X创新设计二轮复习之专题知能突破恒定电流与交变电流能力提升
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第一篇专题知能突破专题五恒定电流与交变电流1.如图5-14为某小型水电站的电能输送示意图,A为升压变压器,其输入功率为P1,输出功率为P2,输出电压为U2;B为降压变压器,其输入功率为P3,输入电压为U3.A、B均为理想变压器,输电线的总电阻为r,则下列关系式正确的是()图5-14A.P1>P2B.P2=P3C.U2>U3D.U2=U3解析:由变压器原理知,P1=P2=P3+ΔP=P4+ΔP,U2=U3+ΔU,选C.答案:C2. 如图5-15是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝图5-15的I-R图象.现将甲、乙串联后接入电路中,则()A.甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压小B.甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率小C.在相同时间内,电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少D.甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率小解析:若将两电阻丝串联接入电路中,由于通过两电阻丝的电流相同,由图象可知,此时甲的电阻大于乙的电阻,所以甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压大,A错误;由于两电阻丝的横截面积、长度均相同,故甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大,B错误;由Q=I2Rt可知,在相同时间内,电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少,C正确;由P=I2R可知D错误.答案:C图5-16 3. 如图5-16所示,C为两极板水平放置的平行板电容器,闭合开关S,当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时,悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态.要使尘埃P向下加速运动,下列方法中可行的是()A.把R2的滑片向左移动B.把R2的滑片向右移动C.把R1的滑片向左移动D.把开关S断开解析:考查电路的串并联知识.要使尘埃向下加速运动,必须减小电场力,即减小板间电压.由于滑动变阻器R1处于断路,调节不会有效果,C错;电容器两板间电压等于滑动变阻器R2滑片左边部分的电压,因此要把R2的滑片向左移动,A对,B错;断开开关S时,电容器的电压等于电源的电动势,板间电压会增大,D错.答案:A4.如图5-17甲所示,理想变压器原线圈接图5-17乙所示的正弦交流电,副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻R t(阻值随温度的升高而减小)及定值电阻R1组成闭合电路.则以下判断正确的是()图5-17A.变压器原线圈中交流电压u的表达式u=362sin 100πt(V)B.R t处温度升高时,R t消耗的功率变大C.R t处温度升高时,变压器的输入功率变大D.R t处温度升高时,电压表和电流表的示数均变大答案:AC5.(2010·江苏单科,7)在如图5-18所示的远距离输电电路图中,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变.随着发电厂输出功率的增大,下列说法中正确的有()图5-18A.升压变压器的输出电压增大B.降压变压器的输出电压增大C.输电线上损耗的功率增大D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大解析:升压变压器的输出电压由电源电压及匝数比决定,输出功率变大时升压变压器的输出电压不变,A项错误.由I=PU可知当输出功率增大时输出电流增大.由U损=IR及P损=I2R可知U损及P损均增大,故C项正确.当U损增大时降压变压器的输出电压减小,B选项错误.由P损=P2U2R可知P损P=PU2R.当输出功率增大时输电线损耗比例增大,D 项正确.答案:CD6. (2010·广州调研)电位器是变阻器的一种.如图5-19所示,如果把电位器与灯泡串联起来,利用它改变灯的亮度,下列说法正确的是( )A .连接A 、B 使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗B .连接A 、C 使滑动触头逆时针转动,灯泡变亮C .连接A 、C 使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗D .连接B 、C 使滑动触头顺时针转动,灯泡变亮解析:根据电位器结构和连线可知:连接A 、B 使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大,回路电流减小,灯泡变暗,A 正确;同理,D 正确;连接A 、C 时,滑动触头不能改变回路电阻,灯泡亮度不变,故B 、C 错误.