專題5第1講電路和電磁感應(yīng)

1、專題五第一講、選擇題（16題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，710小題有多個(gè)選項(xiàng)正確）1 . （2014 云南第一次檢測(cè)）如圖所示，將理想變壓器原線圈接入電壓隨時(shí)間變化規(guī)律為:u= 220 2sin 100 n t（V）的交流電源上，在副線圈兩端并聯(lián)接入規(guī)格為“ 22 V 22 W”的燈泡10個(gè)，燈泡均正常發(fā)光。除燈泡外的電阻均不計(jì)，下列說法正確的是A.變壓器原、副線圈匝數(shù)比為B.電流表示數(shù)為1AC.電流表示數(shù)為10AD.副線圈中電流的頻率為5Hz答案B解析 由 u = 220 2sin100輸出端10個(gè)燈泡并聯(lián)且正常發(fā)光,22/2n t（V）可知，輸入電壓的有效值 U = V= 220V,又知在 yj2則

2、知輸出端電壓的有效值U2= 22V,則n1 : n2= U : U2= 10 :1, A錯(cuò)；燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流PI = u= 1A,輸出端10個(gè)燈泡均正常發(fā)光，總電流 I 2= 10I =10A,根據(jù)丨1： I 2= n2 : n 1,得出電流表示數(shù) 丨1= 1A, B對(duì)，C錯(cuò)；變壓器中輸出電流的頻率與輸入電流的頻率是一致的, 罟上Hz= 50Hz, D錯(cuò)。2 n2 . （2014 浙江）如圖所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡化電路圖。發(fā)電廠的輸出電壓是U,用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是丨1,其末端間的電壓為U。在輸電A. 用戶端的電壓為1心/1 2B.輸電線上的電壓降為UC.理

3、想變壓器的輸入功率為 l1rD.輸電線路上損失的電功率為I1U答案A解析本題考查遠(yuǎn)距離輸電，解題關(guān)鍵是弄清遠(yuǎn)距離輸電的原理和方法。根據(jù)變壓器的原理，有U2 n2U1= n112 niI in2I i所以用戶端電壓 Uz=-U, A正確，輸電線上的電壓降， U= IiR<U B錯(cuò)誤；理想變壓器I 2的輸入功率Pl = Uli, C錯(cuò)誤；輸電線上損失功率 P損=llr, D錯(cuò)誤。遠(yuǎn)距離輸電中電路損耗功率P損=I線R線，其中線=P輸電3. （2014 甘肅第一次診斷）圖中B為理想變壓器，接在交變電壓有效值保持不變的電源 上。指示燈Li和L2完全相同（其阻值均恒定不變），R是一個(gè)定值電阻，電壓表

4、、電流表都為 理想電表。開始時(shí)開關(guān)S是閉合的，當(dāng)S斷開后，下列說法正確的是 （）A.電流表A的示數(shù)變大B.電壓表的示數(shù)變大C.電流表A的示數(shù)變小D.燈Li的亮度變暗答案C解析 變壓器輸出電壓由輸入電壓和匝數(shù)比決定，S斷開后輸入電壓和匝數(shù)比不變，所以電壓表的示數(shù)不變；但負(fù)載電阻變大，則輸出電流變小，A2的示數(shù)變??；輸出、輸入功率變小，則Ai的示數(shù)變小；因 R上電壓變小，則Li上電壓變大，亮度變亮。故只有 C對(duì)。4. （20i4 江西八校聯(lián)考）有一種調(diào)壓變壓器的構(gòu)造如圖所示。線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上，C、D之間加上輸入電壓，轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭P就可以調(diào)節(jié)輸出電壓。圖中 A為交流電流表，V為交流電壓

5、表，Ri、Ra為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，C、D兩端接正弦交流電源，變A. 當(dāng)R3不變，滑動(dòng)觸頭 P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小B. 當(dāng)R3不變，滑動(dòng)觸頭 P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小C. 當(dāng)P不動(dòng)，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小D. 當(dāng)P不動(dòng)，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大，電壓表讀數(shù)變大答案AUCd ncD解析當(dāng)R3不變，P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，nMN減小，由77= ，知Umn減小，則電壓、電流表 UMn nMN讀數(shù)均減小，A項(xiàng)正確，同理知 B項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)P不動(dòng)時(shí)，匝數(shù)nMN不變，輸出電壓 Umn不變，滑片 向上滑動(dòng)，根據(jù)

