高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題提升訓(xùn)練 第8講 恒定電流和交變電流

第8講恒定電流和交變電流一、單項(xiàng)選擇題1．(·福建卷，15)如圖4－8－17所示，實(shí)驗(yàn)室一臺手搖交流發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻r＝1.0Ω，外接R＝9.0Ω的電阻．閉合開關(guān)S，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，產(chǎn)生的電動勢e＝10eq\r(2)sin10πt(V)，則 ()．圖4－8－17A．該交變電流的頻率為10HzB．該電動勢的有效值為10eq\r(2)VC．外接電阻R所消耗的電功率為10WD．電路中理想交流電流表的示數(shù)為1.0A解析由e＝10eq\r(2)sin10πt(V)知電動勢的有效值E有＝eq\f(Em,\r(2))＝eq\f(10\r(2),\r(2))V＝10V，故B選項(xiàng)錯誤；電路中的理想電流表示數(shù)為電流的有效值：I有＝eq\f(E有,r＋R)＝1.0A，故D選項(xiàng)正確；電阻R消耗的電功率P＝Ieq\o\al(2,有)R＝9.0W，故C選項(xiàng)錯誤；轉(zhuǎn)子的角速度ω＝10πrad/s，所以頻率f＝eq\f(ω,2π)＝5Hz，故A選項(xiàng)錯誤.答案D2．(·天津卷，4)普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測量電流，通常要通過電流互感器來連接，圖4－8－18中電流互感器ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少，工作時(shí)電流為Iab，cd一側(cè)線圈的匝數(shù)較多，工作時(shí)電流為Icd，為了使電流表能正常工作，則 ()．圖4－8－18A．a(chǎn)b接MN、cd接PQ，Iab＜IcdB．a(chǎn)b接MN、cd接PQ，Iab＞IcdC．a(chǎn)b接PQ、cd接MN，Iab＜IcdD．a(chǎn)b接PQ、cd接MN，Iab＞Icd解析測電流時(shí)，需副線中的電流較小，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可知；n2較大，n1較小，所以ab接MN，cd接PQ，Iab＞Icd.選項(xiàng)B正確．答案B3．(·江蘇卷，4)在輸液時(shí)，藥液有時(shí)會從針口流出體外，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)了一種報(bào)警裝置，電路如圖4－8－19所示．M是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時(shí)其電阻RM發(fā)生變化，導(dǎo)致S兩端電壓U增大，裝置發(fā)出警報(bào)，此時(shí) ()．圖4－8－19A．RM變大，且R越大，U增大越明顯B．RM變大，且R越小，U增大越明顯C．RM變小，且R越大，U增大越明顯D．RM變小，且R越小，U增大越明顯解析由題意知，S兩端的電壓增大，則電路中的電流增大，藥液接觸傳感器的電阻變小，則A、B選項(xiàng)是錯誤的；將S看做外電路，其余看做等效電源，如右圖根據(jù)U＝E－Ir可判斷，同樣的變化電流，則內(nèi)阻越大電壓變化越大，因此答案為C.答案C4．(·四川卷，2)用220V的正弦交流電通過理想變壓器對一負(fù)載供電，變壓器輸出電壓是110V，通過負(fù)載的電流圖象如圖4－8－20所示，則()．圖4－8－20A．變壓器輸入功率約為3.9WB．輸出電壓的最大值是110VC．變壓器原、副線圈匝數(shù)比是1∶2D．負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i＝0.05sin(100πt＋eq\f(π,2))A解析由題意知：U1＝220V，U2＝110V，所以eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝2∶1，U2m＝110eq\r(2)V，選項(xiàng)B、C均錯誤．由圖象可知：I2m＝0.05A，T＝0.02s，則負(fù)載電流的表達(dá)式為i＝0.05sin(100πt)A，選項(xiàng)D錯誤．變壓器的輸入功率P1＝P2＝I2U2＝eq\f(0.05,\r(2))×110W≈3.9W，選項(xiàng)A正確．答案A5．