答案:AD7. (2010·海南四校联考)如图5-20所示,电源电动势为E ,内电阻 为r .两电压表可看作是理想电表,当闭合电键,将滑动变阻器的触片由左端向右滑动时,下列说法中正确的是( )图5-19图5-20A.小灯泡L2变暗,表的读数变小,表的读数变大B.小灯泡L1变亮,表的读数变大,表的读数变小C.小灯泡L2变亮,表的读数变大,表的读数变小D.小灯泡L1变暗,表的读数变小,表的读数变大解析:根据实物连接图可知,电压表测的是电源的路端电压,电压表测量的是灯泡L2两端的电压,滑动变阻器与灯泡L1并联再与L2串联.当滑动变阻器的触片由左端向右端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,总电流变小,电源内电压变小,因此外电压变大,电压表的示数变大,灯泡L2两端的电压变小,电压表的示数变小,灯泡L2变暗,灯泡L1两端的电压变大,灯泡L1变亮,B正确.答案:B8. 如图5-21所示,一只玩具电动机用一节干电池供电,闭图5-21合开关S后,发现电动机转速较慢,经检测,电动机性能完好;用电压表测a与b间电压,只有0.6 V;断开开关S,测得a与b间电压接近1.5 V,电动机转速较慢的原因是()A.开关S接触不良B.电动机接线接触不良C.电动机两端接线短路D.电池过旧,内阻过大解析:开关S接触不良、电动机接线接触不良、电动机两端接线短路,电动机就不会旋转了,而不是转得慢.电动机转得慢的原因是电池过旧,内阻过大,电动机两端的电压过低造成的,D错.答案:D9.如图5-22所示,一理想变压器原副线圈匝数比为n1∶n2=4∶1,原线圈ab 间接一电压为u=2202sin 100πt(V)的交流电源,灯炮L标有“36 V,18 W”,当滑动变阻器R的滑片处在某位置时,电流表示数为0.25 A,灯泡L刚好正常发光,则()图5-22A.滑动变阻器R消耗的功率为36 WB.定值电阻R0的电阻值为19 ΩC.流过灯泡L的交变电流频率为25 HzD.将滑动变阻器R的滑片向上滑时,灯泡L的亮度变暗解析:本题考查理想变压器及电路的动态分析的相关知识.根据电流表示数和原副线圈的匝数之比可知副线圈中的电流大小为1 A,灯泡正常发光可知,灯泡所在支路电流为0.5 A,故滑动变阻器所在支路电流为0.5 A,电压为36 V,根据P=UI可知滑动变阻器消耗的功率为18 W,故A错;根据原副线圈的匝数之比可知副线圈两端的电压的有效值为55 V,则R0两端电压为19 V,R0的电阻为19 Ω,故B正确;原副线圈电流的频率应相同为50 Hz,故C错误;滑动变阻器滑片向上滑,阻值增大,则并联电阻的阻值变大,并联电路两端电压变大,灯泡将变亮,故D错误.此题为中等难度题.答案:B10.如图5-23所示,导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上,圆环通过电刷与导线c、d相接.c、d两个端点接在匝数比n1∶n2=10∶1的变压器原线圈两端,变压器副线圈接一滑动变阻器R0.匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下,导体棒ab长为l(电阻不计),绕与ab平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO′以角速度ω匀速转动.如果滑动变阻器的阻值为R时,通过电流表的电流为I,则()图5-23A.滑动变阻器上消耗的功率为P=10I2RB.变压器原线圈两端的电压U1=10IRC.取ab在环的最低端时t=0,则导体棒ab中感应电流的表达式是i=2I sin ωtD.ab沿环转动过程中受到的最大安培力F=2BIl解析:由于电流表示数为有效值,由II2=n2n1可知I2=10I,故P=100I2R,选项A错误;变压器原线圈两端电压为U1=n1n2×10IR=100IR,选项B错误;从最低点开始计时,则导体棒中感应电流的瞬时值的表达式为i=2I cos ωt,选项C 错误;导体棒中电流最大值为2I,所以F=2BIl,选项D正确.答案:D11.如图5-24甲是阻值为5 Ω的线圈与阻值为15 Ω的电阻R构成的回路.线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生的电动势随时间变化的规律如图5-24乙所示.则()图5-24A.电压表的示数为14.14 VB .通过电阻的电流为0.707 AC .电阻R 上消耗的功率为7.5 WD .通过电阻的电流方向每秒变化100次解析:根据题中图乙可知交流电的有效值为E =202 V =10 2 V ,电压表的示数为1025+15×15 V =7.5 2 V ,A 错误;通过电阻的电流为I =1025+15A =0.5 2 A ≈0.707 A ,B 正确;电阻R 上消耗的功率为P =I 2R =⎝ ⎛⎭⎪⎫1025+152×15 W =7.5 W ,C 正确;根据产生交流电的特点,线圈每转一周,电流方向改变两次,则每秒变化10.04×2=50次,D 错误. 答案:BC12.(2010·长沙市一中月考)一电路如图5-25所示,电源电动势E =28 V ,内阻r=2 Ω,电阻R 1=12 Ω,R 2=R 4=4 Ω,R 3=8 Ω,C 为平行板电容器,其电容C =3.0 pF ,虚线到两极板间距离相等,极板长L =0.20 m ,两极板的间距d =1.0×10-2 m.