流四值的综合应用,选择合适“值”解决实际问题
2.(多选)如图甲所示为一个R=1 Ω定值电阻和一个理想二极管串联后连接到一正弦交流电源两端,经测量发现,通过定值电阻的电流随时间的变化如图乙所示。下列说法正确的是(　　)
A.电源的频率为0.5 Hz
B.电阻两端的电压有效值为2.5V
C.通过电阻的电流变化周期为1 s
D.通过电阻的电流有效值为2.5 A
解析:AD　由题图乙可知,交变电流的周期为T=2 s,故通过电阻的电流变化周期为2 s,电源的频率为f==0.5 Hz,故A正确,C错误;由有效值的定义可知R·=I2RT,可得通过电阻的电流有效值为I=2.5 A,电阻两端的电压有效值为U=IR=2.5 V,故B错误,D正确。
3.(2025·杭州二模)(多选)如图所示,半径为L的圆环放置在光滑水平地面上,圆环上固定OA、OB、OC、OD四根长均为L、阻值均为r且夹角互为90°的金属棒,以圆环圆心O为原点建立直角坐标系,在第二象限圆环内部存在方向垂直水平面向下的磁场,沿半径OG各点磁感应强度B=B0sin θ(θ为OG与x轴负方向夹角),圆心O与环面分别通过电刷E、F与阻值为r的电阻R相连,其他电阻均不计。在外力作用下,圆环以角速度ω绕O点沿顺时针方向匀速转动。以OA进入磁场开始计时,则下列说法正确的是(　　)
A.通过电阻R的电流方向始终为N→M
B.当OA棒转动至θ=45°时,感应电动势e=B0ωL2
C.圆环转动一周的过程中,感应电动势有效值为E有=B0ωL2
D.圆环转动一周的过程中,外力做的功W=
解析:AD　由右手定则可知,通过电阻R的电流方向始终为N→ M,A正确;金属棒产生的感应电动势e=BL2ω=L2ωB0sin θ,可知当OA棒转动至θ=45°时,感应电动势e=L2ωB0,B错误;根据e=L2ωB0sin θ=Emsin θ可知,圆环转动一周的过程中,感应电动势有效值为E有==L2ωB0,
C错误;分析可知,整个电路总电阻为R总=r+=,圆环转动一周的过程中,根据能量守恒定律可知,外力做的功W=×=,D正确。
命题视角3　电感器和电容器对交变电流的作用
4.(2025·宁波模拟)四个相同的小灯泡接在如图所示交流电路中均能发光,其中A3与A4亮度相同,已知每个小灯泡的电阻均为R0并保持不变,二极管正向电阻为0,反向电阻看作无穷大。下列说法中正确的是(　　)
A.电阻R的阻值为0.5R0
B.增大交变电流频率,小灯泡A3变亮
C.增大交变电流频率,小灯泡A1两端电压变大
D.增大交变电流频率,通过小灯泡A2电流变大
解析:D　小灯泡A3、A4的亮度相同,则通过A3、A4的电流大小相同,通过A3电流的有效值I3=,通过A4的电流I4=,由I3=I4可得,R=(-1)R0,A错误;增大交变电流频率时,不影响通过二极管的电流,电容器对交变电流的阻碍作用减小,电感器对交变电流的阻碍作用增大,所以A3灯亮度不变,A2变亮,A1两端电压变小,B、C错误,D正确。
5.(多选)某音响电路的简化电路图如图所示,输入信号既有高频成分,也有低频成分,则(　　)
A.电感L1的作用是通高频
B.电容C2的作用是通高频
C.扬声器甲用于输出高频成分
D.扬声器乙用于输出高频成分
解析:BD　电感线圈有通低频、阻高频的作用,电容器有通高频、阻低频的作用,A错误,B正确;由此可以判断,扬声器甲主要用于输出低频成分,扬声器乙用于输出高频成分,C错误,
D正确。
B级·高考过关练
6.(2025·温州一模)如图为手动发电式手电筒的原理图,固定在圆盘边缘处的小圆柱随圆盘绕轴心O按顺时针方向匀速转动,小圆柱通过竖槽带动T形绝缘支架运动,从而驱动导体棒在光滑的水平导轨上运动。已知导体棒运动的速度随时间变化的关系为v=0.2sin 2t(m/s),导轨间距L=0.2 m,导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度B=2 T,定值电阻R1=R2=
1 Ω。导体棒与轨道接触良好,且不计导体棒和轨道的电阻,电压表为理想交流电表,D为理想二极管,则(　　)
A.圆盘转动的转速为2 r/s
B.电压表的示数为0.08 V
C.小圆柱做圆周运动的半径为0.2 m
D.电阻R1和R2的总功率为4.8×10-3 W
解析:D　根据题中数据知圆盘的角速度为ω=2 rad/s,由ω=2πn可得n= r/s,圆盘的线速度为v=0.2 m/s,则小圆柱做圆周运动的半径为r==0.1 m,A、C错误;导体棒切割磁感线,产生的感应电动势最大值为Em=BLvm=0.08 V,电压表测量的电压为交流电压的有效值,则电压表的示数为U==0.04 V,B错误;根据功率的定义式有P==,代入数据解得P=4.8×
10-3 W,D正确。
7.(2025·金华联考)如图所示,在磁感应强度为 T的水平匀强磁场中有两个半径为0.2 m的金属圆环竖直放置且相互平行,金属环的间距为1 m,一根长为1 m、电阻为1 Ω的金属棒在圆环内侧以10π rad/s的角速度匀速转动,金属棒与圆环始终接触良好,图示金属棒在圆环最高点,电路中的电阻R=4 Ω,其余电阻不计,电压表为交流电压表,则(　　)
A.金属棒从图示位置转过180°的过程中,流过电阻R的电流先从a流向b,后从b流向a
B.电压表的示数为0.2 V
C.电阻R的功率为0.64 W
D.金属棒在转动过程中,通过电路的磁通量变化率最大值为2 Wb/s
解析:D　根据右手定则可知,金属棒从题图所示位置转过180°的过程中,流过电阻R的电流始终从b流向a,A错误;若经历时间t,金属棒转过的角度为θ,则有θ=ωt,感应电动势的瞬时值为e=Bdvsin ωt=Bdωrsin ωt,则电动势的有效值E=,结合闭合电路欧姆定律有U=,解得U= V,B错误;回路中的感应电流I=,电阻R的功率P=I2R,结合上述解得P=0.32 W,C错误;结合上述可知,当金属棒转过90°时,感应电动势最大,为Emax=Bdωr=2 V,即金属棒在转动过程中,通过电路的磁通量变化率最大值为2 Wb/s,D正确。

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