物理二輪復(fù)習(xí)作業(yè)手冊（新課標(biāo)·全國卷地區(qū)專用）限時(shí)集訓(xùn)限時(shí)集訓(xùn)(八) 第8講 恒定電流和交變電流 含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精專題限時(shí)集訓(xùn)（八）［第8講恒定電流和交變電流］（時(shí)間：40分鐘）1．如圖8－1所示的電路中,電源的電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，正確接入電路中的電表a、b、c均有正常示數(shù)（既不為零，也不超量程；電表均為理想電壓表或電流表），在滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)的過程中，關(guān)于a、b、c三只電表示數(shù)的變化，以下說法正確的是（）圖8－1A．a(chǎn)的示數(shù)將變大,c的示數(shù)將變小B．a(chǎn)的示數(shù)將變小，c的示數(shù)將變大C．a(chǎn)的示數(shù)將變小，b的示數(shù)將變小D．b的示數(shù)將不變，c的示數(shù)將變小2.如圖8－2所示，電路中L1、L2、L3是三盞完全相同的白熾小燈泡，把它們串聯(lián)后接在電壓恒為6V的電源上,三個(gè)小燈泡都正常發(fā)光,后來三個(gè)小燈泡都不亮了，用電壓表接a、c兩端時(shí)，示數(shù)是6V;接b、d兩端時(shí),電壓表示數(shù)為零；接a、b兩端時(shí)，示數(shù)也為零．導(dǎo)線連接良好,則燈絲燒斷的小燈泡可能是（)圖8－2A．僅是L1B．僅是L2C．L1和L2D．L2和L33．2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了兩位發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻"效應(yīng)的物理學(xué)家．某探究小組查到某磁敏電阻在室溫下的電阻隨磁感應(yīng)強(qiáng)度變化曲線如圖8－3甲所示，其中R、R0分別表示有、無磁場時(shí)磁敏電阻的阻值．為研究其磁敏特性設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路．關(guān)于這個(gè)探究實(shí)驗(yàn),下列說法中正確的是()甲乙圖8－3A．閉合開關(guān)S，圖乙中只增加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小時(shí)，電壓表的示數(shù)增大B．閉合開關(guān)S，圖乙中只增加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小時(shí)，電流表的示數(shù)增大C．閉合開關(guān)S，圖乙中只改變磁場方向與原來方向相反時(shí)，電壓表的示數(shù)減小D．閉合開關(guān)S，圖乙中只改變磁場方向與原來方向相反時(shí)，電流表的示數(shù)減小4．如圖8－4所示,圖甲中M為一電動(dòng)機(jī)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭從一端滑到另一端的過程中，兩個(gè)電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖乙所示．已知電流表讀數(shù)在0。2A以下時(shí)，電動(dòng)機(jī)沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．不考慮電表對電路的影響，甲乙圖8－4A．電路中的電源電動(dòng)勢為3.4VB．變阻器向右滑動(dòng)時(shí),V2讀數(shù)逐漸減小C．此電路中，電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為0.9WD。變阻器的最大阻值為30Ω5．如圖8－5所示，正方形單匝線框abcd的邊長為L，每邊電阻均為r，線框在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以角速度ω繞cd軸從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸與磁感線垂直．一理想電壓表用電刷接在線框的c、d兩點(diǎn)上．下列說法中正確的是()圖8－5A．電壓表讀數(shù)為eq\f（\r（2），2)BωL2B．電壓表讀數(shù)為eq\f(\r(2）,8）BωL2C．從圖示位置開始計(jì)時(shí)，流過線框電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝eq\f（BωL2,4r）sinωtD．線框從圖示位置轉(zhuǎn)過eq\f(π，2)的過程中，流過cd邊的電荷量為q＝eq\f（BL2，r）6．如圖8－6甲所示，一理想變壓器給一個(gè)小燈泡供電．當(dāng)原線圈輸入如圖乙所示的交變電壓時(shí)，額定功率10W的小燈泡恰好正常發(fā)光，已知燈泡的電阻為40Ω，圖中電壓表為理想電表，下列說法正確的是（）甲乙圖8－6A．變壓器輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝220eq\r(2）sinπt（V)B．電壓表的示數(shù)為220VC．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為11∶1D．變壓器的輸入功率為110W7．