2017届高三物理二轮复习专题能力提升练(五)电路与电磁感应

第1讲 恒定电流和交变电流1．(2016·石家庄正定中学月考五)有一个消毒用电器P ，电阻为20 k Ω，它只有在电压高于24 V 时才能正常工作．今用一个光敏电阻R 1对它进行控制，光敏电阻在光照时为100 Ω，黑暗时为1 000 Ω.电源电动势E 为36 V ，内阻不计，另有一个定值电阻R 2，电阻为1 000 Ω.下列电路开关闭合后能使消毒用电器在光照时正常工作，黑暗时停止工作的是( C )解析：对A 电路，在光照时，光敏电阻为100 Ω，P 为电阻为20 k Ω，R 2电阻为1000 Ω，P 分得电压超过23E ，正常工作；黑暗时，光敏电阻1000 Ω，P 分得电压超过23E ，正常工作，A 错误；同理可以求得B 电路中光照和黑暗时，P 分得电压超过23E ，都可以正常工作，B 错误；电路C 中P 与R 2并联，电阻略小于1000 Ω，能使消毒用电器在光照时正常工作，黑暗时停止工作，C 正确；电路D 中P 与R 1并联，光照时并联部分电阻小于100 Ω，此时P 分得的电压远小于24 V ，不能正常工作，黑暗时并联总电阻小于1000 Ω，P 分得电压同样小于24 V ，也不能正常工作．2．(2016·西安质检一)已知两个电源的电动势为E 1和E 2，内阻r 1和r 2满足关系E 2＞E 1，r 2＞r 1，有一定值电阻R 1分别接在两个电源上，获得相等功率，则将另一电阻R 2且满足R 2＞R 1也分别接在这两个电源上，若接在电源电动势为E 1、E 2的电源上时，R 2获得功率依次为P 1、P 2，则关于电阻R 2获得的功率P 1、P 2有( C )A ．P 1＝P 2B ．P 1＞P 2C ．P 1＜P 2D ．条件不足无法确定解析：当外接电阻R 1时，两电路中R 1获得相同功率， 故E 2r 2＋R 1＝E 1r 1＋R 1，当接电阻R 2时，P 1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫E 1r 1＋R 22·R 2，P 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫E 2r 2＋R 22·R 2，而E 2r 2＋R 2－E 1r 1＋R 2＝E 2[r 1＋R 1＋R 2－R 1－E 1[r 2＋R 1＋R 2－R 1r2＋R 2r 1＋R 2＝E 2－E 1R 2－R 1r 2＋R 2r 1＋R 2>0，故P 2>P 1.3．(2016·石家庄毕业班质检一)用220 V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V ，通过负载的电流图象如图所示，则( D )A ．变压器输入功率为11 WB ．变压器输出电压的最大值是110 VC ．变压器原、副线圈的匝数比是1∶2D ．负载电流的函数表达式i ＝0.05sin 100πt (A)解析：变压器输出电流的有效值为0.052 A ，因此输出的功率为5.52 W ，变压器输入功率等于输出功率，A 错误；输出电压的最大值为110 2 V ，B 错误；由U 1U 2＝n 1n 2得原、副线圈匝数比为2：1，C 错误；根据图象得交流电的周期T ＝0.02 s ，又ω＝2πT＝100π rad/s ，i＝0.05sin100πt (A)，D 正确．4．(2016·山西百校盟质监)如图所示的变压器电路中有五个相同的定值电阻，理想变压器，原、副线圈的匝数比为1∶2，现在a 、b 端输入正弦交流电，则R 1和R 2的功率之比为( A )A ．49∶1B ．24∶1C ．7∶1D ．3∶1解析：由于五个电阻阻值相同，设为R ，则副线圈电路的总电阻为23R ，设副线圈中的电流为I ，根据变流比，原线圈中的电流为2I ，副线圈两端的电压为23IR ，根据变压比可知，原线圈两端的电压为13IR ，因此R 2中的电流为13I ，R 1中的电流为13I ＋2I ＝73I ，则R 1的功率为P 1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫73I 2R ，R 2的功率P 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13I 2R ，因此P 1：P 2＝49：1，A 项正确．5．(2016·海口调研)如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数n 1＝100匝，副线圈匝数n 2＝200匝，电阻R ＝100 Ω，是理想交流电压表，原线圈加上如图乙所示的交流电，则下列说法正确的是( AB )A ．流经电阻R 的电流的频率为50 HzB ．的示数为40 VC ．流经电阻R 的电流每秒方向改变50次D ．