6、串反并同，得電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小，C項(xiàng)錯(cuò)誤，同理知 D項(xiàng)也錯(cuò)誤。5. （2014 山西太原一摸）如圖是原、畐U線圈都有中心抽頭（匝數(shù)一半處）的理想變壓器,原線圈通過單刀雙擲開關(guān)S與電流表連接，副線圈通過另一單刀雙擲開關(guān)S2與定值電阻 R）相U的正弦交流連接，通過S、S2可以改變?cè)⒏本€圈的匝數(shù)?，F(xiàn)在原線圈上加一電壓有效值為電，當(dāng)Si接a.S接c時(shí)，電流表的示數(shù)為I，下列說法正確的是（2IA.當(dāng)S接a, S2接d時(shí)，電流為B.當(dāng)S接a, S2接d時(shí)，電流為C.當(dāng)Si接a, S2接d時(shí)，電流為D.當(dāng)Si接a, S2接d時(shí)，電流為答案1 C解析|設(shè)Si、&分別接a、c時(shí),匝數(shù)比為n

7、i : n2,則輸出電壓212i4I功率 p= ui = R,n2UU'在Si、S分別接a、d時(shí)，輸出電壓喬功率P'= UI'2O?，解得FR）B項(xiàng)均錯(cuò)，同理可知， C項(xiàng)對(duì)、D項(xiàng)錯(cuò)誤。6. （2014 湖北八校二聯(lián)）如圖為學(xué)校配電房向各個(gè)教室的供電示意圖,T為理想變壓器,V、Ai為監(jiān)控市電供電端的電壓表和電流表，V2、A2為監(jiān)控校內(nèi)變壓器的輸出端的電壓表和電流表，Ri、R2為教室的負(fù)載電阻， M、A3為教室內(nèi)的監(jiān)控電壓表和電流表，配電房和教室間有 相當(dāng)長的一段距離，則當(dāng)開關(guān) S閉合時(shí)（）A. 電流表A、A和A的示數(shù)都變大B. 只有電流表 Ai的示數(shù)變大C. 電壓表必的示

8、數(shù)變小D. 電壓表V2和V3的示數(shù)都變小答案CU nini解析 在電路中，S閉合前，由人=可知，電壓表的示數(shù) V2為U2= U,電路中電流表U2 n 2比A與A是串聯(lián)關(guān)系，則由歐姆定律可得U212= 13=（r為電線電阻），電壓表 V3的示數(shù)為U3r十R12 ni一壓=Ri12，再由廠=可知電流表 Ai示數(shù)為li= 12，同理，在電路中 S閉合后，可知因 U不變，I i n2nin2U2電壓表V2示數(shù)為U2'=U= U2不變，|2= （r為電線電阻），因R并<R,則有12 >1 2, nir 十 R并壓U3又 li'= 12'，貝V 11' >

9、| i，由 U2 '= Ur'+ U3'= I2' r 十 U3',可知 U3' <U3,又 I 3 =nir則I 3 <| 3,則可判斷Vi不變，V2不變，V3變小，Ai變大，A變大、A變小，A B D項(xiàng)都錯(cuò)誤, C項(xiàng)正確。7. （20i4 江蘇）如圖所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，過了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來。若要縮短上述加熱時(shí)間，下列措施可行的有（）A. 增加線圈的匝數(shù)B. 提高交流電源的頻率C. 將金屬杯換為瓷杯D. 取走線圈中的鐵芯答案AB解析本題考查交變電流中渦流的產(chǎn)生。解題的關(guān)鍵是要弄清杯內(nèi)水沸騰

10、的原因和決定的因素。交變電流在鐵芯中產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，金屬杯不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流而發(fā)熱，從而使杯內(nèi) 水沸騰。增加線圈的匝數(shù)和提高交流電源的頻率都可以增大金屬杯產(chǎn)生的電流，可縮短加熱 時(shí)間，選項(xiàng)A, B正確；將金屬杯換成瓷杯，變化磁場(chǎng)不能使它產(chǎn)生電流，也就不能使水加熱， 選項(xiàng)C錯(cuò)誤；取走線圈中的鐵芯，會(huì)減小周圍的磁場(chǎng)，金屬杯產(chǎn)生的電流會(huì)減小，從而增加 水沸騰的時(shí)間，選項(xiàng) D錯(cuò)誤。借助生活中的裝置考查物理知識(shí)是高考中常見題型。8. （20i4 黑龍江齊齊哈爾二模）如圖所示，一理想變壓器原、畐U線圈的匝數(shù)之比為iO：i,原線圈兩端接入一正弦交流電源；副線圈電路中的電容器C和電阻R為負(fù)載，交流電壓表和交流電流

