專題限時集訓(xùn)(十)直流電路與交流電路一、選擇題(本題共8小題，每小題6分在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第15題只有一項(xiàng)符合題目要求，第68題有多項(xiàng)符合題目要求全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1一自耦變壓器如圖19所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈，將其接在a、b間作為原線圈通過滑動觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈，在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時，c、d間的輸出電壓為U2，在將滑動觸頭從M點(diǎn)順時針轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中()圖19AU2>U1，U2降低 BU2>U1，U2升高CU2<U1，U2降低 DU2<U1，U2升高C由，n1>n2知U2<U1；滑動觸頭從M點(diǎn)順時針旋轉(zhuǎn)至N點(diǎn)過程，n2減小，則U2降低，C項(xiàng)正確2(2016江西萍鄉(xiāng)二模)如圖20所示為汽車的點(diǎn)火裝置，此裝置的核心是一個變壓器，該變壓器的原線圈通過開關(guān)連接到12 V的蓄電池上，副線圈連接到火花塞的兩端，開關(guān)由機(jī)械控制，當(dāng)開關(guān)由閉合變?yōu)閿嚅_時，副線圈中產(chǎn)生10 000 V以上的電壓，火花塞中產(chǎn)生火花下列說法中正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：37162062】圖20A變壓器的原線圈要用粗導(dǎo)線繞制，而副線圈可以用細(xì)導(dǎo)線繞制B若該點(diǎn)火裝置的開關(guān)始終閉合，火花塞的兩端會持續(xù)產(chǎn)生高壓C變壓器原線圈輸入的12 V電壓必須是交流電，否則就不能在副線圈中產(chǎn)生高壓D該點(diǎn)火裝置中變壓器的副線圈匝數(shù)必須小于原線圈的匝數(shù)A汽車的點(diǎn)火裝置是利用變壓器原理工作的，當(dāng)開關(guān)始終閉合時，通過原線圈的電流恒定，原線圈中產(chǎn)生的磁場恒定，則在副線圈上不會產(chǎn)生電壓，所以B錯誤；由題可知原線圈處接12 V的直流電源，當(dāng)斷開開關(guān)瞬間原線圈中電流迅速變化，會產(chǎn)生變化的磁場，則在副線圈中可能產(chǎn)生高壓，所以C錯誤；由可知，要在副線圈中產(chǎn)生高壓，則原線圈匝數(shù)必須小于副線圈的匝數(shù)，所以D錯誤故選A.3.如圖21所示，接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡L供電，如果將原、副線圈減少相同匝數(shù)，其它條件不變，則()圖21A小燈泡變亮B小燈泡變暗C原、副線圈兩端電壓的比值不變D通過原、副線圈電流的比值不變B原、副線圈減去相同的匝數(shù)n后，有，可以得出，<0，則說明的比值變大，由知，選項(xiàng)C、D錯誤；由和知，U2<U2，再由P知，燈泡變暗，選項(xiàng)A錯誤，B正確4(2016黑龍江哈爾濱一模)在如圖22所示電路中，閉合開關(guān)S，理想電流表和理想電壓表的示數(shù)分別用I和U表示，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向左滑動時，兩表的示數(shù)都發(fā)生變化電源的電動勢和內(nèi)電阻始終不變，則下列說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：37162063】圖22AI變大，U變小 B.變小CR1的功率一定變大 D電源的總功率一定減小D根據(jù)電路圖可知，R1、R2、電流表串聯(lián)后接在電源兩端，電壓表并聯(lián)在R2兩端當(dāng)滑動觸頭P向左滑動時，R2連入電路的阻值變大，由閉合電路歐姆定律可判斷，I變小，U變大，則變大，A、B錯誤；由PR1I2R1，知R1的功率PR1變小，C錯誤；電源的總功率P總，因R總變大，則P總是變小的，D正確5如圖23甲所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為101，a、b端輸入如圖乙所示的電壓，副線圈電路中電阻R5，電路中的電表為理想電表，則()圖23A電壓表V1的示數(shù)為50 VB電流表的示數(shù)為1.0 AC電壓表V2的示數(shù)為10 VD電阻R消耗的電功率為10 WB由題圖乙可知原線圈兩端電壓的有效值為U 100 V(在一個周期內(nèi)，前半個周期的有效值為U1100 V，后半個周期的有效值為U2100 V)，所以電壓表V1的示數(shù)為100 V，A錯；因變壓器對恒定電流不起作用，且原、副線圈匝數(shù)比為101，所以副線圈兩端電壓的有效值為U 5 V，C錯；副線圈中的電流I1 A，B對；電阻R消耗的電功率PI2R5 W，D錯6(2016山東濰坊二模)如圖24甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場，為交流電流表線圈繞垂直于磁場的水平軸OO沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示以下判斷正確的是()圖24A電流表的示數(shù)為10 AB線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50 rad/sC0.01 s時線圈平面與磁場方向平行D0.02 s時電阻R中電流的方向自右向左AC由題圖乙知Im10 A，I10 