电阻R 每秒产生的热量为32 J解析：由题图乙可知，交流电的周期T ＝0.02 s ，故其频率f ＝1T＝50 Hz ，又因为理想变压器不改变交流电的频率，故流经电阻R 的电流的频率也为50 Hz,50 Hz 的交流电每秒电流方向改变100次，选项A 正确，选项C 错误；由题图乙可知，原线圈两端所加交流电压的最大值为20 2 V ，即原线圈两端电压的有效值为U 1＝20 V ，由U 1U 2＝n 1n 2可得，副线圈两端电压为U 2＝40 V ，即电压表的示数为40 V ，电阻R 消耗的功率为P R ＝U 22R＝16 W ，故选项D 错误．6．(2014·新课标全国卷Ⅱ)如图一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2.原线圈通过一理想电流表Ⓐ接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大．用交流电压表测得a 、b 端和c 、d 端的电压分别为U ab 和U cd ，则( BD )A ．U ab ∶U cd ＝n 1∶n 2B ．增大负载电阻的阻值R ，电流表的读数变小C ．负载电阻的阻值越小，cd 间的电压U cd 越大D ．将二极管短路，电流表的读数加倍 解析：设副线圈两端电压为U 2，则有U ab U 2＝n 1n 2，由于二极管具有单向导电性，根据有效值定义可知，U 22R ·T 2＝U 2cd R 1T ，则U cd ＝U 22，故A 项错误；增大负载电阻，由P 2＝U 2cdR 可知，变压器输出功率减小，输入功率P 1也减小，由P 1＝U ab I 1可知，电流表读数减小，B 正确；cd 间的电压U cd 与R 大小无关，C 项错误；将二极管短路，变压器的输出功率P 2＝U 22R ＝2U 2cd R，为原来的2倍，由P 2＝P 1＝U ab I 1可知，电流表的读数变为原来的2倍，D 项正确．7．(2014·福建卷)如图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n 1＝n 4＜n 2＝n 3，四根模拟输电线的电阻R 1、R 2、R 3、R 4的阻值均为R ，A 1、A 2为相同的理想交流电流表，L 1、L 2为相同的小灯泡，灯丝电阻R L ＞2R ，忽略灯丝电阻随温度的变化．当A 、B 端接入低压交流电源时( D )A ．A 1、A 2两表的示数相同B ．L 1、L 2两灯泡的亮度相同C ．R 1消耗的功率大于R 3消耗的功率D ．R 2两端的电压小于R 4两端的电压 解析：设两电流分别为I A 1、I A 2，则I A 2＝U2R ＋R L，由题意知，升压器的升压比与变压器的降压比相等，设为k ，由变压器匝数与电流、电压的关系可知，升压变压器副线圈两端电压U 2＝kU ，降压变压器副线圈中电流I 4＝kI A 1，U 4＝I 4R L ＝kI A 1R L ，则降压变压变压器原线圈两端电压U 3＝kU 4＝k 2I A 1R L ，则I A 1＝U 2－U 32R ，解得I A 1＝kU 2R ＋k 2R L ，则I A 1I A 2＜1，故I A 1＜I A 2，A 错误；I 4＝kI A 1＝k 2U 2R ＋k 2R L ，因I 4I A 2＞1，故两灯泡亮度不同，B 项错误，由P ＝I 2R 可知，P R 可知，U R 2＜U R 4，D 项正确．。

第一部分 专题四 第1讲1．(2016·合肥质检一)图示电路中，GMR 为一个磁敏电阻，它的阻值随所处空间磁场的增强而增大．闭合开关S 1和S 2后，在滑片P 向右滑动时( D )A ．L 1、L 2都变暗B ．L 1、L 2都变亮C ．L 1变暗，L 2变亮D ．L 1变亮，L 2变暗解析：滑片P 向右滑动时，滑动变阻器接入电路的有效电阻变大，电磁铁产生的磁场减弱，磁敏电阻的阻值减小，右侧电路外电阻变小，路端电压变小，L 2变暗，总电阻变小，总电流变大，通过L 2的电流变小，通过L 1的电流变大，L 1变亮，选项D 正确．2．(2016·湖北部分重点中学联考一)如图所示的电路中，R 1是定值电阻，R 2是光敏电阻，电源的内阻不能忽略．闭合开关S ，当光敏电阻上的光照强度增大(即R 2减小)时，下列说法中正确的是( A )A ．电源的路端电压减小B ．通过R 2的电流减小C ．电容器C 所带的电荷量增加D ．电源的效率增大解析：当光敏电阻上的光照强度增大时，R 2减小，即外电阻减小，电源的路端电压变小，选项A 正确；电路中总电阻变小，总电流变大，通过R 2的电流变大，选项B 错误；电容器的电压为路端电压，是减小的，电容器上所带的电荷量Q ＝CU 减小，选项C 错误；电源的效率(η＝U E)随着外电阻的减小而减小，选项D 错误． 3．(2016·南昌调研)如图所示是某型号电吹风的电路图，它主要由电动机M 和电热丝R 构成．已知电吹风的额定电压为220 V ，吹冷风时的功率为120 W ，吹热风时的功率为1 000 W ．关于该电吹风，下列说法正确的是( BD )A ．若S 1、S 2闭合，则电吹风吹冷风B ．