图5-25(1)若开关S 处于断开状态,则当其闭合后,求流过R 4的总电荷量为多少?(2)若开关S 断开时,有一带电微粒沿虚线方向以v 0=2.0 m/s 的初速度射入C 的电场中,刚好沿虚线匀速运动,问:当开关S 闭合后,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C 的电场中,能否从C 的电场中射出?(要求写出计算和分析过程,g 取10 m/s 2)解析:(1)S断开时,电阻R3两端电压为U3=R3R2+R3+rE=16 VS闭合后,外电阻为R=R1?R2+R3?R1+?R2+R3?=6 Ω路端电压为U=RR+rE=21 V此时电阻R3两端电压为U3′=R3R2+R3U=14 V则流过R4的总电荷量为ΔQ=CU3-CU3′=6.0×10-12 C.(2)设微粒质量为m,电荷量为q,当开关S断开时有:qU3d=mg当开关S闭合后,设微粒加速度为a,则mg-qU3′d=ma设微粒能从C的电场中射出,则水平方向运动时间为:t=Lv0竖直方向的位移为:y=12at2由以上各式求得:y=6.25×10-3 m>d 2故微粒不能从C的电场中射出.答案:(1)6.0×10-12 C(2)不能。
专题分层突破练10恒定电流和交变电流A组基础巩固练1.(2023浙江6月选考)我国1 100 kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流,用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。
下列说法正确的是()A.送电端先升压再整流B.用户端先降压再变交流C.1 100 kV是指交变电流的最大值D.输电功率由送电端电压决定2.(多选)(2023湖南岳阳二模)某实验小组发现一个滑动变阻器发生了断路故障,为了检测断路的位置,实验小组设计了如图所示的电路,a、b、c、d、e是滑动变阻器上间距相同的五个位置(a、e为滑动变阻器的两个端点)。
实验小组将滑动变阻器的滑片分别置于a、b、c、d、x(x是d、e间某一位置)、e进行测量,把相应的电流表示数记录在下表中。
已知定值电阻阻值为R,电源内阻和电流表内阻可忽略。
下列说法正确的是()滑片的位置a b c d x eA.滑动变阻器cd间发生了断路B.滑片在x位置的电流表示数的可能值为0.85 AC.滑片在x位置的电流表示数的可能值为0.40 AD.若滑动变阻器未断路时,其电阻丝的总电阻为4R3.(2023山东烟台模拟)如图所示,将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环,接入电路中,电路与圆环的接触点O点固定,P为电路与圆环良好接触的滑片,电源的电动势为E,内阻为r,闭合开关S,在滑片P缓慢地从m点开始经n点移到q点的过程中,下列说法正确的是()A.电压表和电流表的示数都一直变大B.灯L1先变暗后变亮,电流表的示数一直变小C.灯L2先变暗后变亮,电压表的示数先变大后变小D.电容器C所带的电荷量先减少后增多4.(多选)(2023山东临沂模拟)如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1,电路中R1=100 Ω、R2=15 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为15 Ω,图中电表均为理想交流电表,a、b间的电压如图乙所示,下列说法正确的是()A.该交变电流的频率为50 HzB.滑动变阻器的滑片向下滑动时,电压表的示数变大C.滑动变阻器的滑片向下滑动时,电流表的示数变大D.滑动变阻器接入电阻最大时,电流表的示数为1 A5.(2023山东聊城二模)国家为节约电能,执行峰谷分时电价政策,引导用户错峰用电。
第8讲恒定电流和交变电流1.(多选)如图8-13所示的电路,a、b、c为三个相同的灯泡,其电阻大于电源内阻,当变阻器R的滑动触头P向上移动时,下列判断中正确的是 ( ).图8-13A.b灯中电流变化值小于c灯中电流变化值B.a、b两灯变亮,c灯变暗C.电源输出功率增大D.电源的供电效率增大2.(2012·郑州市预测)如图8-14所示为某小型水电站的电能输送示意图,A为升压变压器,其输入功率为P1,输出功率为P2,输出电压为U2;B为降压变压器,其输入功率为P3,输入电压为U3.A、B均为理想变压器,输电电流为I,输电线的总电阻为r,则下列关系正确的是( ).图8-14A.U2=U3B.U2=U3+IrC.P1>P2D.P2=P33.(多选)如图8-15甲所示为一家用台灯内部电路简图,其中R为保护电阻,L为灯泡,自耦变压器左端所加正弦交流电电压随时间变化的关系图象如图8-15乙所示.下列叙述正确的是( ).图8-15A.滑片P向上滑动过程中,灯泡亮度逐渐增大B.滑片P向上滑动过程中,由于原、副线圈中的电流与它们的匝数成反比,所以变压器中电流减小C.变压器左端所加交流电的有效值为220 VD.滑片处于线圈中点位置时,灯泡获得的交流电压的周期为0.01 s4.(2012·课标,17)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分.一升压式自耦调压变压器的电路如图8-16所示,其副线圈匝数可调.