在如圖4－8－21所示的電路中，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，平行板電容器C的兩金屬板水平放置，R1和R2為定值電阻，P為滑動變阻器R的滑動觸頭，G為靈敏電流表，A為理想電流表．開關(guān)S閉合后，C的兩板間恰好有一質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)．在P向上移動的過程中，下列說法正確的是 ()．圖4－8－21A．A表的示數(shù)變大 B．油滴向上加速運(yùn)動C．G中有a→b的電流 D．電源的輸出功率一定變大解析油滴靜止時(shí)，它所受的重力等于向上的電場力F＝qE＝eq\f(qUC,d)，在P向上移動的過程中，滑動變阻器的有效電阻變大，電路的總電阻變大，由閉合電路歐姆定律，知電路的總電流I變小，路端電壓U外變大，則選項(xiàng)A錯誤；而電阻R1兩端的電壓U1＝IR1變小，由U外＝U1＋U并，知U并變大，UC＝U并變大，油滴所受電場力變大，將向上加速運(yùn)動，QC＝CU并變大，電容器C充電，電流方向由b→a，則選項(xiàng)B正確，C錯誤；電源的輸出功率變化不確定，選項(xiàng)D錯誤．答案B6．如圖4－8－22所示，一個(gè)理想變壓器，初級線圈的匝數(shù)為n1，a、b接交流電源，次級線圈匝數(shù)為n2，與負(fù)載電阻R相連接，R＝40Ω.圖中電壓表的示數(shù)為100V，初級線圈的電流為0.4A．下列說法正確的是 ()．圖4－8－22A．次級線圈中的電流的最大值為1AB．初級和次級線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝2∶5C．如果將另一個(gè)阻值為R的電阻與負(fù)載電阻并聯(lián)，圖中電流表的示數(shù)為2AD．如果將另一個(gè)阻值為R的電阻與負(fù)載電阻串聯(lián)，變壓器消耗的電功率是80W解析輸送給變壓器的功率P1＝I1U1＝0.4×100W＝40W因?yàn)镻1＝P2，所以P2＝40W ①P2＝Ieq\o\al(2,2)R ②由①②得I2＝1A，故選項(xiàng)A錯誤，兩電阻并聯(lián)，副線中電流為2A，選項(xiàng)C正確．由eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)得：eq\f(n1,n2)＝eq\f(1,0.4)＝eq\f(5,2)，選項(xiàng)B錯誤．副線圈兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)，消耗功率P＝eq\f(U\o\al(2,2),2R)＝20W，故選項(xiàng)D錯誤．答案C二、多項(xiàng)選擇題7．如圖4－8－23所示，一正方形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，從O向O′觀察，線圈沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動．已知勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈匝數(shù)為n，邊長為l，電阻為R，轉(zhuǎn)動的角速度為ω.則線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí) ()．圖4－8－23A．線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcdaB．線圈中的感應(yīng)電流為eq\f(nBl2ω,R)C．穿過線圈的磁通量為0D．穿過線圈磁通量的變化率為0解析感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba，A錯誤．感應(yīng)電流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(2nBlω\f(l,2),R)＝eq\f(nBl2ω,R)，B正確．線圈與磁場平行，穿過線圈磁通量為零，但是磁通量變化率最大，C正確，D錯誤．答案BC8．現(xiàn)用電壓為380V的正弦式交流電給額定電壓為220V的電燈供電，以下電路中可能使電燈正常發(fā)光的有 ()．解析由圖可知，A、B選項(xiàng)中均有電阻分壓，可以使電燈正常發(fā)光；C選項(xiàng)為降壓變壓器，通過變壓器降壓也可以使電燈正常發(fā)光；D選項(xiàng)為升壓變壓器，電燈兩端的電壓要大于380V，不可行．答案ABC9．如圖4－8－24所示為遠(yuǎn)距離輸送交流電的系統(tǒng)示意圖，變壓器均為理想變壓器．隨著用戶負(fù)載增多，發(fā)電機(jī)F達(dá)到額定功率時(shí)，降壓變壓器輸出功率仍然不足，用戶的用電器不能正常工作．