A，A正確T2102 s，100 rad/s，B錯誤t0.01 s時，iIm，此時線圈平面與磁場方向平行，C正確由右手定則判定0.02 s時電阻R中電流方向自左向右，D錯誤7(2016遼寧撫順一模)如圖25所示電路中，電源內(nèi)阻不計，三個小燈泡完全相同且外電路變化時每個燈泡兩端的電壓都不會超過其額定電壓，開始時只有S1閉合，當(dāng)S2也閉合后，下列說法中正確的是()圖25A燈泡L1變亮B燈泡L2變亮C電容器C的帶電荷量增加D閉合S2瞬間流過電流表的電流方向自右向左AD根據(jù)電路可知，S1閉合、S2斷開時，L1、L2串聯(lián)，則兩燈一樣亮，因L3與電容器串聯(lián)后接到電源兩端，則L3不亮，電容器兩端電壓等于電源電動勢E；當(dāng)S2也閉合后，電路總阻值變小，流過L1的電流變大，L1兩端電壓變大，L2兩端電壓變小，則燈L1變亮，L2變暗；因電容器此時與燈L1并聯(lián)，則電容器兩端電壓變小，電容器上的電荷量變少，電容器對外放電，又知電容器左極板與電源正極相連，帶正電，則閉合S2瞬間流過電流表的電流方向自右向左，綜上所述，B、C錯誤，A、D正確8(2016武漢二調(diào))如圖26為發(fā)電廠向遠(yuǎn)處用戶的輸電電路示意圖，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變?nèi)糨斔凸β试龃?，下列說法中正確的有() 【導(dǎo)學(xué)號：37162064】圖26A升壓變壓器的輸出電壓增大B降壓變壓器的輸出電壓增大C輸電線上損耗的功率增大D輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大CD已知發(fā)電廠的輸出電壓不變，升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比不變，則由知，升壓變壓器的輸出電壓U2不變，A錯若輸送功率增大，輸電電壓U2不變，則由PU2I2知，輸電線上電流I2增大，又輸電線的電阻不變，由U損I2R知輸電線上損失電壓增大，則降壓變壓器輸出電壓減小，B錯因輸電電流增大，則由PIR知，輸電線上損耗的功率變大，C對輸電線上損耗功率占總功率的比例()增大，D對二、計算題(共2小題，32分)9(12分)一臺小型發(fā)電機(jī)的最大輸出功率為100 kW，輸出電壓恒為500 V，現(xiàn)用電阻率為1.8108 m，橫截面積為105 m2的輸電線向4103 m遠(yuǎn)處的用戶輸電，要使發(fā)電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行時，輸電線上的損失功率不超過發(fā)電機(jī)總功率的4%，求：(1)所用的理想升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是多少？(2)如果用戶用電器的額定電壓為220 V，那么所用的理想降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是多少？【解析】(1)輸電要用兩根導(dǎo)線，則輸電線的電阻為r1.8108 14.4 由題意知P損P4%()2r1050.04()214.4U26 000 V升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比.(2)I2 A AU損I2r14.4 V240 V而U3U2U損6 000 V240 V5 760 V降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為28811.【答案】(1)112(2)2881110(20分)(2016河南陽信一模)如圖27甲所示，長、寬分別為L1、L2的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi)，其匝數(shù)為n，總電阻為r，可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動線框的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起，并通過電刷和定值電阻R相連線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，其中B0、B1和t1均為已知在0t1時間內(nèi)，線框保持靜止，且線框平面和磁場垂直；t1時刻后線框在外力的驅(qū)動下開始繞其豎直中心軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動求：圖27(1)0t1時間內(nèi)通過電阻R的電流大?。?2)線框勻速轉(zhuǎn)動后，在轉(zhuǎn)動一周的過程中電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量；(3)線框勻速轉(zhuǎn)動后，從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90的過程中，通過電阻R的電荷量. 【導(dǎo)學(xué)號：37162065】【解析】(1)在0t1時間內(nèi)，金屬線框中的感應(yīng)電動勢為E1n根據(jù)閉合電路歐姆定律，通過電阻R的電流I1.(2)線框產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值EmnB1L1L2感應(yīng)電動勢的有效值EnB1L1L2通過電阻R的電流的有效值I線框轉(zhuǎn)動一周所需的時間t此過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量QI2RtR()2.(3)線框從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90的過程中平均感應(yīng)電動勢n平均感應(yīng)電流通過電阻R的電荷量qt.【答案】見解析