已知变压器线圈总匝数为1 900匝;原线圈为1 100匝,接在有效值为220 V的交流电源上.当变压器输出电压调至最大时,负载R上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1,负载两端电压的有效值为U2,且变压器是理想的,则U2和I1分别约为( ).图8-16A.380 V和5.3 A B.380 V和9.1 AC.240 V和5.3 A D.240 V和9.1 A5.(2012·安徽理综,23)图8-17甲是交流发电机模型示意图.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO′转动,由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金属圆环相连接,金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触,这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路.图乙是线圈的主视图,导线ab和cd分别用它们的横截面来表示.已知ab长度为L1,bc长度为L2,线圈以恒定角速度ω逆时针转动.(只考虑单匝线圈)图8-17(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时,试推导t 时刻整个线圈中的感应电动势e 1的表达式;(2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时,如图丙所示,试写出t 时刻整个线圈中的感应电动势e 2的表达式;(3)若线圈电阻为r ,求线圈每转动一周电阻R 上产生的焦耳热.(其它电阻均不计)参考答案1.BC [由动态分析可知I a 变大,U c 变小,I b 变大,ΔI b >ΔI c ,R 外>r ,且R 外减小,所以输出功率增大,效率变小,只有B 、C 对.]2.B [由远距离输电电压规律可知,U 2=U 3+Ir ,选项A 错误,B 正确;由变压器功率关系,可知P 1=P 2,P 2=P 3+I 2r ,选项C 、D 错误;因此答案选B.]3.AC [根据n 1n 2=U 1U 2可知选项A 正确;滑片P 向上滑动过程中,副线圈两端电压逐渐增大,则通过灯泡的电流也逐渐增大,选项B 错误;由图乙可知所加交流电的峰值为311 V ,根据U =U m 2可知选项C 正确;变压器不能改变交流电的周期,所以选项D 错误.]4.B [根据理想变压器电压比关系U 1U 2=n 1n 2,代入数据解得副线圈两端的电压有效值U 2=380 V ,因理想变压器原、副线圈输入和输出的功率相等,即P 入=P 出=U 1I 1,解得I 1=2×103220A≈9.1 A,选项B 正确,选项A 、C 、D 错误.] 5.解析 (1)矩形线圈abcd 在磁场中转动时,ab 、cd 切割磁感线,且转动的半径为r =L 22,转动时ab 、cd 的线速度v =ωr =ωL 22,且与磁场方向的夹角为ωt ,所以,整个线圈中的感应电动势e 1=2BL 1v sin ωt =BL 1L 2ωsin ωt .(2)当t =0时,线圈平面与中性面的夹角为φ0,则某时刻t 时,线圈平面与中性面的夹角为(ωt +φ0)故此时感应电动势的瞬时值e 2=2BL 1v sin(ωt +φ0)=BL 1L 2ωsin(ωt +φ0).(3)线圈匀速转动时感应电动势的最大值E m =BL 1L 2ω,故有效值E =E m 2=BL 1L 2ω2回路中电流的有效值I =ER +r =BωL 1L 22R +r根据焦耳定律知转动一周电阻R 上的焦耳热为Q =I 2RT =⎣⎢⎡⎦⎥⎤B ωL 1L 22R +r 2·R ·2πω=πωRB 2L 21L 22R +r 2. 答案 (1)e 1=BL 1L 2ωsin ωt (2)e 2=BL 1L 2ωsin(ωt +φ0) (3)πωRB 2L 21L 22R +r 2。
第1讲恒定电流与交变电流1.(2016·江苏单科,8)如图1所示的电路中,电源电动势为12 V,内阻为2 Ω,四个电阻的阻值已在图中标出,闭合开关S,下列说法正确的有()图1A.路端电压为10 VB.电源的总功率为10 WC.a、b间电压的大小为5 VD.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1 A解析外电路的总电阻R=20×2020+20Ω=10 Ω,总电流I=ER+r=1 A,则路端电压U=IR=10 V,A对;电源的总功率P总=EI=12 W,B错;a、b间电压大小为U ab=0.5×15 V-0.5×5 V= 5 V,C项对;a、b间用导线连接后,外电路的总电阻为R′=2×5×155+15Ω=7.5 Ω,电路中的总电流I=ER′+r=1.26 A,D项错误。
答案AC2.(2016·江苏单科,4)一自耦变压器如图2所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b间作为原线圈。