如圖8－7所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為20∶1，當(dāng)原線圈兩端接入u1＝4400eq\r（2)sin314t（V)的交變電壓時(shí),副線圈接入“220V，60W”的燈泡10只，不計(jì)輸電線上的電阻，則下列說法正確的是()圖8－7A．理想電壓表的示數(shù)為220eq\r(2）VB．理想電流表的示數(shù)為eq\f（3,22）AC．原線圈輸入功率為1200WD．變壓器鐵芯中磁通量變化率的最大值是4400eq\r（2)Wb/s8．如圖8－8所示，導(dǎo)體棒ab兩個(gè)端點(diǎn)分別搭接在兩個(gè)豎直放置、電阻不計(jì)、半徑相等的金屬圓環(huán)上，圓環(huán)通過電刷分別與兩導(dǎo)線c、d相接，c、d兩導(dǎo)線的端點(diǎn)分別接在匝數(shù)比n1∶n2＝10∶1的變壓器原線圈兩端，變壓器副線圈接一滑動(dòng)變阻器R0，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向下,導(dǎo)體棒ab長為L(電阻不計(jì)），繞與ab平行的水平軸（也是兩圓環(huán)的中心軸)OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．如果變阻器的阻值為R時(shí),通過電流表的電流為I，則()圖8－8A．變阻器上消耗的功率為P＝10I2RB．變壓器原線圈兩端的電壓U1＝10IRC．取ab在環(huán)的最低端時(shí)t＝0,則棒ab中感應(yīng)電流的表達(dá)式是i＝eq\r（2)IsinωtD．a(chǎn)b沿環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中受到的最大安培力F＝eq\r(2)BIL9．“5·12”汶川大地震發(fā)生后，山東省某公司向?yàn)?zāi)區(qū)北川捐贈(zèng)一批柴油發(fā)電機(jī)．該柴油發(fā)電機(jī)說明書的部分內(nèi)容如下表所示．現(xiàn)在用一臺該型號的柴油發(fā)電機(jī)給災(zāi)民臨時(shí)安置區(qū)供電,發(fā)電機(jī)到安置區(qū)的距離是400m,輸電線路中的火線和零線均為GBCZ60型單股銅導(dǎo)線，該型導(dǎo)線單位長度的電阻為2.5×10－4Ω/m.安置區(qū)家用電器的總功率為44kW，當(dāng)這些家用電器(額定電壓為220V)都正常工作時(shí)型號AED6500S最大輸出功率60kW輸出電壓范圍220V～300VA.輸電線路中的電流為20B．輸電線路損失的電功率為8000WC．發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出電壓是300VD．如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦交流電,則輸出電壓最大值是300V10．有人為汽車設(shè)計(jì)的一個(gè)“再生能源裝置”原理簡圖如圖8－9所示,當(dāng)汽車減速時(shí)，線圈受到磁場的阻尼作用幫助汽車減速，同時(shí)產(chǎn)生電能儲存?zhèn)溆茫畧D甲中，線圈的匝數(shù)為n，ab長度為L1，bc長度為L2.圖乙是此裝置的側(cè)視圖,切割處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B,有理想邊界的兩個(gè)扇形磁場區(qū)夾角都是90°.某次測試時(shí)，外力使線圈以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),電刷M端和N端接電流傳感器，電流傳感器記錄的i－t圖像如圖丙所示（I為已知量），取ab邊剛開始進(jìn)入左側(cè)的扇形磁場時(shí)刻t＝0.不計(jì)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)軸處的摩擦．甲乙丙圖8－9（1)求線圈在圖乙所示位置時(shí)，產(chǎn)生電動(dòng)勢E的大小，并指明電刷M和N哪個(gè)接電源正極．（2)求閉合電路的總電阻R和外力做功的平均功率P。(3）為了能夠獲得更多的電能，依據(jù)所學(xué)的物理知識，請你提出改進(jìn)該裝置的三條建議．

專題限時(shí)集訓(xùn)（八)1．A［解析]由題意，a是電流表，測量流過滑動(dòng)變阻器的電流，b是電流表,測量干路電流，c是電壓表，測量電源路端電壓．在滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng)過程中，電阻變小，由閉合電路歐姆定律，電流表b的示數(shù)變大,路端電壓U＝E－Ir變小,通過R的電流變小，電流表a的示數(shù)Ia＝I－IR變大，選項(xiàng)A正確．2.C3．A[解析]閉合開關(guān)S，圖乙中只增加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小時(shí)，磁敏電阻增大，電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;閉合開關(guān)S,圖乙中只改變磁場方向與原來方向相反時(shí),磁敏電阻不變,電壓表的示數(shù)和電流表的示數(shù)不變，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．4．D［解析］由圖乙可知電源電動(dòng)勢E＝3.6V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；變阻器向右滑動(dòng)時(shí)，R阻值變大，總電流減小，V2讀數(shù)逐漸變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻rM＝eq\f(0.8－0.4，0。