1、1专题强化练(十一) 直流电路与交流电路考点 1 直流电路的动态分析1如图所示电路，电源内阻不可忽略开关 S 闭合后在变阻器 R0的滑动端向下滑动的过程中( )A电压表与电流表的示数都减小B电压表与电流表的示数都增大C电压表的示数增大，电流表的示数减小D电压表的示数减小，电流表的示数增大解析：由变阻器 R0的滑动端向下滑可知 R0连入电路的有效电阻减小，则 R 外 减小，由I 可知 I 增大，由 U 内 Ir 可知 U 内 增大，由 E U 内 U 外 可知 U 外 减小，故电压表ER外 r示数减小由 U1 IR1可知 U1增大，由 U 外 U1 U2可知 U2减小，由 I2 可知电流表示U2
2、R2数减小，故 A 正确答案：A2.(多选)如图所示，直流电源、滑动变阻器、平行板电容器与理想二极管(正向电阻为0，反向电阻为)连接，电源负极接地开始时电容器不带电，闭合开关 S，稳定后，一带电油滴恰能静止在电容器中 P 点在开关 S 保持接通的状态下，下列说法正确的是( )A当滑动变阻器的滑片向上滑动时，带电油滴会向上运动B当电容器的上极板向上移动时，带电油滴会向下运动C当电容器的下极板向下移动时， P 点的电势不变D当电容器的下极板向左移动时， P 点的电势会升高解析：带电油滴恰好静止，其合力为零，受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力，即 mg qE，当滑动变阻器的滑片向上滑动时，其电阻值
3、变大，电容器两端的电压 U 变大，对电容器进行充电，两极板间电场强度 E 变大，带电油滴受到的电场力大于重力，会向上运动，选项 A 正确；当电容器的上极板向上移动时，极板间距 d 变大，根据2C ，电容器的电荷量 Q 应减小，但由于二极管的单向导电性，电容器只能进行充 rS4 kd QU电，不能进行放电，故此时，电容器的电荷量 Q 不变，电场强度 E 不变，带电Ud 4 kQ rS油滴仍静止不动，选项 B 错误；同理，当电容器的下极板向下移动时， d 变大，电场强度E 不变，而 P 点到下极板的距离变大且下极板的电势不变，故 P 点电势升高，选项 C 错误；当电容器的下极板向左移动时， S 变
4、小，根据 C 和二极管的单向导电性，电容器 rS4 kd QU的电荷量 Q 不变，电场强度 E 变大，而 P 点到下极板的距离不变，故 P 点电势升高，4 kQ rS选项 D 正确答案：AD考点 2 交流电的产生3(2018冀州模拟)一根导线两端加上电压 U，导体中自由电子定向移动的平均速率为 v，现将导线均匀拉长至横截面半径为原来的 ，然后两端加上电压 U，则导线中自由电12子定向移动的平均速率为( )A. B.v2 2v2C. D.v4 2v4解析：横截面的半径变为原来的 ，可知面积变为原来的 ，由体积 V LS 不变，可知12 14长度变为原来的 4 倍由电阻定律的表达式 R ，可得变化
5、后的电阻值为LSR 16 R，由 I 可知，电流变为原来的 .由电流的微观表达式 I nqSv，可知4L14S UR 116v ， v ，故 v v, C 正确InqS InqS116Inq14S 14答案：C4(2018大庆模拟)先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化(如图甲所示)；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示若甲、乙图中的 U0、 T 所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是( )3A第一次，灯泡两端的电压有效值是U02B第二次，灯泡两端的电压有效值是3U02C第一、第二次，灯泡的电功率之比是 29D第一、第二次，灯泡的电功率之比是
6、15解析：第一次灯泡两端的电压有效值为 U1 Um U0，设第二次电压的有效值为22 22U2，根据有效值的定义，则有 T，解得， U2 U0，故（ 2U0） 2R T2 （ U0） 2R T2 102A、B 错误；由功率的公式 P 得，灯泡的电功率之比是 P1 P2 15，故U2RC 错误，D 正确答案：D5间距为 m 的无限长光滑金属导轨水平放置，导轨中间分布有磁感应强度为 1 T2的匀强磁场，磁场边界为正弦曲线，一长为 2 m 的光滑导体棒以 1 m/s 的速度匀速向右2滑动，如图所示，导轨电阻不计，导体棒电阻为 20 ，定值电阻为 10 ，则下列分析正确的是( )A电流表示数为 A13