通过滑动触头取该线圈的一部分,接在c、d间作为副线圈,在a、b间输入电压为U1的交变电流时,c、d间的输出电压为U2,在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中()图2A .U 2>U 1,U 2降低B .U 2>U 1,U 2升高C .U 2<U 1,U 2降低D .U 2<U 1,U 2升高解析 由U 1U 2=n 1n 2,n 1>n 2知U 2<U 1;滑动触头从M 点顺时针旋转至N 点过程,n 2减小,则U 2降低,C 项正确。
答案 C3.(2015·江苏单科,1)一电器中的变压器可视为理想变压器,它将220 V 交变电流改变为110 V 。
已知变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为( )A .200B .400C .1 600D .3 200解析 根据变压器的变压规律U 1U 2=n 1n 2得,n 2=U 2U 1n 1=110220×800=400,选项B 正确。
专题四电路与电磁感应第1讲恒定电流与交变电流聚焦高考真题 1. (2016-全国卷I , 16)—含有理想变压器的电路如图1所示,图屮电阻川、7?2 和7?3的阻值分别为3Q 、1Q 和4Q, @)为理想交流电流表,U 为正弦交流电压源, 输岀电压的有效值恒定。
当开关S 断开时,电流表的示数为人当S 闭合时,电流表的示数为4/。
该变压器原、副线圈匝数比为()C ・4D ・5解析设理想变压器原、副线圈的匝数之比为弘开关断开时,电路如图甲所示, 原、副线圈的电流比通过&的电流h=nl,根据变压器的功率关系得,J2 "1 “U 』— FR I =(沁R2 + R3);开关闭合时,电路如图乙所示,原、副线圈的电流比# = 瓷=£通过&的电流/2-4/7/,根据功率关系有»4/—(4/)讥=(4册2,联立以 上两式并代入数据解得n=3,选项B 正确。
体验真题明考向&答案B2.(2016-全国卷II, 17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池£(内阻可忽略)连接成如图2所示电路。
开关S 断开•且电流稳定时,C 所带的电荷量为闭合开 关S,电流再次稳定后,C 所带的电荷量为@。
0与Q 的比值为()A. | ci 解析S 断开时等效电路如图甲所示。
S 闭合时等效电路如图乙所示。
电容器两端电压为S = j~ 答案c 3. (多选)(2016-全国卷III, 19)如图3,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压 相同的灯泡a 和b 。
当输入电压U 为灯泡额定电压的10倍时,两灯泡均能止常发光。
下B ,2D 1F 2 电容器两端电压为U 1 — — X qR X -=-17.2 5® 由O=CU 得总=g=|,故选项C 正确。
E 图2 甲X^7?=|E ,列说法正确的是()A・原、副线圈匝数比为9 :1B.原、副线圈匝数比为1 :9C.此时a和b的电功率之比为9 : 1D.此时a和b的电功率之比为1 : 9解析设灯泡的额定电压为S,两灯均能正常发光,所以原线圈输出端电压为3 =9S,副线圈两端电压为故层=*根据层=詈=¥ A正确,B错误;根据公式卜瓷可得,¥=£由于小灯泡两端的电压相等,所以根据公式P=UI 可得,灯泡Q和b的电功率之比为1 : 9, C 错误,D正确。
专题突破练11恒定电流和交变电流(时间:45分钟满分:100分)专题突破练第21页选择题(共12小题,共100分。
在每小题给出的四个选项中,第1~8小题只有一个选项符合题目要求,选对得8分。
第9~12小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得9分,选对但不全的得5分,有选错或不答的得0分)1.某同学为争辩电动机在启动和工作过程中电流的变化状况,设计如图所示的电路,则下列说法正确的是()A.电动机启动时的电流小于正常工作时的电流B.电动机有负载时的电流小于空载时的电流C.若增大电动机的负载,则电流增大D.由于电动机内阻不变,因此电流与电动机的负载无关答案C解析电动机消耗的电能等于转化的机械能与产生的内能之和,由于电动机启动时的速度小于正常工作时的速度,故转化的机械能较小,此时产生的内能较大,即电流较大,A错误;有负载时速度减慢,机械能输出减小,电流增大,大于空载时的电流,B错误,C正确;综上所述D错误。
2.(2021洛阳一模)在如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向上滑动时,三个抱负电表的示数都发生了变化,电表的示数分别用I、U1、U2表示,下列推断正确的是()A.I减小,U1增大B.I增大,U2减小C.I增大,U1减小D.I减小,U2增大〚导学号88904158〛答案B解析当滑动变阻器的滑片P向上滑动时,R1和R2串联支路电阻变小,电流变大,电流表示数I增大,由欧姆定律可知,R1两端电压增大,电压表示数U1增大。
由极限法分析可知,电压表示数U2减小。
选项B正确,A、C、D错误。
3.(2021山西省重点中学联考)图甲为抱负变压器的示意图,其原、副线圈的匝数比为4∶1,电压表和电流表均为抱负电表,R1为阻值随温度上升而变小的热敏电阻,R1为定值电阻。
若发电机向原线圈输入如图乙所示的正弦式交变电流。