2－0。1)Ω＝4Ω，當(dāng)電流I＝0。3A時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率最大，最大為PM＝UI－I2rM＝0。54W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電源內(nèi)阻r＝eq\f（3。4－3.0,0.3－0.1）Ω＝2Ω，當(dāng)電流I＝0.1A時(shí),滑動(dòng)變阻器的阻值最大,由閉合電路歐姆定律，滑動(dòng)變阻器的最大阻值R＝eq\f（E，I)－r－rM＝30Ω，選項(xiàng)D正確．5．B［解析］從圖示位置開始計(jì)時(shí)，ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢e＝BL2ωcosωt，電流的瞬時(shí)表達(dá)式i＝eq\f（BωL2,4r)cosωt，感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值為E＝eq\f(\r（2），2)BL2ω,c、d兩點(diǎn)的電壓Ucd＝eq\f（1，4）E＝eq\f(\r（2),8)BL2ω，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確;線框從圖示位置轉(zhuǎn)過eq\f(π，2)的過程中，流過cd邊的電荷量為q＝eq\f(ΔΦ，4r)＝eq\f(BL2，4r）,選項(xiàng)D錯(cuò)誤．6．C［解析］由圖乙可知，變壓器輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝220eq\r(2）sin100πt(V），選項(xiàng)A錯(cuò)誤．由P＝eq\f(U2,R)可得額定功率10W的小燈泡額定電壓為20V，小燈泡恰好正常發(fā)光，電壓表的示數(shù)為20V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器變壓公式,可得變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為11∶1，選項(xiàng)C正確；根據(jù)額定功率10W的小燈泡恰好正常發(fā)光，理想變壓器輸入功率等于輸出功率，變壓器的輸入功率為40W，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．7．B［解析]原線圈的電壓為4400V，由變壓器原、副線圈電壓比eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2），則副線圈兩端的電壓U2＝220V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由功率關(guān)系U1I1＝P2，電流表的示數(shù)I＝eq\f(P2，U1)＝eq\f（60×10,4400）A＝eq\f（3，22)A，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝neq\f（ΔΦ,Δt），變壓器鐵芯中磁通量變化率的最大值eq\f(ΔΦm，Δt）＝eq\f（Em，n1)≠4400eq\r（2)Wb/s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．8．D[解析］變壓器原、副線圈電流比eq\f（I2，I1）＝eq\f（n1，n2)，則通過變阻器的電流為10I，消耗的功率為P＝100I2R，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；變壓器副線圈兩端的電壓U2＝10IR,由變壓器原、副線圈電壓比eq\f(U1，U2）＝eq\f（n1，n2)，則原線圈兩端的電壓U1＝100IR，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；ab在環(huán)的最低端時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢最大，安培力最大，且最大安培力F＝eq\r(2）BIL，從該位置計(jì)時(shí)棒ab中感應(yīng)電流的表達(dá)式是i＝eq\r(2)Icosωt，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確．9．B［解析］當(dāng)這些家用電器都正常工作時(shí)，由P＝UI可得，輸電線路中的電流為200A，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;輸電線路電阻R＝2.5×10－4×400×2Ω＝0.2Ω，輸電線路損失的電功率PR＝I2R＝8000W，選項(xiàng)B正確；輸電線路損失的電壓U＝IR＝40V，發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出電壓為220V＋40V＝260V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦交流電,則輸出電壓最大值是260eq\r（2）V,選項(xiàng)D錯(cuò)誤．10．（1)nBL1L2ωM端是電源正極（2）eq\f(nBL1L2ω，I）eq\f(nBL1L2ωI,2）（3)增加磁感應(yīng)強(qiáng)度；增加線圈匝數(shù);增加磁場區(qū)域面積；適當(dāng)增加線圈面積；變成多組線圈等．