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1、2019-2020年高考物理一轮复习 专题四 电路和电磁感应 第9讲 恒定电流和交变电流提升训练一、单项选择题1.(xx陕西宝鸡一模)某一电热器接在U110 V的直流电源上,每秒产生的热量为Q;现把它改接到某正弦式交流电源上,每秒产生的热量为4.5Q,则该交流电压的最大值Um是()A.220 V B.110 VC.220 V D.330 V解析设电热器的电阻为R,根据焦耳定律及有效值与最大值关系得电热器接在U110 V的直流电源上时,有Qt;电热器接到某正弦式交流电源上时,有4.5Qt;以上两式联立解得Um330 V,故选D。答案D2.(xx浙江宁波八校考试)如图1所示电路,电阻R1与电阻R2
2、阻值相同,都为R,和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看成零,反向电阻可看成无穷大),在A、B间加一正弦交流电u20sin 100t V,则加在R2上的电压有效值为()图1A.10 V B.20 V C.15 V D.5 V解析由二极管的单向导电性可知,加在R2上的电压,在D被导通即R1被短路时为电源电压 V20 V;在D被截止时,R1、R2串联分压,分别为10 V。根据T,得U5 V,选项D正确。答案D3.如图2所示的电路中,电表均为理想电表,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法中正确的是()图2A.电流表读数变小,电压表读数变大B.小灯泡L变暗C.电源的总功率变小D.电容
3、器C所带的电荷量减少解析当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路部分的电阻减小,则电路中的总电阻减小,总电流增大,路端电压减小,故电流表读数变大,电压表读数变小,选项A错误;通过小灯泡的电流变大由PI2R知小灯泡L变亮,选项B错误;电源的总功率EI增大,选项C错误;由于路端电压减小,小灯泡L两端电压增大,故电容器C两端电压减小,由C可知,电容器C所带的电荷量QCU减少,选项D正确。答案D4.(xx福建理综,15)图3为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2,在T的原线圈两端接入一电压uUmsin t的交流电源,若输送电功率为P,输电线的
4、总电阻为2r,不考虑其它因素的影响,则输电线上损失的电功率为()图3A.() B.()C.4()2()2r D.4()2()2r解析原线圈电压的有效值:U1,根据可求:U2 ,又因为是理想变压器,所以T的副线圈的输出功率等于原线圈的输入功率P,所以输电线上的电流I,输电线上损失的电功率为PI22r4r,所以C正确,A、B、D错误。答案C5.(xx北京丰台区期末)一理想变压器原、副线圈的匝数比为41,原线圈接在一个交流电源上,交变电压随时间变化的规律如图4所示,副线圈所接的负载电阻是11 。则下列说法中正确的是()图4A.副线圈输出交变电流周期为0.08 sB.变压器输入功率与输出功率之比为41
5、C.电压表的示数为311 VD.电流表的示数为1.25 A解析原、副线圈中交流电的周期相同,所以副线圈输出交变电流周期为0.02 s,选项A错误;理想变压器的输入功率与输出功率相等,选项B错误;电压表的示数为电压的有效值,电压表的示数为 V220 V,选项C错误;副线圈的电压为U2,U255 V,副线圈中的电流为I25 A,原线圈的电流为I1,I11.25 A,选项D正确。答案D6.如图5甲所示,理想变压器的原线圈电路中装有0.5 A的保险丝L,原线圈匝数n1600匝,副线圈匝数n2120匝。当原线圈接在如图乙所示的交流电源上,要使整个电路和用电器正常工作,则副线圈两端可以接()A.阻值为12
6、 的电阻B.并联两盏“36 V,40 W”的灯泡C.工作频率为10 Hz的用电设备D.耐压值为36 V的电容器图5解析当原线圈接在如图乙所示的交流电源上,变压器输入电压为180 V,由变压器变压公式得,副线圈输出电压为36 V,由变流公式可知副线圈最大电流为2.5 A,副线圈两端可以接的最小电阻为14.4 ,选项A错误;变压器最大输入功率为1800.5 W90 W。副线圈两端可以接并联两盏“36 V,40 W”的灯泡,选项B正确;由图乙所示的图象可知,交变电流频率为50 Hz,副线圈两端不可以接工作频率为10 Hz的用电设备,选项C错误;副线圈输出电压最大值为36 V,耐压值为36 V的电容器
7、如果接上的话,将会被击穿,选项D错误。答案B7.(xx北京通州区期末)如图6甲所示,电阻箱R(099.9 )置于阻值最大位置,Rx为未知电阻,(1)断开S2,闭合S1,逐次减小电阻箱的阻值,得到一组R、I值,并依据R、I值作出了如图乙所示的R图线;(2)断开S2,闭合S1,当R调至某一位置时,电流表的示数I11.0 A。保持电阻箱的位置不变,断开S1,闭合S2,此时电流表的示数I20.8 A,据以上数据可知()图6A.电源电动势为2.0 VB.电源内阻为0.25 C.Rx的阻值为1.5 D.S1断开、S2接通时,随着R的减小,电源输出功率减小解析断开S2,闭合S1,由闭合电路欧姆定律得EI(R