电热丝的电阻为55 ΩC ．电动机工作时输出的机械功率为880 WD ．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120 J解析：S 1、S 2都闭合时，由于电热丝加热，吹出的是热风，吹热风时电阻丝的电功率为 P R ＝(1000－120) W ＝880 W ，电动机的功率为P M ＝120 W ，则电热丝的电阻为R ＝U 2P R＝55 Ω， 吹热风时电动机每秒消耗电能Q ＝P M t ＝120 J ，选项AC 错误，BD 正确．4．(2016·山西百校联盟质监)如图所示，图线Ⅰ为某灯泡两端的电压随电流变化的曲线，图线Ⅱ是某电池路端电压随电流变化的曲线，现将图线Ⅰ对应的灯泡直接接在图线Ⅱ对应的电池两端，过较长一段时间后，电池的电动势基本不变，电池的内阻明显变大，则( AC )A ．灯泡的电阻一定减小B ．电源的输出功率一定增大C ．电源的总功率一定减小D ．电源的效率一定增大解析：由于过一段时间后，电源的电动势基本不变，而内阻明显增大，则电池的路端电压随电流变化的曲线如图中虚线Ⅲ所示，此图线与灯泡的U －I 图线的交点对应的电压、电流均变小，因此电源的输出功率变小，电源的总功率IE 也变小，B 项错误，C 项正确；交点的割线斜率也减小，灯泡的电阻减小，A 项正确；由η＝U E×100%可知，电源的效率也减小，D 项错误．5．(2016·长沙一模)某限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图所示．超导部件有一个超导临界电流I c ，当通过限流器的电流I >I c 时将造成超导体失超，即从超导体(可视为电阻为零)转变为正常态(可视为定值纯电阻)，以此便可限制电路系统的故障电流．已知超导部件的正常态电阻为R 1＝3 Ω，超导临界电流I c ＝1.2 A ，限流电阻R 2＝6 Ω.小灯泡L 上标有“6 V 6 W ”，电源电动势E ＝8 V ，内阻r ＝2 Ω.原来电路正常工作，现L 突然发生短路，则( C )A ．L 短路前通过R 1的电流为23A B ．L 短路前通过R 2的电流为1 A C ．L 短路后通过R 1的电流为43A D ．L 短路后通过R 2的电流为415A 解析：短路前灯泡正常发光，则电路中电流I ＝P U ＝66 A ＝1 A ，选项A 错误；此时R 2被短路，电流全部通过R 1，故R 1中电流为1A ，选项B 错误；L 短路后，电路中电流为I ＝E r ＝82A ＝4 A ， 超过了超导临界电流，超导部件将由超导状态转化为正常状态，此时R 1、R 2两电阻并联，R 并＝3×63＋6Ω＝2 Ω， 电路中总电流I ＝E R 并＋r ＝82＋2A ＝2 A ， 此时通过R 1的电流I 1＝2I 3＝43A ， 通过R 2的电流为I 2＝2I 6＝23A ， 选项C 正确，D 错误．6．(2016·东北三省四市联考一)如图所示电路，当滑动变阻器R 3的触头向右移动一小段距离后，电压表V 1和电压表V 2的示数的变化量分别为ΔU 1和ΔU 2(均取绝对值)，电容器C 的带电量变化量为ΔQ .则下列说法中正确的是( BC )A ．电压表V 1的示数变大，电压表V 2的示数变小，且有ΔU 1>ΔU 2B ．电压表V 1的示数变小，电压表V 2的示数增大，且有ΔU 1>ΔU 2C ．电容器的左极板带正电，且有ΔQ >0D ．电容器的左极板带正电，且有ΔQ <0解析：根据闭合电路欧姆定律，当滑动变阻器R 3的触头向右移动一小段距离后，R 3接入电路中的阻值减小，回路总电阻减小，总电流增大，内电压增大，电压表V 2的示数U 2变大；由于电路路端电压减小，而定值电阻R 2两端的电压U 2变大，故电压表V 1的示数U 1变小.ΔU 1ΔI等于电源内阻和定值电阻R 2之和，即ΔU 1ΔI ＝R 2＋r ，而ΔU 2ΔI＝R 2，故ΔU 1＞ΔU 2，选项A 错误，B 正确；电容器两端的电压等于定值电阻R 2两端的电压U 2，由Q ＝CU ，电容器的带电量增大，故ΔQ ＞0，且左极板带正电，选项C 正确，D 错误．7．(2016·浙江嘉兴期末)某兴趣小组利用如图所示装置给小灯泡供电．矩形闭合导线框ABCD 处于磁感应强度大小为B 的水平匀强磁场中，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO ′以角速度ω匀速转动，并通过变压器给小灯泡供电．下列说法正确的是( BD )A ．图示位置穿过线框的磁通量为零B ．图示位置线框产生的感应电动势为零C ．使用变压器的目的是为了提高输出功率D ．若灯泡偏暗，可通过减少原线圈匝数来提高灯泡亮度解析：图示位置穿过线圈的磁通量最大，线圈平面与中性面重合，感应电动势为零，选项A 错误，选项B 正确；变压器只能改变电压，不能提高输出功率，选项C 错误；根据U 1U 2＝n 1n 2，减少原线圈的匝数可以增加副线圈的电压，使偏暗的灯泡变亮．选项D 正确． 