11、表均為理想電表，則下列說法正確的是（）A. 若電壓表的示數(shù)為 6V,則輸入電壓的峰值為60 2VB. 電流表的示數(shù)為流經(jīng)電阻R的電流C. 若輸入電壓 U= iOOV,則電容器 C的耐壓值至少為iOVD. 若輸入電壓的峰值保持不變，將其頻率變大，則變壓器的輸入功率也將增大答案AD解析電壓表示數(shù)為6V,由斗='，得U= 60V,則輸入電壓的峰值為 Um= 65/2v, A項(xiàng)正確；在交流電路中電容器 C電阻R都工作，則電流表測(cè)得的是流經(jīng)R與C的電流之和，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若輸入電壓 U= 100V,則輸入電壓峰值為um= 100 2V,則輸出端電壓的峰值即電容器C的耐壓值至少為10 2V, C項(xiàng)錯(cuò)誤

12、；若輸入電壓峰值保持不變，將頻率變大，由電容器C對(duì)交流電的影響可知，交流電的頻率變大，容抗RC變小，總電阻變小，由P= £得輸出功率將變大，則輸入功率也將變大，D項(xiàng)正確。9. （2014 內(nèi)蒙古包頭測(cè)評(píng)）有一種家用電器，圖甲是其電路工作原理圖，當(dāng)電阻絲接在u= 311sin100 n t（V）的交流電源上后，電阻絲開始加熱，當(dāng)其溫度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，自動(dòng)控溫裝置P啟動(dòng)，使電阻絲所接電壓變?yōu)閳D乙所示波形（部分仍為正弦波），從而進(jìn)入保溫狀態(tài)。不計(jì)電阻絲阻值的變化，則下列說法正確的是（電陽)A. P啟動(dòng)后,電阻絲的功率變?yōu)樵瓉淼囊话隑. P啟動(dòng)后,電阻絲所接交變電壓的頻率變?yōu)樵瓉淼囊话隒.

13、P啟動(dòng)后,電壓表的讀數(shù)大約是原來的0.5倍D. P啟動(dòng)后,電壓表的讀數(shù)大約是原來的0.7倍答案ADU有解析P啟動(dòng)前電阻絲的功率 P1=ER32R2, P啟動(dòng)后,結(jié)合乙圖可知電阻絲的功率P2U有U有 T U有RT，由有效值定義有有 2+ 0 = -RT,魯，則知P = 2P2, A正確；P啟動(dòng)前的交流電的頻率f = 器Hz= 50Hz,2 n啟動(dòng)后的交流電的頻率f '= T= 0-02 Hz= 50Hz,，又由啟動(dòng)前后功率關(guān)系可知，啟則B錯(cuò)誤；電壓表在交流電中測(cè)有效值，啟動(dòng)前U有=動(dòng)后U有冷0.7U有，則C錯(cuò)誤，D正確。10. （2014 新課標(biāo)n ）如圖，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分

14、別為n1、n2。原線圈通過一理想電流表接正弦交流電源，一個(gè)二極管和阻值為R的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端。假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大。用交流電壓表測(cè)得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和UCd，則（）A. Ub : UCd= ni : n2B. 增大負(fù)載電阻的阻值R,電流表的讀數(shù)變小C. 負(fù)載電阻的阻值越小,cd間的電壓Ud越大D. 將二極管短路，電流表的讀數(shù)加倍答案BD解析 本題考查理想變壓器在實(shí)際電路中的應(yīng)用及交流電壓表的讀數(shù)，解題關(guān)鍵理想 變壓器的原副線圈的功率關(guān)系，電壓關(guān)系應(yīng)明確，二極管的單向?qū)щ娦允菇涣麟娭挥幸话霑r(shí) 間通電，電壓的有效值與交流電壓的正常有效值不相