7、0B电压表的示数是 0.5 VC导体棒运动到图示虚线位置时，导体棒的瞬时电流从 C 到 DD导体棒上消耗的热功率为 0.2 W解析：当导体棒切割磁感线时，产生的感应电动势为 E BLv，由于有效切割长度按正弦规律变化，且当磁场反向时，感应电流反向，故这个过程产生正弦式交流电，导体棒有效切割长度最长等于 m，交流电的最大值是： Em BLv1 1 V V，有效值为2 2 2E 1 V，由于导体棒接入电路的有效长度为总长度一半，所以接入电路电阻为 10 Em2，定值电阻也为 10 ，则电压表的示数为 U E0.5 V，选项 B 正确；电流表的示数124为 I A0.05 A，选项 A 错误；导体棒
8、运动到图示虚线位置时，刚好对应电ER r 110 10流方向发生变化的时刻，则瞬时电流等于 0，选项 C 错误；导体棒上消耗的热功率为Pr I2r0.05 210 W0.025 W，选项 D 错误答案：B6(多选)小型发电机线圈共 N 匝，每匝可简化为矩形线圈 abcd， bc 边长度为 L1，磁极间的磁场可视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴 OO，线圈以角速度 绕 OO匀速转动，如图所示矩形线圈 ab 边和 cd 边产生的感应电动势的最大值都为 e0，不计线圈电阻，下列说法正确的是( )A ab 边长度为 L2e0B L1B产生的交变电流的周期是 2 C若从中性面开始计时，则发电机的感应电动
9、势的瞬时值表达式为 e2 Ne0sin tD发电机线圈从垂直中性面位置转动 90的过程中，产生的感应电动势的平均值是2Ne0解析：由题意可知，线圈 ab 边和 cd 边产生的感应电动势的最大值都为 e0，由e0 BLv BL ，解得 L ，选项 A 正确； T ，选项 B 错误；对单匝矩形线圈， L12 2e0B L1 2其感应电动势最大值为 2e0，发电机线圈共 N 匝，所以发电机线圈中总感应电动势最大值为 2Ne0，从中性面开始计时，则感应电动势的瞬时值表达式为 e2 Ne0sin t ，选项 C 正确；发电机线圈从垂直中性面位置转动 90的过程中，磁通量变化量为 BLL1 ，时间 t ，
10、产生的感应电动势平均值是 N ，选2e0 T4 2 E t 4Ne0项 D 错误答案：AC考点 3 变压器和远距离输电7(多选)如图所示，可调理想变压器原线圈接交流电，副线圈通过滑动触头 P 可改变其匝数下列说法正确的是( )5A仅增大 R 的阻值，通过灯泡 L 的电流将变大B仅增大 R 的阻值，通过灯泡 L 的电流将变小C仅将滑动触头 P 向下滑动，灯泡 L 两端的电压将变大D仅将滑动触头 P 向下滑动，灯泡 L 两端的电压将变小解析：仅增大电阻 R 时，由于匝数不变，输出电压不变，则由欧姆定律可知，通过灯泡的电流变小，故 A 错误，B 正确；滑动触头向下滑动时，输出端匝数减小，则输出电压变
11、小，灯泡两端的电压变小，故 C 错误，D 正确答案：BD8如图，理想变压器的原、副线圈电路中接有四只规格相同的灯泡，原线圈电路接在电压恒为 U0的交变电源上当 S 断开时，L 1、L 2、L 3三只灯泡均发光若闭合 S，已知灯泡都不会损坏，且灯丝电阻不随温度变化，则( )A灯泡 L1变亮 B灯泡 L2变亮C灯泡 L3亮度不变 D灯泡 L4正常发光解析：设原线圈电流为 I1，灯泡电阻为 R，因原线圈有灯泡，故 U0 I1R I1 R 并 ，n1n2闭合 S 时 R 并 减小，故 I1增大，则灯泡 L1变亮；变压器的输入电压减小，而匝数比不变，则变压器的输出电压减小，则灯泡 L2和 L3变暗，L
12、4不能正常发光故 A 正确，B、C、D 错误答案：A9在如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为 21. a， b 两端电压与时间的关系如图乙所示，二极管可视为理想二极管，电表均为理想电表，电阻 R10 ，则下列说法正确的是( )A电压表示数为 4.5 V B电压表示数为 0C电流表示数为 0.9 A D电路消耗功率为 16.2 W解析：原线圈的电压的有效值为 U1 V18 V，副线圈的电压为 U218 Em2 1822 126V9 V，电流为 I2 A0.9 A，即电流表示数为 0.9 A，故选项 C 正确；根据二极U2R 910管的特性，设电压表测量的有效值为 U 有 ，则 1 2