8．(2016·长沙模拟二)如图所示电路，一理想变压器的原线圈ab 间接电压为u ＝2202sin100πt(V)的交流电源，R 0为定值电阻，当滑动变阻器R 的滑片处在某位置时，灯泡L 刚好正常发光，则( CD )A ．流过灯泡L 的交变电流频率跟变压器的原、副线圈匝数比无关，为100 HzB ．将R 的滑片向上滑稍许，灯泡L 的亮度不变C ．将R 的滑片向下滑稍许，变压器的输入功率变大D ．将R 的滑片向下滑稍许，灯泡L 的亮度变暗解析：由ω＝2πf 得，交流电的频率f ＝50 Hz ，流过灯泡L 的交变电流频率跟变压器的原、副线圈匝数比无关，为50 Hz ，选项A 错误；由U 1U 2＝n 1n 2得，n 1、n 2不变，U 1不变，故U 2不变，将R 的滑片向上滑，滑动变阻器接入电路中的阻值增大，副线圈中的电流I 2减小，定值电阻R 0两端的分压减小，故灯泡L 两端的电压增大，灯泡L 亮度变亮，选项B 错误；将R 的滑片向下滑稍许，滑动变阻器接入电路中的阻值减小，副线圈中的电流I 2增大，定值电阻R 0两端的电压增大，故灯泡L 两端的电压减小，灯泡L 亮度变暗，变压器的输出功率P 2＝U 2I 2变大，故变压器的输入功率P 1变大，选项CD 正确．9．(2016·武汉4月调研)心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可以等效为虚线框内的交流电源和定值电阻R 0串联，如图所示．心电图仪与一理想变压器的原线圈连接，一可变电阻R 与该变压器的副线圈连接．在交流电源的电压有效值U 0不变的情况下，将可变电阻R 的阻值调大的过程中( C )A ．通过原线圈的电流不变，通过副线圈的电流不变B ．通过原线圈的电流不变，通过副线圈的电流变小C ．通过原线圈的电流变小，通过副线圈的电流变小D ．通过原线圈的电流变大，通过副线圈的电流变大解析：设理想变压器输出电压的有效值为U 2、通过副线圈的电流为I 2，通过原线圈的电流为I 1，由欧姆定律I ＝U R 知，可变电阻R 的阻值增大时，通过副线圈的电流I 2减小，由I 1I 2＝n 2n 1知，通过原线圈的电流I 1减小，选项C 正确，选项ABD 错误．10．(2016·济南3月模拟)如图为发电厂向远处用户的输电电路示意图，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．若输送功率增大，下列说法中正确的有( CD )A ．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：若输送功率增大，发电厂的输出电压不变，由U 1U 2＝n 1n 2知，升压变压器的输出电压不变，选项A 错误；输送功率增大，输出电流增大，所以输电线上损耗的功率增大，选项C 正确；输电线损失电压增大，所以降压变压器的输入电压减小，降压变压器的输出电压减小，选项B 错误；输电线上损耗的功率占总功率的比例为I 22r U 2I 2，由于输电线电流I 2增大，故选项D 正确．11．(2016·东北三省三校联考一)如图所示，一个“”形线框处在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，OO ′为磁场的边界．现使线框以角速度ω绕轴OO ′匀速转动，通过金属转轴和电刷与阻值为R 的外电阻相连．已知线框各边长为L ，总电阻为r ，不计轴与电刷的电阻．则电路中电流的有效值为( D )A ．BωL 2R ＋rB ．2BωL 22(R ＋r )C ．2BωL 24(R ＋r ) D.BωL 22(R ＋r )解析：线框匀速转动，产生的感应电动势最大值E m ＝BL v ＝BLωL ＝BωL 2，由于是有界磁场且初始时刻产生的感应电动势为零，则产生的感应电动势随时间变化规律如图所示，则⎝⎛⎭⎫E m 22R ＋r ·T 2＝E 2有R ＋rT ， 可得E 有＝BωL 22， 则电流有效值为I 有＝E 有R ＋r ＝BωL 22(R ＋r )，D 正确． 12．(2016·江苏苏州调研)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，L 1、L 2、L 3为三只规格均为“9 V 6 W ”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端接入如图乙所示的交变电压，则以下说法中正确的是( BD )A ．电压表的示数为27 2 VB ．电流表的示数为2 AC ．副线圈两端接入耐压值为10 V 的电容器能正常工作D ．变压器副线圈中交变电流的频率为50 Hz解析：由输入端交变电压u 的图象，可求出有效值为27 V ，电压表的示数为有效值，选项A 错误；由U 1U 2＝n 1n 2可得副线圈两端的电压为U 2＝9 V ,3只灯泡均能正常发光，由P ＝UI 得每只灯泡通过的电流为I ＝P U 2＝69 A ＝23A ， 电流表的读数为I 2＝3×23A ＝2 A ，选项B 正确； 副线圈两端电压的最大值为9 2 V ＞10 V ，接入耐压值为10 V 的电容器不能正常工作，选项C 错误；由交流电的图象可知其周期为0.02 s ，故其频率f ＝1T＝50 Hz ，选项D 正确． 