恒定電流和交變電流

專題六電路和電磁感應(yīng)第1講恒定電流和交變電流一、選擇題(本大題共8小題,每小題8分,共64分.第1～5題只有一項(xiàng)符合題目要求,第6～8題有多項(xiàng)符合題目要求)1.(2022·江蘇模擬)如圖(甲)所示,一理想變壓器原線圈接上如圖(乙)所示的正弦交流電,與副線圈相連的兩個(gè)燈泡規(guī)格均為“110V40W”,電表均為理想電表,原、副線圈匝數(shù)比為2∶1,連線電阻不計(jì),開關(guān)S閉合前,電路正常工作.則閉合開關(guān)S后(D)A.燈泡將燒毀B.電流表示數(shù)增大C.經(jīng)過燈泡的交變電流頻率為25HzD.變壓器的輸入功率增大一倍解析:原線圈輸入電壓不變,線圈匝數(shù)不變,則副線圈電壓不變,即電壓表示數(shù)不變,燈泡電阻不變,則電流表示數(shù)不變,仍然能正常工作,故A,B錯(cuò)誤;根據(jù)(乙)圖可知,周期T=s,則頻率f=50Hz,故C錯(cuò)誤;當(dāng)S接通后,兩個(gè)燈泡并聯(lián),增加一個(gè)負(fù)載,則副線圈功率增大,所以變壓器的輸入功率增大,故D正確.2.(2022·湖北武漢模擬)用500kV和750kV的電壓輸送相同功率的電能,已知兩種情況下輸電線的長度、輸電線的電阻率以及輸電線上損失的電功率均相同,則輸電線的橫截面積之比為(D)∶3 ∶2 ∶9 ∶4解析:根據(jù)P=UI及輸送的功率相同,得輸送電流之比為I1I2=U2U1=32.據(jù)導(dǎo)線上損失的功率公式P損=I2R及P損相等,得輸電線上的電阻之比R1R2=I22I13.(2022·福建廈門二模)如圖所示為原、副線圈的匝數(shù)均可調(diào)節(jié)的理想變壓器,原線圈兩端接一正弦交變電流,一小燈泡L和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接于副線圈兩端,滑動(dòng)頭P置于中間,小燈泡正常發(fā)光.為了使小燈泡亮度變暗,可以采取的措施是(C)A.僅減少原線圈的匝數(shù)n1B.僅增加副線圈的匝數(shù)n2C.僅改變R的電阻,將滑動(dòng)頭P向B端滑動(dòng)D.僅增大原線圈交流電電壓解析:原線圈匝數(shù)減小使得副線圈電壓增大,輸出功率增大,小燈泡亮度變亮,故A錯(cuò)誤;副線圈匝數(shù)增加,輸出電壓增加,故輸出功率增大,小燈泡亮度變亮,故B錯(cuò)誤;改變R的電阻,將滑動(dòng)頭P向B端滑動(dòng)的過程中滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值增大,所以副線圈上的電流減小,小燈泡的電流減小,所以燈泡變暗,故C正確;僅增大原線圈交流電電壓,則副線圈電壓增大,輸出功率增大,小燈泡亮度變亮,故D錯(cuò)誤.4.(2022·北京通州區(qū)二模)如圖所示電路中,R為某種半導(dǎo)體氣敏元件,其阻值隨周圍環(huán)境一氧化碳?xì)怏w濃度的增大而減小,當(dāng)一氧化碳?xì)怏w濃度增大時(shí),下列說法中正確的是(D)A.電壓表V示數(shù)增大B.電流表A示數(shù)減小C.電路的總功率減小D.變阻器R1的取值越大,電壓表示數(shù)變化越明顯解析:當(dāng)一氧化碳?xì)怏w濃度增大時(shí),R減小,總電阻減小,則總電流增大,內(nèi)電壓增大,路端電壓減小,可知,通過R的電流減小,因此電壓表V示數(shù)減小,通過變阻器的電流減小,則電流表A示數(shù)增大,故A,B錯(cuò)誤.電路的總功率為P=EI,E不變,I增大,則P增大,故C錯(cuò)誤.變阻器R1的取值越大,R1與R并聯(lián)的阻值越接近R,R對(duì)電路的影響越大,則知變阻器R1的取值越大,電壓表示數(shù)變化越明顯,故D正確.5.(2022·山西四模)如圖(甲)所示,一阻值為R的電阻接在電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為r的直流電源兩端,電源的效率為%;如圖(乙)所示,當(dāng)該阻值為R的電阻通過理想變壓器接在電壓有效值為E、內(nèi)阻為r的交流電源上時(shí),變壓器原線圈兩端的電壓為E2∶1 ∶4∶1 ∶16解析:當(dāng)接直流電源時(shí),有η=RR+r=%,解得R=16r,根據(jù)原副線圈的電壓比等于匝數(shù)比可知n1n2=U1U2=E2U2,解得U2=En22即為E2r×E2解得n1n26.(2022·寧夏銀川三模)如圖所示,A為巨磁電阻,當(dāng)它周圍的磁場增強(qiáng)時(shí),其阻值增大;C為電容器,當(dāng)有磁鐵靠近A時(shí),下列說法正確的有(AB)A.電流表的示數(shù)減小B.電容器C的電荷量增大C.電壓表的示數(shù)變小D.