13、，解得 U 有 （ 9 V） 2R 92V6.4 V，故 A、B 错误；电路消耗的功率等于电阻 R 消耗的功率，则电路消耗功率为P I R8.1 W，故选项 D 错误2答案：C10(多选)(2018衡阳联考)如图所示，匝数 n10 匝的矩形线框处在磁感应强度B T 的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度 20 rad/s 在匀强磁场中转动，2线框电阻不计，面积 S0.4 m2，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡 L(4 W 100 )和滑动变阻器，电流表视为理想电表，则下列说法正确的是( )A灯泡正常发光时原、副线圈的匝数比为 21B灯泡正常发光时电流表的示数为
14、0.2 AC若将自耦变压器触头向下滑动，灯泡会变暗D若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数减小解析：变压器输入电压的最大值为 Um nBS 10 0.420 V80 V，变压器2 2输入电压的有效值为 U1 V80 V，灯泡正常发光时的电压 U2 Um2 8022 PR 4100V20 V，此时原、副线圈的匝数比为 ，故 A 错误；由欧姆定律得 I2 n1n2 U1U2 8020 41 U2RA0.2 A，根据 得，此时电流表的示数为 I1 0.2 A0.05 A，故 B20100 I1I2 n2n1 n2I2n1 14错误；若将自耦变压器触头向下滑动，副线圈匝数变小，根据 可知输出电压减小
15、，U1U2 n1n2所以灯泡变暗，故 C 正确；线圈匝数不变，根据 可知输出电压不变，若将滑动变阻U1U2 n1n2器触头向上滑动，连入电路电阻变大，负载等效电阻变大， P1 P2 变小，又 P1 U1I1可知电流表示数变小，故 D 正确答案：CD11(多选)如图所示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 T1的原、副线圈匝数之比为 n1 n2110，在 T1的原线圈两端接入一正弦交流电，输电线7的总电阻为 2r2 ，降压变压器 T2的原、副线圈匝数之比为 n3 n4101.若 T2的用电设备两端的电压为 U4200 V，用电设备消耗的电功率为 10 kW，不考虑其他因素的影响
16、，则( )A T1的副线圈两端电压的最大值为 2 010 V2B T2的原线圈两端的电压为 2 000 VC输电线上损失的电功率为 50 WD T1的原线圈输入的电功率为 10.1 kW解析：因为用电设备消耗的电功率为 10 kW， T2副线圈两端的电压为 U4200 V，则流过 T2副线圈的电流为 I4 50 A，由变压器原、副线圈的电流与线圈匝数的关PU4 10 kW200 V系 ，可得 I35 A，由 ，可知 T2原线圈两端的电压为 U32 000 V，B 正确；I3I4 n4n3 U3U4 n3n4输电线的电阻分得的电压为 U 线 I32r52 V10 V，所以 T1副线圈两端的电压为
17、U2 U3 U 线 (2 00010)V 2 010 V，其最大值为 U2m2 010 V，A 正确；输电线上损2失的电功率为 P 损 I 2r50 W，C 正确；由能量守恒定律可知 T1 副线圈的输出功率为23P 出 (10 00050)W10 050 W，因此 T1原线圈的输入功率为 10 050 W，D 错误答案：ABC12.(2018福州一中检测)如图所示，匀强磁场的磁感应强度 B T.单匝矩形线圈25面积 S1 m2.电阻不计，绕垂直于磁场的轴 OO匀速转动线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接， 为交流电流表调整副线圈的滑动触头 P，当变压器原、副线圈匝数比为21 时，副线圈电路中标