13．(2016·东北三省四市联考一)如图，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n ，原线圈接正弦交流电，输出端接有一个交流电压表和一个电动机．电动机线圈电阻为R ，当输入端接电源后，电流表读数为I ，电压表读数为U ，电动机带动一重物匀速上升．下列判断正确的是( C )A ．电动机两端电压为2UB ．电动机消耗的功率为U 2RC ．电动机的输出功率为nUI －n 2I 2RD ．变压器的输入功率为UI n解析：电动机两端的电压等于副线圈两端的电压，即电压表的读数U ，选项A 错误；根据I 1I 2＝n 2n 1得，副线圈中的电流I 2＝nI ，故电动机消耗的功率为P ＝UI 2＝nUI ，输出功率P 出＝nUI －I 22R ＝nUI －n 2I 2R ，选项B 错误；C 正确；根据理想变压器的特点，P 1＝P 2，故变压器的输入功率P 1＝P 2＝UI 2＝nUI ，选项D 错误．14．(2016·湖北七市(州)联考)如图所示为远距离输电的原理图，已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，两端电压分别为U 1、U 2，电流分别为I 1、I 2，升压变压器到降压变压器之间输电线上的总电阻为R ，变压器均为理想变压器，若保持发电机的输出功率和输出电压不变，则下列说法正确的是( D )A ．用户端的负载增加(并联用电器增多)时，I 2增大，I 1增大B ．远距离输电线上的电流I 2＝U 2RC ．若用户端要得到U 1大小的电压，则降压变压器原、副线圈的匝数比为n 2∶n 1D ．无论用户端的负载如何变化，始终有I 1U 1＝I 2U 2解析：发电机的输出功率及输出电压不变，由P ＝UI 可知I 1不变，进而可得I 2不变，A 错误；U 2为升压变压器副线圈上的电压，U 2并不是完全加在R 上，B 错误，由于输电线路上要分得一部分电压，所以用户要得到U 1大小的电压，降压变压器原副线圈匝数比大于升压变压器副、原线圈匝数比，C 错误；理想变压器输入功率和输出功率相等，即I 1U 1＝I 2U 2，D 正确．15．(2016·南昌模拟一)某供电系统是由交流发电机输出电压和副线圈匝数可调的变压器组成，如图所示．图中R 0表示输电线的电阻．则( BD )A ．当电压表V 1示数减小，而用电器负载不变时，不改变触头位置，电流表A 1示数增大B ．当电压表V 1示数减小，而用电器负载不变时，适当上移触头P ，可使电流表A 2示数不变C ．当电压表V 1示数不变，当用电器负载增加时，不改变触头位置，电流表A 1示数不变D ．当电压表V 1示数不变，当用电器负载增加时，适当上移触头P ，电流表A 1示数一定增加解析：根据理想变压器的电压比等于匝数比，当输入电压减小时，输出电压U 2也减小，由I ＝U R 可知I 2减小，又因I 1n 1＝I 2n 2，所以I 1减小，故电流表A 1的示数减小，选项A 错误；根据U 1n 1＝U 2n 2，减小U 1，上移触头P ，n 2变大，U 2可能不变，电流表A 2的示数可能不变，选项B 正确，增加负载相当于减小电阻值，根据U 1n 1＝U 2n 2.输出电压U 2不变，则电流表A 2示数变大，电流表A 1的示数变大，选项C 错误；根据U 1n 1＝U 2n 2，上移触头P ，n 2变大，输出电压U 2变大，则电流表A 2示数变大，电流表A 1的示数变大，选项D 正确．。

限时规范训练建议用时：35分钟1．(多选)某正弦交流电的i－t图象如图所示，则该电流的()A．频率f＝0.02 HzB．有效值I＝10 2 AC．峰值I m＝10 2 AD．瞬时值表达式i＝20sin 100πt(A)解析：选BD.由题图可知，该交流电的周期为0.02 s，则频率为50 Hz，角速度为100π rad/s，最大值为20 A，则有效值为10 2 A，瞬时值表达式为：i＝20sin 100πt(A)，即B、D正确．2．(多选)在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1是半导体制成的NTC热敏电阻，其阻值随着温度的升高而减小，R2、R3为定值电阻，C为电容器，L为小灯泡，电流表内阻可忽略．当电路所处环境温度下降时，则()A．电流表的示数增大B．R2两端的电压减小C．小灯泡变暗D．电容器C所带的电荷量增大解析：选BD.当温度下降时，热敏电阻R1阻值增大，电路总电阻增大，电路中总电流I减小，即电流表的示数减小，选项A错误；R2两端的电压U2＝IR2，电路中总电流I减小，所以电压U2减小，选项B正确；由于电源内电压U r＝Ir减小，R2两端的电压也减小，则小灯泡L两端电压增大，所以小灯泡L变亮，选项C错误；电源内电压减小，路端电压增大，电容器两端电压增大，电容器所带的电荷量Q ＝UC 增大，选项D 正确．