8、r),REr,R图线斜率等于电源的电动势,E2.0 V,在纵轴的截距绝对值等于电源内阻,r0.5 ,选项A正确,B错误;断开S2,闭合S1,当电阻调至某一位置时,电流表的示数I11.0 A,由EI(Rr)可知R1.5 ;保持电阻箱的位置不变,断开S1,闭合S2,由闭合电路欧姆定律,EI(RRxr),此时电流表的示数为I20.8 A,Rx0.5 ,选项C错误;S1断开,S2接通时,随着R的减小,电源的输出功率增大,选项D错误。答案A8.如图7所示,匝数为100匝的矩形线圈abcd位于磁感应强度B T的水平匀强磁场中,线圈面积S0.5 m2,内阻不计。线圈绕垂直于磁场的轴以角速度10 rad/s匀
9、速转动。线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连,变压器的副线圈接入一只“12 V,12 W”灯泡,灯泡正常发光,下列说法中正确的是()图7A.通过灯泡的交变电流的频率是50 HzB.变压器原、副线圈匝数之比为101C.矩形线圈中产生的电动势的最大值为120 VD.若将灯泡更换为“12 V,24 W”且保证其正常发光,需要增大矩形线圈的转速解析由2f可得通过灯泡的交变电流的频率是5 Hz,选项A错误;矩形线圈在水平匀强磁场中转动产生感应电动势最大值为EmNBS1000.510 V120 V,变压器输入电压为120 V,由变压器变压公式可知,变压器原、副线圈匝数之比为101,选项B正确,C错误;因
10、副线圈电压仍为12 V,故将灯泡更换为“12 V,24 W”能保证其正常发光,不需要增大矩形线圈的转速,选项D错误。答案B9.某发电站为一城市供电的示意图如图8所示,其中M为升压变压器,N为降压变压器,假设两变压器均可视为理想变压器。已知变压器M的输入电压U1保持不变,输入电流、输入功率分别用I1、P1表示,输出电压、输出电流、输出功率分别用U2、I2、P2表示;变压器N的输入电压、输入电流、输入功率分别用U3、I3、P3表示,输出电压、输出电流、输出功率分别用U4、I4、P4表示;输电线的阻值为R,输电线损失的功率为P。下列关系式正确的是()图8A.I2B.P(U2U3)I3C.I2I3D.
11、当用户的数量增加时,变压器N的输入电压U3增加解析M、N均为理想变压器,则P1P2,根据I可知,输电线中的电流I2,A错误;由电路图可知输电电流I2I3,则输电线上损失的功率为P(U2U3)I3,B正确,C错误;当用户的数量增加时,输出功率增大,输电线中的电流增大,输电线上损失的电压增大,所以变压器N的输入电压U3减小,D错误。答案B10.(xx安徽理综,16)如图9所示电路中,变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表A1的示数增大了0.2 A,电流表A2的示数增大了0.8 A,则下列说法
12、正确的是()图9A.电压表V1示数增大B.电压表V2、V3示数均增大C.该变压器起升压作用D.变阻器滑片是沿cd的方向滑动解析由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,故电压表V1示数不变,选项A错误;由理想变压器原理公式且U1、n1、n2不变,则U2不变,即V2的示数不变,V3的示数U3U2I2R0应减小,故选项B错误;由公式得:4,则n1n2,该变压器起降压作用,故C错误;又I2,I2增大,R应减小,故滑片应沿cd方向滑动,故D正确。答案D二、多项选择题11.如图10所示为某学校供电的电路图,原线圈的两端接有交流电压,当副线圈中的滑片在图示位置时,接入电路的灯泡刚好能正常发光,已知输电线
13、的电阻R0不能忽略。在下列四种情况下,为了能使各灯泡仍正常发光,采取的措施正确的是()图10A.若V1的读数减小,接入电路的灯泡数量不变,滑片应向上调节一些B.若V1的读数减小,接入电路的灯泡数量不变,滑片应向下调节一些C.若V1的读数不变,接入电路的灯泡数量增加,滑片应向上调节一些D.若V1的读数不变,接入电路的灯泡数量增加,滑片应向下调节一些解析要保证灯泡仍能正常发光,灯泡两端的电压不能发生变化,即V2的读数不变,当V1的读数减小时,要使V2的读数不变,应使滑片向上调节,减小原、副线圈的匝数比,A正确,B错误;当灯泡的数量增加时,通过R0的电流增大,R0两端的电压增大,要使灯泡仍能正常发光
14、,灯泡两端的电压不能发生变化,所以应增大V2的读数,而V1的读数不变,故应使滑片向上调节,减小原、副线圈的匝数比,C正确,D错误。答案AC12.如图11所示,一个匝数为N100匝的矩形线圈以固定转速50转/秒在匀强磁场中旋转,其产生的交流电通过一匝数比为n1n2101的变压器给阻值R20 的电阻供电,已知交流电压表的示数为20 V,从图示位置开始计时(矩形线圈跟磁场垂直),则下列说法正确的是()图11A.穿过矩形线圈平面的最大磁通量为 WbB.t0.002 5 s时刻穿过矩形线圈平面的磁通量为 WbC.t0时刻流过矩形线圈的电流为零D.电阻R消耗的电功率为10 W解析由可得U1200 V,所以
15、Em200 V,根据EmNBSNm得m Wb Wb,故A错误;T0.02 s,t0.0025 sT,mcos t Wb Wb,故B正确;电阻R消耗的电功率为:P W20 W,故D错误;t0时刻,线圈处于中性面位置,感应电动势为零,故感应电流为零,故C正确。答案BC13.(xx浙江杭州十四中月考)如图12所示,长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极,两极间距为d,极板面积为S,这两个电极与定值电阻R相连。在垂直前后侧面的方向上,有一匀强磁场,磁感应强度大小为B。发电导管内有电阻率为的高温电离气体,气体以速度v向右流动,并通过专用管道导出。由于运动的电离气体受到磁场的作用,将产生大小不变的电动势。下列说法中正确的是()图12A.发电导管的内阻rB.流过电阻R的电流