下列说法中正确的是()甲乙A.输入变压器原线圈的沟通电压的表达式为u=36√2sin 50πt VB.变压器原、副线圈中的电流之比为4∶1C.t=0.01 s时,发电机的线圈平面位于中性面D.R1温度上升时,变压器的输入功率变小答案C解析由题图乙可知沟通电压最大值U m=36√2V,周期T=0.02 s,可由周期求出角速度的值为2π0.02rad/s=100π,则可得沟通电压u的表达式u=36√2sin 100πt V,故A错误;依据I1I2=n2n1可知变压器原、副线圈中的电流之比为1∶4,故B错误;t=0.01 s 时,瞬时值为零,发电机的线圈平面与磁场方向垂直,发电机的线圈平面位于中性面,故C 正确;R1处温度上升时,阻值减小,电流表的示数变大,变压器的输入功率变大,故D错误;故选C。
高考物理二轮复习:专题分层突破练10 恒定电流和交变电流A组1.(2021浙江高三模拟)如图所示,国内首台10×106 W海上风电机组在福建福清兴化湾二期海上风电场成功并网发电,是目前我国自主研发的单机容量亚太地区最大、全球第二大的海上风电机组。
若已知该风力发电机的年均输出功率为设计功率的55%,每户家庭月均耗电200 kW·h,则一台发电机可供大约多少户家庭用电()A.5 000B.1万C.2万D.4万2.(2020江苏卷)电流互感器是一种测量电路中电流的变压器,工作原理如图所示。
其原线圈匝数较少,串联在电路中,副线圈匝数较多,两端接在电流表上。
则电流互感器()A.是一种降压变压器B.能测量直流电路的电流C.原、副线圈电流的频率不同D.副线圈的电流小于原线圈的电流3.(2021山东高三模拟)如图所示,R1为定值电阻、R为滑动变阻器、C为电容器,闭合开关S,当滑片P向上移动时,下列说法正确的是()A.电流表A1的示数增大B.电流表A2的示数减小C.电容器C的带电荷量减小D.电源内阻r上消耗的电功率增大4.(2020北京卷)如图所示,理想变压器原线圈接在u=U m sin(ωt+φ)的交流电源上,副线圈接三个阻值相同的电阻R,不计电表内电阻影响。
闭合开关S后()A.电流表A2的示数减小B.电压表V1的示数减小C.电压表V2的示数不变D.电流表A1的示数不变5.(2021江苏南通高三二模)如图所示为远距离输电的原理图,发电机输出电压不变,升压变压器、降压变压器均为理想变压器,降压变压器的原、副线圈匝数之比为n。
若用户负载发生变化,电压表V的示数变化ΔU,电流表A的示数变化ΔI,=k。
则两变压器间输电线的总电阻R等于()A.nkB.C.n2kD.6.(2021河北高三模拟)我们可以用某型号脂肪测量仪(如图甲所示)来测量脂肪率。
体液中含有钠离子、钾离子等金属离子而呈现低电阻,而体内脂肪几乎不导电。
专题分层突破练11恒定电流和交变电流A组1.(2020浙江嘉兴测试)某理想变压器输入电压为220 V,输出电压为27 V,原、副线圈匝数分别为n1和n2,则()A.n1<n2B.输入的电流大于输出的电流C.n1>n2D.输出端连接的用电器数量增加,输入端功率不变2.如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器R的滑片向右滑动的过程中()A.电流表A1的示数变小B.电流表A2的示数变小C.电压表V的示数变小D.电阻R1的电功率变大3.电动势为E,内阻为r的电源与可变电阻R1、R2、R3以及一平行板电容器连成如图所示的电路。
当开关S闭合后,两平行金属板A、B间有一带电液滴恰好处于静止状态。
下列说法正确的是()A.将R1的滑片向右移动一小段距离,带电液滴将向下运动B.将R2的滑片向右移动一小段距离,电容器两极板的电荷量将增加C.增大电容器两板间的距离,电容器两极板的电荷量将增加D.减小R3的阻值,R2两端的电压的变化量小于R3两端的电压的变化量4.(2020北京朝阳区高三上期末)汽车蓄电池供电的简化电路如图所示。
当汽车启动时,开关S闭合,启动系统的电动机工作,车灯亮度会有明显变化;当汽车启动之后,开关S断开,启动系统的电动机停止工作,车灯亮度恢复正常。
则汽车启动时()A.电源的效率减小B.车灯一定变亮C.电动机的输出功率等于电源输出功率减去两灯的功率D.若灯L1不亮,灯L2亮,可能是由于L1灯短路所致5.(2020江苏盐城高三下学期三模)如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,定值电阻为R1,滑动变阻器为R。
现闭合开关S,滑动变阻器R的滑动触头P从M端向N端滑动时,则电路中连接的电压表及电流表示数的变化情况分别是()A.电压表示数先变大后变小;电流表示数一直变大B.电压表示数先变小后变大;电流表示数一直变小C.电压表示数先变大后变小;电流表示数先变小后变大D.电压表示数先变小后变大;电流表示数先变大后变小6.(多选)(2020四川成都高三第一次诊断性考试)如图,曲线a为某元件R的伏安特性曲线,直线b为某直流电源的伏安特性曲线。