3．(2016·山西晋城二模)在图甲中，理想变压器的原、副线圈匝数之比n 1∶n 2＝1∶3，滑片P 置于副线圈的中点．在图乙中，滑动变阻器最大阻值R 0＝6 Ω，滑动触头P 置于R 0的中央．两电路的输入端都接交流u ＝202sin 100πt (V)的正弦交流电，输出端各接一个阻值R ＝6 Ω的定值电阻和理想交流电压表．两电压表的读数U 1、U 2分别为()A ．U 1＝30 V ，U 2＝8 VB ．U 1＝30 V ，U 2＝10 VC ．U 1＝60 V ，U 2＝8 VD ．U 1＝60 V ，U 2＝10 V解析：选A.交流电的有效值为U ＝20 V ，对甲电路U U 1＝n 1n 22，解得U 1＝30 V ；对乙电路R 并＝3×63＋6 Ω＝2 Ω，可求U 2＝23＋2×20 V ＝8 V ，故选A. 4．某交变电压为u ＝8sin(157t )V ，则( )A ．用此交流电作打点计时器的电源时，打点周期为0.02 sB ．此交流电可作为电磁打点计时器的工作电源C ．把额定电压为8 V 的小灯泡接在此电源上，小灯泡正常发光D ．把击穿电压为6 V 的电容器接在此电源上，电容器正常工作解析：选B.根据u ＝8sin(157t )V 可知2πT ＝157 rad/s ，解得周期为T ＝0.04 s ，选项A错误；电磁打点计时器所接交流电源的频率不一定是50 Hz ，若用该交流电作为电源，则打点时间间隔为0.04 s ，选项B 正确；额定电压8 V 指的是有效值，选项C 错误；电容器击穿电压为6 V ，比最大值8 V 要小，因此该电容器不能正常工作，选项D 错误．5．(多选)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈接电压恒定的交流电，副线圈输出端接有R＝4 Ω的电阻和两个“18 V9 W”相同小灯泡，当开关S断开时，小灯泡L1刚好正常发光，则()A．原线圈输入电压为200 VB．S断开时原线圈中的电流为0.05 AC．闭合开关S后，原、副线圈中的电流之比增大D．闭合开关S后，小灯泡L1消耗的功率减小解析：选ABD.灯泡正常发光，副线圈电流为I＝0.5 A，所以副线圈两端电压U＝18 V＋0.5×4 V＝20 V，电压与匝数成正比，原线圈输入电压为200 V，所以A正确；电流与匝数成反比，可知S断开时原线圈中的电流为0.05 A，所以B正确；闭合开关S后，原、副线圈中的电流之比不变，所以C错误；当开关S闭合时，总电阻减小，副线圈电压不变，所以副线圈电流增大，R分压增大，小灯泡L1消耗的功率减小，故D正确．6．中国已投产运行的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为()A.P4 B.P2C．2P D．4P解析：选A.设输送功率为P，输送电流为I，输送电压为U，则P＝UI，I＝P U，P损＝I2R.输送电压升为原来的2倍，则输送电流降为原来的一半，P损降为原来的四分之一，故选A.7．(多选)如图所示，一只理想变压器原线圈与频率为50 Hz的正弦交变电源相连，两个阻值均为20 Ω 的电阻串联后接在副线圈的两端．图中的电流表、电压表均为理想交流电表，原、副线圈分别为200匝和100匝，电压表的示数为5 V．则()A．电流表的读数为0.5 AB．流过电阻的交变电流的频率为100 Hz C．交变电源的输出电压的最大值为20 2 V D．交变电源的输出功率为2.5 W解析：选CD.根据欧姆定律可得副线圈中的电流I2＝UR＝0.25 A，根据理想变压器原、副线圈中的电流比I1I2＝n2n1，可解得I1＝0.125 A，A错误；理想变压器原、副线圈中的交变电流的频率相同，都为50 Hz，B错误；副线圈输出电压的有效值是10 V，根据正弦交变电流的最大值和有效值的关系可得其最大值应为U2m＝10 2 V，原、副线圈电压比为U1U2＝n1n2，可得交变电源输出电压的最大值为U1m＝20 2 V，C正确；对于理想变压器，交变电源的输出功率等于变压器副线圈所接电路消耗的功率，P＝2×5220W＝2.5 W，故D正确．8．(多选)一理想自耦变压器的原线圈接有正弦交变电压，如图甲所示，副线圈接有可调电阻R，触头P与线圈始终接触良好，下列判断正确的是()A．交变电源的电压u随时间t变化的规律是u＝U0cos 100πt VB．若仅将触头P向A端滑动，则电阻R消耗的电功率增大C．若仅使电阻R增大，则原线圈的输入电功率增大D．若使电阻R增大的同时，将触头P向B端滑动，则通过A处的电流一定增大解析：选AB.