電源內(nèi)部消耗的功率變大解析:有磁鐵靠近A時(shí),其阻值增大,根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知,電路中的電流將減小,電流表的示數(shù)減小,故A正確;電路中的電流減小,則電路的路端電壓增大,所以電壓表的示數(shù)增大,電容器兩端的電壓增大,根據(jù)Q=CU可知電容器C的電荷量增大,故B正確,C錯(cuò)誤;電路中的電流減小,電源內(nèi)部消耗的功率P=I2r,所以將隨電流的減小而減小,故D錯(cuò)誤.7.(2022·天津模擬)圖(乙)中,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=5∶1.原線圈接入如圖(甲)所示的正弦交流電.電路中電表均為理想電表,定值電阻R1=R2=4Ω,D為理想二極管(該二極管的正向電阻為零,反向電阻為無窮大),則(ACD)A.電阻R2兩端的電壓頻率為50HzB.電流表的示數(shù)為5AC.原線圈的輸入功率為150WD.將R1摘掉,電壓表的示數(shù)不變解析:由圖(甲)可知,交流電的周期為s,故頻率為50Hz;而變壓器及二極管均不會(huì)改變交流電的頻率,故電阻R2兩端的電壓頻率為50Hz,故A正確;經(jīng)變壓器后,輸出電壓為U2=n2n1U1=1005V=20V,因二極管的單向?qū)щ娦?只有一半時(shí)間內(nèi)有電壓加在R2兩端;由有效值的定義可得U22R2·T2=U2'2R2·T,解得U2′=108.(2022·貴州遵義二模)如圖為遵義市某中學(xué)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,V1,A1為監(jiān)控室變壓器輸入端的電壓表和電流表,V2,A2為監(jiān)控室變壓器輸出端的電壓表和電流表,R1,R2為教室的負(fù)載電阻,V3,A3為教室內(nèi)的監(jiān)控電壓表和電流表,配電房(監(jiān)控室)和教室間有相當(dāng)長的一段距離,則當(dāng)開關(guān)S由閉合到斷開時(shí),以下說法正確的是(BD)A.電流表A1,A2和A3的示數(shù)都變大B.電流表A1,A2的示數(shù)減小C.電壓表V3的示數(shù)變小D.電壓表V2的示數(shù)不變解析:當(dāng)開關(guān)閉合到斷開時(shí),副線圈的總電阻變大,由于升壓變壓器的輸入電壓不變,則輸出電壓不變,即U2不變,可知輸電線中的電流減小,即A2減小,則輸電線上損失的電壓減小,可知用戶端得到的電壓增大,即U3增大,所以通過R1的電流增大,即A3增大,由于輸電線電流減小,輸出功率減小,則輸入功率也減小,導(dǎo)致原線圈中的電流I1減小,所以A1示數(shù)減小.故B,D正確,A,C錯(cuò)誤.二、非選擇題(本大題共2小題,共36分)9.(16分)(2022·北京房山區(qū)二模)三峽水電站是我國最大的水力發(fā)電站,平均水位落差約100m,水的流量約×104m3(1)按照以上數(shù)據(jù)估算,三峽發(fā)電站的發(fā)電功率最大是多大;(2)本市現(xiàn)行階梯電價(jià)每戶每月1擋用電量最高為240kW·h,如果按照本市現(xiàn)行階梯電價(jià)1擋最高用電量計(jì)算,三峽電站可以滿足多少戶家庭生活用電;(3)把抽水蓄能電站產(chǎn)生的電能輸送到北京城區(qū).已知輸電功率為P,輸電線路的總阻值為R,要使輸電線路上損耗的功率小于ΔP.①求輸電電壓的最小值U;②在輸電功率一定時(shí),請(qǐng)?zhí)岢鰞煞N減少輸電過程中功率損耗的方法.解析:(1)三峽發(fā)電站的發(fā)電功率P=m′gh×20%=ρV′gh×20%=×103××104-3500)×10×100×20%kW=2×106kW.(2)每戶平均功率P′=24030×三峽電站可以滿足庭生活用電的戶數(shù)n=2×1060(3)①輸電導(dǎo)線損失熱功率ΔP=I2R輸電功率P=IU,解得U=PΔPR②在輸電功率一定時(shí),減少輸電過程中功率損耗的方法:提高輸電電壓;增大導(dǎo)線橫截面積,減小電阻.答案:(1)2×106kW(2)6×106戶(3)①PR②提高輸電電壓;增大導(dǎo)線橫截面積,減小電阻10.(20分)(2022·湖南長沙期末)圖(甲)為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)構(gòu)造示意圖,發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng),線圈匝數(shù)n=100,內(nèi)阻r=5Ω,外電路電阻R=95Ω,電路中其余電阻不計(jì).轉(zhuǎn)動(dòng)過程中穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化,如圖(乙)所示,求(1)該小型發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢最大值;(2)交流電流表的讀數(shù);(3)0～×10-3s內(nèi)通過R的電荷量.(取π=解析:(1)