18、有“6 V 6 W”的灯泡正常发光以下判断正确的是( )A电流表的示数为 1 AB矩形线圈产生电动势的最大值为 18 VC从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈电动势随时间变化的规律为e12 sin 60 t(V)2D若矩形线圈转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将 P 适当下移8解析：灯泡正常发光，故变压器的输出电流为： I2 1 A；根据公式： ，6 W6 V I1I2 n2n1解得 I10.5 A，故 A 错误；灯泡正常发光，故变压器的输出电压为 6 V，根据公式 ，解得： U112 V，故矩形线圈产生电动势的有效值为 12 V，最大值为 12 V17 U1U2 n1n2 2V，故 B 错
19、误；根据公式 Em NBS ，解得： rad/s60 EmNBS 1221 25 1rad/s，故从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈电动势随时间的变化规律 e Emsin t 12 sin 60 t(V)，故 C 正确；若矩形线圈转速增大，根据公式 Em NBS ，感应电2动势的最大值增加，故有效值也增加；为使灯泡仍能正常发光，应该增大变压比，故应将P 适当上移，故 D 错误答案：C13(2018沈阳质检)用某型号的柴油发电机给我国灾民临时安置区供电，发电机到安置区的距离是 400 m，输电线路中的火线和零线均为单股铜导线，该导线每米的电阻为2.5104 ，安置区家用电器的总功率为 44
20、kW.当这些家用电器都正常工作时，下列说法正确的是( )A输电线路中的电流为 20 AB输电线路损失的电功率为 4 kWC发电机实际输出电压是 240 VD如果该柴油发电机发的电是正弦交变电流，则输出电压的峰值是 260 V2解析：家用电器正常工作时的额定电压一般是 220 V，所以输电线路中的电流I 200 A，A 错误；输电线路损失的电功率 P I2R 线 8 000 W，B 错误；输电线路损PU失的电压 U IR 线 40 V，发电机实际输出电压为 220 V40 V260 V，C 错误输出电压峰值为 260 V，D 正确2答案：D14(多选)如图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通
21、过升压变压器 T1和降压变压器 T2向用户供电已知输电线的总电阻 R10 ，降压变压器 T2的原、副线圈匝数之比为 41，副线圈与用电器 R0组成闭合电路若 T1、 T2均为理想变压器 T2的副线圈两端电压 u220 sin 100 t V，当用电器电阻 R011 时( )2A通过用电器 R0的电流有效值是 20 AB当用电器的电阻 R0减小时，输电线损耗的功率也随着减小9C发电机中的电流变化频率为 100 HzD升压变压器的输入功率为 4 650 W解析：通过用电器 R0的电流有效值 I 20 A，A 正确；当用电器的电阻 R0减小时，UR0由于电压不变，电流增大，输电线上的电流也增大，输电
22、线上损失的功率增大，B 错误；变压器不改变交流电的频率， f50 Hz，C 错误；降压变压器的输出功率 P1 UI4 400 W，由理想变压器原、副线圈电流与匝数成反比，得输电线上的电流 I5 A，输电线上损失的功率 P I 2R250 W，升压变压器的输入功率 P P1 P4 650 W，D 正确答案：AD15(2015广东卷)如图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变调节触头 P，使输出电压有效值由 220 V 降至 110 V，调节前后( )A副线圈中的电流比为 12B副线圈输出功率比为 21C副线圈的接入匝数比为 21D原线圈输入功率比为 12解析：设原线圈输入电压为 U1，原线圈的匝数为 n1，副线圈输出电压为 U2，副线圈的匝数为 n2，则 ，当副线圈的输出电压降为原来的一半时，副线圈的匝数减小为原来U1U2 n1n2的 ，C 项正确；由 I2 可知，副线圈的电流减为原来的一半，A 项错误；由 P 可知，12 U2R U2R副线圈输出的功率减为原来的 ，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，因此原线圈的14输入功率也减为原来的 ，B、D 项错误14答案：C