从题图甲可看出，交流电的周期T＝2×10－2s，最大值为U0，所以交变电源的电压u随时间t变化的规律是u＝U0·cos 2πT t V＝U0cos 100πt V，选项A正确；因原、副线圈两端电压与其匝数成正比，当仅将触头P向A端滑动时，副线圈两端的电压增大，即电阻R两端的电压增大，则电阻R消耗的电功率增大，选项B正确；若仅使电阻R增大，则副线圈两端的电压不变，电阻R消耗的电功率P＝U22R减小，原线圈的输入电功率也减小，选项C错误；将触头P向B端滑动，副线圈两端的电压减小，同时电阻R增大，通过R的电流I2＝U2R减小，根据I1n1＝I2n2，通过A处的电流也一定减小，选项D错误．9．一台小型发电机产生的电动势随时间以正弦规律变化的图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则()A．电压表V的读数为220 VB．电路中的电流方向每秒改变50次C．灯泡实际消耗的功率为484 WD．发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为24.2 J解析：选D.由题图甲知发电机产生的感应电动势有效值为220 V，灯泡中电流大小为I＝ER＋r＝2.2 A，电压表读数为U＝IR＝2.2×95.0 V＝209 V，选项A错误；由题图甲知交变电流的周期为0.02 s，则其频率为50 Hz，电路中的电流方向每秒改变100次，选项B错误；灯泡实际消耗的功率为P＝IU＝209×2.2 W＝459.8 W，选项C错误；发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为Q＝I2rt＝2.22×5×1 J＝24.2 J，选项D正确．10．如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2和R3均为定值电阻，V1和V2为理想电压表，A1和A2为理想电流表．开关S闭合时，V1和V2的读数分别为U1和U2；A1和A2的读数分别为I1和I2.若交流电源电压不变，现断开S，下列推断中正确的是()A．U2可能变小、I2一定变小B．U2一定不变、I2一定变小C．I1一定变小、I2可能变大D．I1可能变大、I2可能变大解析：选B.交流电源电压不变，U1数值不变，根据变压器变压公式可知，副线圈电压只与原线圈电压和变压器原、副线圈匝数比有关．现断开S，U2不变，副线圈所接电路的等效电阻增大，电流表A2的读数I2变小，选项B正确．变压器输出功率减小，导致变压器输入功率变小，I1变小，选项C、D错误．11．(多选)如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝2 10T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5 m2，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝200 rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V60 W”的灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法中正确的是()A．该交流电的频率为200 HzB．线框中产生的交变电流的电动势的有效值为500 2 VC．变压器原、副线圈匝数之比为25∶11D．允许变压器输出的最大功率为5 000 W解析：选CD.题中线圈转动的角速度ω＝200 rad/s，根据ω＝2πf可得，f＝100πHz，A错误．产生的交变电流的电动势的最大值E m＝NBSω＝500 2 V，有效值为500 V，B错误．变压器原、副线圈匝数之比为500∶220＝25∶11，C正确．由于熔断器允许通过的最大电流为10 A，所以允许变压器输出的最大功率为P m＝EI m＝500 V×10 A＝5 000 W，D正确．12．如图1所示为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，降压变压器原副线圈匝数比为100∶1，远距离输电线的总电阻为100 Ω.若升压变压器的输入电压如图2所示，输入功率为750 kW.下列说法正确的是()A ．用户端交流电的频率为100 HzB ．输电线中电流为30 AC ．用户端电压为250 VD ．输电线路损耗功率为180 kW解析：选B.由题图2知，交流电的周期为0.02 s ，则其频率f ＝1T ＝50 Hz ，A 错误；由于输入电压的有效值为250 V ，则输入电流I ＝P U ＝3 000 A ，由变流比知，输电线中的电流为30 A ，B 正确；由变压比知，升压变压器中副线圈两端的电压为25 000 V ，输电线上损失的电压ΔU ＝I 线R ＝30×100 V ＝3 000 V ，因此降压变压器输入端电压为22 000 V ，由变压比知，用户端电压为220 V ，C 错误；输电线损耗的功率P 损＝I 2线R ＝302×100 W ＝90 kW ，D 错误．13．