那么，在發(fā)電機(jī)以額定功率工作的情況下，為了適當(dāng)提高用戶的用電功率，可采取的措施是 ()．圖4－8－24A．適當(dāng)減小輸電線的電阻r B．適當(dāng)提高eq\f(n4,n3)C．適當(dāng)提高eq\f(n2,n1)的同時(shí)，降低eq\f(n4,n3) D．適當(dāng)降低eq\f(n2,n1)的同時(shí)，提高eq\f(n4,n3)解析當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出功率一定時(shí)，為使遠(yuǎn)距離用戶得到更多的功率，需減小輸電線上的功率損失，根據(jù)ΔP＝Ieq\o\al(2,線)r，可以減小輸電線的電阻r，A對；也可以通過提高輸電電壓，減小輸送電流，即提高eq\f(n2,n1)，這樣使線圈n3兩端電壓變大，為使用戶的用電器正常工作需要適當(dāng)降低eq\f(n4,n3)，C對．答案AC10．如圖4－8－25所示是通過街頭變壓器降壓給用戶供電的示意圖．輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，負(fù)載變化時(shí)輸入電壓不會有大的波動．輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，每條輸電線總電阻用R0表示．當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，則()．圖4－8－25A．電壓表的讀數(shù)減小 B．電流表的讀數(shù)減小C．電流表的讀數(shù)減小 D．電壓表、的讀數(shù)之差增大解析輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，不隨負(fù)載增加而變化，變壓器原副線圈的匝數(shù)不變，由變壓器的原理eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，可得電壓表的示數(shù)U2保持不變，當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，意味著并聯(lián)了更多的用電器，即負(fù)載的總阻值減小，而I2＝eq\f(U2,2R0＋R載)，所以副線圈電流增大，即電流表的示數(shù)增大，根據(jù)變壓器的原理P出＝P入，即U2I2＝U1I1，由于輸出功率增大，輸入電流I1增大，選項(xiàng)B、C錯誤；由于輸電導(dǎo)線與負(fù)載串聯(lián)，隨負(fù)載阻值減小電流增大，導(dǎo)線R0上的電壓U0＝I2R0增大，所以負(fù)載的電壓U載＝U2－U0減小，即電壓表的示數(shù)減小，選項(xiàng)A正確；電壓表與電壓表示數(shù)之差為導(dǎo)線上的電壓，即U0＝I2·2R0變大，選項(xiàng)D正確．答案AD11．如圖4－8－26為理想變壓器原線圈所接正弦交流電源兩端的u－t圖．原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝10∶1.若串聯(lián)在原線圈電路中交流電流表的示數(shù)為1A，則 ()．圖4－8－26A．變壓器原線圈所接交流電壓的有效值為220VB．變壓器輸出端所接電壓表的示數(shù)為22eq\r(2)VC．變壓器輸出端交變電流的頻率為50HzD．變壓器的輸出功率為220eq\r(2)W解析由原線圈所接正弦交流電u－t圖象以及交變電流規(guī)律可知，變壓器原線圈所接交流電壓有效值U1＝eq\f(Um,\r(2))＝220V，輸出端所接電壓表示數(shù)也為有效值，因?yàn)樵?、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝10∶1，由變壓器的變壓關(guān)系可知U1∶U2＝n1∶n2，解得U2＝22V，變壓器的輸入功率等于輸出功率P＝U1I1＝220W，因此A正確，B、D錯誤；再由u－t圖象知交變電流的周期為0.02s，頻率為50Hz，選項(xiàng)C正確．答案AC12．如圖4－8－27所示，邊長為L、匝數(shù)為N，電阻不計(jì)的正方形線圈abcd在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞轉(zhuǎn)軸OO′轉(zhuǎn)動，軸OO′垂直于磁感線，在線圈外接一含有理想變壓器的電路，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2.保持線圈以恒定角速度ω轉(zhuǎn)動，下列判斷正確的是 ()．圖4－8－27A．兩電壓表的