第一篇专题知能突破专题五恒定电流与交变电流1.如图5-14为某小型水电站的电能输送示意图,A 为升压变压器,其输入功率为P 1,输出功率为P 2,输出电压为U 2;B 为降压变压器,其输入功率为P 3,输入电压为U 3.A 、B 均为理想变压器,输电线的总电阻为r ,则下列关系式正确的是( )图5-14A .P 1>P 2B .P 2=P 3C .U 2>U 3D .U 2=U 3解析:由变压器原理知,P 1=P 2=P 3+ΔP =P 4+ΔP ,U 2=U 3+ΔU ,选C.答案:C2.如图5-15是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的I -R 图象.现将甲、乙串联后接入电路中,则( )A .甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压小B .甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率小C .在相同时间内,电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少D .甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率小解析:若将两电阻丝串联接入电路中,由于通过两电阻丝的电流相同,由图象可知,此时甲的电阻大于乙的电阻,所以甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压大,A 错误;由于两电阻丝的横截面积、长度均相同,故甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大,B 错误;由Q =I 2Rt 可知,在相同时间内,电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少,C 正确;由P =I 2R 可知D 错误.答案:C3.如图5-16所示,C 为两极板水平放置的平行板电容器,闭合开关S ,当 滑动变阻器R 1、R 2的滑片处于各自的中点位置时,悬在电容器C 两极板间的带电尘埃P 恰好处于静止状态.要使尘埃P 向下加速运动,下列方法中可行的是( )A .把R 2的滑片向左移动图5-15 图5-16B.把R2的滑片向右移动C.把R1的滑片向左移动D.把开关S断开解析:考查电路的串并联知识.要使尘埃向下加速运动,必须减小电场力,即减小板间电压.由于滑动变阻器R1处于断路,调节不会有效果,C错;电容器两板间电压等于滑动变阻器R2滑片左边部分的电压,因此要把R2的滑片向左移动,A对,B错;断开开关S时,电容器的电压等于电源的电动势,板间电压会增大,D错.答案:A4.如图5-17甲所示,理想变压器原线圈接图5-17乙所示的正弦交流电,副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻R t(阻值随温度的升高而减小)及定值电阻R1组成闭合电路.则以下判断正确的是()图5-17A.变压器原线圈中交流电压u的表达式u=36sin100πt(V)B.R t处温度升高时,R t消耗的功率变大C.R t处温度升高时,变压器的输入功率变大D.R t处温度升高时,电压表和电流表的示数均变大答案:AC5.(2010·江苏单科,7)在如图5-18所示的远距离输电电路图中,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变.随着发电厂输出功率的增大,下列说法中正确的有()图5-18A.升压变压器的输出电压增大B.降压变压器的输出电压增大C.输电线上损耗的功率增大D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大解析:升压变压器的输出电压由电源电压及匝数比决定,输出功率变大时升压变压器的输出电压不变,A 项错误.由I=可知当输出功率增大时输出电流增大.由U损=IR及P损=I2R可知U损及P损均增大,故C 项正确.当U损增大时降压变压器的输出电压减小,B选项错误.由P损=R可知=R.当输出功率增大时输电线损耗比例增大,D项正确.答案:CD6.(2010·广州调研)电位器是变阻器的一种.如图5-19所示,如果把电位器与灯泡串联起来,利用它改变灯的亮度,下列说法正确的是()A.连接A、B使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗B.连接A、C使滑动触头逆时针转动,灯泡变亮C.连接A、C使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗D.连接B、C使滑动触头顺时针转动,灯泡变亮解析:根据电位器结构和连线可知:连接A、B使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大,回路电流减小,灯泡变暗,A正确;同理,D正确;连接A、C时,滑动触头不能改变回路电阻,灯泡亮度不变,故B、C错误.答案:AD7.(2010·海南四校联考)如图5-20所示,电源电动势为E,内电阻为r.两电压表可看作是理想电表,当闭合电键,将滑动变阻器的触片由左端向右滑动时,下列说法中正确的是()A.小灯泡L2变暗,表的读数变小,表的读数变大B.小灯泡L1变亮,表的读数变大,表的读数变小C.小灯泡L2变亮,表的读数变大,表的读数变小D.小灯泡L1变暗,表的读数变小,表的读数变大解析:根据实物连接图可知,电压表测的是电源的路端电压,电压表测量的是灯泡L2两端的电压,滑动变阻器与灯泡L1并联再与L2串联.当滑动变阻器的触片由左端向右端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,总电流变小,电源内电压变小,因此外电压变大,电压表的示数变大,灯泡L2两端的电压变小,电压表的示数变小,灯泡L2变暗,灯泡L1两端的电压变大,灯泡L1变亮,B正确.