(多选)如图甲为小型旋转电枢式交流发电机，电阻为r ＝2 Ω矩形线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO ′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与右侧电路连接，右侧电路中滑动变阻器R 的最大阻值为R 0＝407Ω，滑动片P 位于滑动变阻器中央，定值电阻R 1＝R 0、R 2＝R 02，其它电阻不计．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，闭合开关S ，线圈转动过程中理想交流电压表示数是10 V ，图乙是矩形线圈磁通量Φ随时间t 变化的图象，则下列说法正确的是( )A ．电阻R 2上的热功率为57 WB ．0.02 s 时滑动变阻器R 两端的电压瞬时值为零C ．线圈产生的感应电动势随时间t 变化的规律是e ＝102cos 100πt (V)D ．线圈开始转动到t ＝1600 s 的过程中，通过R 1的电荷量为2200π C解析：选AD.根据串联电路分压关系，可求得R 2两端的电压为107 V ，故P ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1072207W ＝57 W ，A 正确；0.02 s 时线圈的磁通量为零，此时线圈中电动势最大，R 两端电压最大，B 错误；因线圈有内阻r ，故电动势最大值E m ＞10 2 V ，C 错误；由R外＝10 Ω，r ＝2 Ω，U ＝10 V 可得E m ＝NBSω＝12 2 V ，又q ＝N ΔΦR 外＋r ＝NBS sin 30°R 外＋r ，以上各式联立可得：q ＝2200π C ，D 正确．。

第2讲电磁感应规律及其应用一、选择题(1～3题为单项选择题，4～7题为多项选择题)1.(2016·河南焦作模拟)如图1所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为l ＝1 m，c、d间，d、e间，c、f间分别接着阻值R＝10 Ω的电阻。

一阻值R＝10 Ω的导体棒ab以速度v＝4 m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小B＝0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场。

下列说法中正确的是( )图1A．导体棒ab中电流的流向为由b到aB．c、d两端的电压为2 VC．d、e两端的电压为1 VD．f、e两端的电压为1 V解析由右手定则可知ab中电流方向为a→b，选项A错误；导体棒ab切割磁感线产生的感应电动势E＝Blv，ab为电源，c、d间电阻R为外电路负载，d、e和c、f间电阻中无电流，d、e间无电压，因此c、d间与f、e间电压相等，U cd＝E2R ×R＝Blv2＝1 V，选项D正确，B、C错误。

答案 D2. (2016·山东临沂模拟)边长为a的正三角形金属框架的左边竖直且与磁场右边界平行，该框架完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中。

现把框架匀速水平向右拉出磁场，如图2所示，则下列图象与这一过程相符合的是( )图2解析 该过程中，框架切割磁感线的有效长度等于框架与磁场右边界两交点的间距，根据几何关系有l 有＝233x ，所以E 电动势＝Bl 有v ＝233Bvx ∝x ，选项A 错误，B 正确；F 外力＝B 2l 2有v R ＝4B 2x 2v 3R ∝x 2，选项C 错误；P 外力功率＝F 外力v ∝x 2，选项D 错误。

答案 B3．(2016·浙江理综，16)如图3所示，a 、b 两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长l a ＝3lb ，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则( )图3A ．两线圈内产生顺时针方向的感应电流B ．a 、b 线圈中感应电动势之比为9∶1C ．a 、b 线圈中感应电流之比为3∶4D ．a 、b 线圈中电功率之比为3∶1解析 根据楞次定律可知，两线圈内均产生逆时针方向的感应电流，选项A 错误；因磁感应强度随时间均匀增大，设ΔB Δt ＝k ，根据法拉第电磁感应定律可得E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB Δtl 2，则E a E b ＝(31)2＝91，选项B 正确；根据I ＝E R ＝E ρ4nl S ′＝nΔB Δt l 2S ′4ρnl ＝klS ′4ρ可知，I ∝l ，故a 、b 线圈中感应电流之比为3∶1，选项C 错误；电功率P ＝IE ＝klS ′4ρ·n ΔB Δt l 2＝nk 2l 3S ′4ρ，则P ∝l 3，故a 、b 线圈中电功率之比为27∶1，选项D 错误。