15、等，副線圈兩端電壓的有效值為U2,由22-T-于二極管的單向?qū)щ娦?，交流電壓表的讀數(shù)為電壓的有效值，由有效值的定義，有URdT=-2,2Ub niUab niUCd = U。對(duì)于理想變壓器，=，則|工，所以A錯(cuò)誤。2Lh n2UCd n2負(fù)載電阻R增大時(shí)，副線圈輸出的功率減小，則原線圈輸入的功率減小，B正確；cd間電壓的大小決定于原線圈輸入的電壓大小，與負(fù)載電阻及阻值的大小無關(guān)，C錯(cuò)誤；二極管短路后，輸出功率加倍，則輸入功率加倍P入=IUi,因?yàn)閁不變，所以Ii加倍，電流表的示數(shù)加倍，D正確。易錯(cuò)提醒：誤認(rèn)為 c、d兩端電壓的有效值等于副線圈兩端電壓的有效值。從而得出半而錯(cuò)選A。二、非選擇題1

16、1. 如圖所示，邊長為 I的正方形線圈abcd的匝數(shù)為n,線圈電阻為r，外電路的電阻 為R, ab的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線 00恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的邊界上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,現(xiàn)在線圈以00為軸，以角速度 3勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求：(1) 閉合電路中電流瞬時(shí)值的表達(dá)式；(2) 線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過 90°的過程中電阻 R上產(chǎn)生的熱量；(3) 線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過 90°的過程中電阻 R上通過的電荷量;電阻R上的最大電壓。.nBI234n n BI 3 R2 r2nBIr2nBI 3 R(4) -2 r解析(1)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，總有一條邊切割磁感線，且ad邊和be邊轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大小相等，當(dāng)線圈平行

17、于磁場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，為En= nBlv = nBI 13 2l=Bl23 .nBI2由閉合電路歐姆定律可知I n=3r ，當(dāng)以圖示位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)時(shí)，流過R的電流表sin 3 t r達(dá)式為:nBI23i= Insin 31= 2廠sin 31(2)在線圈由圖示位置勻速轉(zhuǎn)過90°的過程中，用有效值來計(jì)算電阻R上產(chǎn)生的熱量 Q=2 TI RtIn其中| =1 2 2,2nBI2 3n,T =r322,4卄 2 T n n BI 3 R 即Q=I r4=16(3)在轉(zhuǎn)過90°的過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為:1 2 nBl2-2 nBI 3E = n t n2 3 E流過r

18、的平均電流i =；nBI23r所以流過R的電荷量T nBI 3 n q =1 4=nnBI22由部分電路歐姆定律可知電阻R上的最大電壓為：5= 1張=2"R12. 發(fā)電機(jī)的端電壓為 220 V，輸出電功率為44 kW,輸電導(dǎo)線的電阻為 0.2 Q ,如果用 初、次級(jí)線圈匝數(shù)之比為1 : 10的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線路后，再用初、次級(jí)匝數(shù)比為10 : 1的降壓變壓器降壓供給用戶。(1) 畫出全過程的線路圖；(2) 求用戶得到的電壓和功率；(3) 若不經(jīng)過變壓而直接送到用戶，求用戶得到的功率和電壓。43.92 kW答案 略 (2)219.6 V(3)36 kW 180 V解析(1)線路

19、圖如圖所示:(2)升壓變壓器次級(jí)的輸出電壓n2U2= U = 2 200 V ni升壓變壓器次級(jí)輸出電流n2升壓變壓器初級(jí)輸入電流，由P= Ui11 得U144 X 103220A = 200 A所以mPl2= nur344X 1010X 220A = 20 A輸電線路上的電壓損失和功率損失分別為UR= 12R= 4 VPr= i ；R= 0.08 kW加到降壓變壓器初級(jí)線圈上的輸入電流和電壓I 3= I 2= 20 AU3= U2- UR= 2 196 V降壓變壓器的輸出電壓和電流n4U4= U3 = 219.6 Vn3 n3I 4= I 3 = 200 A n4用戶得到的功率P4= U4I 4= 43.92 kW(3)若不采用高壓輸電，線路損失電壓為U' r= I 1R= 40 V用戶得到的電壓u'= U U' R= 180 V13如圖所示，線圈面積為2 . .0.05m，共100匝，線圈