答案:B8.如图5-21所示,一只玩具电动机用一节干电池供电,闭合开关S后,发现电动机转速较慢,经检测,电动机性能完好;用电压表测a与b间电压,只有0.6V;断开开关S,测得a与b间电压接近1.5V,电动机转速较慢的原因是()图5-19图5-20图5-21A.开关S接触不良B.电动机接线接触不良C.电动机两端接线短路D.电池过旧,内阻过大解析:开关S接触不良、电动机接线接触不良、电动机两端接线短路,电动机就不会旋转了,而不是转得慢.电动机转得慢的原因是电池过旧,内阻过大,电动机两端的电压过低造成的,D错.答案:D9.如图5-22所示,一理想变压器原副线圈匝数比为n1∶n2=4∶1,原线圈ab间接一电压为u=220sin100πt(V)的交流电源,灯炮L标有“36V,18W”,当滑动变阻器R的滑片处在某位置时,电流表示数为0.25 A,灯泡L 刚好正常发光,则()图5-22A.滑动变阻器R消耗的功率为36WB.定值电阻R0的电阻值为19ΩC.流过灯泡L的交变电流频率为25HzD.将滑动变阻器R的滑片向上滑时,灯泡L的亮度变暗解析:本题考查理想变压器及电路的动态分析的相关知识.根据电流表示数和原副线圈的匝数之比可知副线圈中的电流大小为1 A,灯泡正常发光可知,灯泡所在支路电流为0.5 A,故滑动变阻器所在支路电流为0.5 A,电压为36V,根据P=UI可知滑动变阻器消耗的功率为18W,故A错;根据原副线圈的匝数之比可知副线圈两端的电压的有效值为55V,则R0两端电压为19V,R0的电阻为19Ω,故B正确;原副线圈电流的频率应相同为50Hz,故C错误;滑动变阻器滑片向上滑,阻值增大,则并联电阻的阻值变大,并联电路两端电压变大,灯泡将变亮,故D错误.此题为中等难度题.答案:B10.如图5-23所示,导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上,圆环通过电刷与导线c、d相接.c、d两个端点接在匝数比n1∶n2=10∶1的变压器原线圈两端,变压器副线圈接一滑动变阻器R0.匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下,导体棒ab长为l(电阻不计),绕与ab平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO′以角速度ω匀速转动.如果滑动变阻器的阻值为R时,通过电流表的电流为I,则()图5-23A.滑动变阻器上消耗的功率为P=10I2RB.变压器原线圈两端的电压U1=10IRC.取ab在环的最低端时t=0,则导体棒ab中感应电流的表达式是i=I sinωtD.ab沿环转动过程中受到的最大安培力F=BIl解析:由于电流表示数为有效值,由=可知I2=10I,故P=100I2R,选项A错误;变压器原线圈两端电压为U1=×10IR=100IR,选项B错误;从最低点开始计时,则导体棒中感应电流的瞬时值的表达式为i=I cosωt,选项C错误;导体棒中电流最大值为I,所以F=BIl,选项D正确.答案:D11.如图5-24甲是阻值为5Ω的线圈与阻值为15Ω的电阻R构成的回路.线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生的电动势随时间变化的规律如图5-24乙所示.则()图5-24A.电压表的示数为14.14VB.通过电阻的电流为0.707 AC.电阻R上消耗的功率为7.5WD.通过电阻的电流方向每秒变化100次解析:根据题中图乙可知交流电的有效值为E=V=10V,电压表的示数为×15V=7.5V,A错误;通过电阻的电流为I=A=0.5 2 A≈0.707 A,B正确;电阻R上消耗的功率为P=I2R=2×15W=7.5W,C正确;根据产生交流电的特点,线圈每转一周,电流方向改变两次,则每秒变化×2=50次,D错误.答案:BC12.(2010·长沙市一中月考)一电路如图5-25所示,电源电动势E=28V,内阻r=2Ω,电阻R1=12Ω,R2=R4=4Ω,R3=8Ω,C为平行板电容器,其电容C=3.0pF,虚线到两极板间距离相等,极板长L=0.20 m,两极板的间距d=1.0×10-2 m.图5-25(1)若开关S处于断开状态,则当其闭合后,求流过R4的总电荷量为多少?(2)若开关S断开时,有一带电微粒沿虚线方向以v0=2.0 m/s的初速度射入C的电场中,刚好沿虚线匀速运动,问:当开关S闭合后,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中,能否从C的电场中射出?(要求写出计算和分析过程,g取10 m/s2)解析:(1)S断开时,电阻R3两端电压为U3=E=16VS闭合后,外电阻为R==6Ω路端电压为U=E=21V此时电阻R3两端电压为U3′=U=14V则流过R4的总电荷量为ΔQ=CU3-CU3′=6.0×10-12 C.(2)设微粒质量为m,电荷量为q,当开关S断开时有:=mg当开关S闭合后,设微粒加速度为a,则mg-=ma设微粒能从C的电场中射出,则水平方向运动时间为:t=竖直方向的位移为:y=at2由以上各式求得:y=6.25×10-3 m>故微粒不能从C的电场中射出.答案:(1)6.0×10-12 C(2)不能。