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訓練11　恒定電流與交變電流　　　　　　　　　　　　 一、選擇題(本大題共8小題，每小題8分，共64分．第1～5題只有一項符合題目要求，第6～8題有多項符合題目要求．) 1．如圖所示的電路中，R1是定值電阻，R2是光敏電阻，電源的內(nèi)阻不能忽略．閉合開關S，當光敏電阻上的光照強度增大時，下列說法中正確的是(　　) A．通過R2的電流減小 B．電源的路端電壓減小 C．電容器C所帶的電荷量增加 D．電源的效率增大 解析：當光敏電阻上的光照強度增大時，光敏電阻的阻值會減小，電路的總電阻減小，電路中的總電流增大，流過R2的電流增大，故A錯誤；電路中的總電流增大，路端電壓減小，故B正確；路端電壓減小，電容器兩端的電壓減小，電容器所帶的電荷量減小，故C錯誤；電源效率：η＝＝＝＝1－，總電路的電阻減小，所以電源的效率就減小，故D錯誤． 答案：B 2．如圖所示，圖中的三個電表均為理想電表，當滑動變阻器滑片P向左端緩慢移動時，下面說法中正確的是(　　) A．電壓表的讀數(shù)減小，電流表的讀數(shù)增大 B．電壓表的讀數(shù)增大，電壓表的讀數(shù)增大 C．電阻RP消耗的功率增大，電容器C所帶電荷量增加 D．電壓表的讀數(shù)減小，電流表的讀數(shù)減小 解析：P向左端緩慢移動，RP增大，R總＝r＋R1＋R2＋RP增大，電流表讀數(shù)I＝減小，測量R2兩端的電壓U2＝IR2減小，故D正確.測量R2和RP的總電壓，或電源和R1的外電壓，即U1＝I(R2＋RP)＝E－I(r＋R1)故增大，A、B錯誤．電阻RP消耗的功率P＝I2RP，不能確定，但電容器C所帶電荷量Q＝CU1增大，故C錯誤． 答案：D 3. 小型交流發(fā)電機的原理圖如圖所示：單匝矩形線圈ABCD置于勻強磁場中，繞過BC、AD中點的軸OO′以恒定角速度旋轉(zhuǎn)，軸OO′與磁場垂直．矩形線圈通過滑環(huán)與理想交流電流表A、定值電阻R串聯(lián)．下列說法中正確的是(　　) A．線圈平面與磁場垂直時，交流電流表A的示數(shù)最小 B．線圈平面與磁場平行時，流經(jīng)定值電阻R的電流最大 C．線圈平面與磁場垂直時，通過線圈的磁通量變化率最大 D．線圈平面與磁場平行時，通過線圈的磁通量最大 答案：B 4. 用220 V的正弦交流電通過理想變壓器對一負載供電，變壓器輸出電壓是110 V，通過負載的電流圖象如圖所示，則 (　　) A．變壓器輸入功率約為3.9 W B．輸出電壓的最大值是110 V C．變壓器原、副線圈匝數(shù)比是1∶2 D．負載電流的函數(shù)表達式i＝0.05sin(100πt＋) A 解析：由負載電流圖象知，負載電流I2＝ A，變壓器的輸出功率P2＝I2U2＝110 W≈3.9 W，輸入功率P1＝P2＝3.9 W，A正確；輸出電壓的最大值為U2m＝110 V，B錯誤；變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是＝＝2∶1，C錯誤；由圖象知，負載電流的函數(shù)表達式i＝0.05sin 100πt(A)，D錯誤． 答案：A 5．將阻值為100 Ω的電阻絲繞成一個100匝的閉合矩形線圈，讓其在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速運動，如圖甲所示，產(chǎn)生的感應電動勢如圖乙所示．則可以判斷(　　) A．t＝0時刻線圈應轉(zhuǎn)到圖甲所示的位置 B．該線圈的轉(zhuǎn)速為100π r/s C．穿過線圈的磁通量的最大值為 Wb D．線圈轉(zhuǎn)一周所產(chǎn)生的電熱為9.68 J 解析：零時刻感應電動勢為零，磁通量變化最慢，線圈應與磁場垂直，A錯誤；產(chǎn)生感應電動勢的周期為0.02 s，則線圈的轉(zhuǎn)速為50 r/s，B錯誤；感應電動勢的最大值Em＝NBSω，Φm＝BS＝ Wb，C錯誤；線圈轉(zhuǎn)一周所產(chǎn)生的電熱Q＝T＝9.68 J，D正確． 答案：D 6．如圖所示的電路中，E為電源，R0為定值電阻，R1為光敏電阻(其電阻隨光照強度增大而減小)，R2、R3為滑動變阻器，C為平行板電容器．當開關S閉合時，電容器兩極板間有一帶電微粒恰好處于靜止狀態(tài)．下列說法正確的是(　　) A．只逐漸增大照在R1上的光照強度，電阻R0消耗的電功率變大，帶電微粒向上運動 B．只將R3的滑動端P3向上端移動時，電源消耗的功率變大，帶電微粒向上運動 C．只將R2的滑動端P2向下端移動時，帶電微粒向下運動 D．斷開開關S，帶電微粒將向下運動 解析：只逐漸增大R1的光照強度，R1的阻值減小，外電路總電阻減小，總電流增大，電阻R0消耗的電功率變大，滑動變阻器的電壓變大，電容器兩端的電壓增大，兩板間的場強增大，故微粒向上運動，故A正確；R3與電容器串聯(lián)，只將R3的滑動端P3向上端移動時，電路穩(wěn)定時相當于導線，故改變R3的滑片的位置不會影響電路中電流及電壓，故帶電微粒靜止不動，故B錯誤；只調(diào)節(jié)電阻R2的滑動端P2向下端移動時，電容器并聯(lián)部分的電阻變大，所以電容器兩端的電壓變大，兩板間的場強增大，故帶電微粒向上運動，故C錯誤；若斷開開關S，電容器處于放電狀態(tài)，電荷量變小，板間場強減小，帶電微粒所受的電場力減小，將向下運動，故D正確． 答案：AD 7．如圖所示，一理想變壓器原線圈接正弦交變電源，副線圈接有三盞相同的燈(不計燈絲電阻的變化)，燈上均標有(36 V,6 W)字樣，此時L1恰正常發(fā)光，圖中兩個電表均為理想電表，其中電流表顯示讀數(shù)為0.5 A，下列說法正確的是(　　) A．原、副線圈匝數(shù)之比為3∶1 B．變壓器的輸入功率為12 W C．電壓表的讀數(shù)為18 V D．若L3突然斷路，則L1變暗，L2變亮，輸入功率減小 解析：因L1正常發(fā)光，L1兩端的電壓為36 V，電流I＝＝ A＝ A，L2、L3的電流均為 A，兩端的電壓為18 V，電功率為1.5 W，所以副線圈的輸出電壓為36 V＋18 V＝54 V，副線圈的輸出功率為6 W＋1.5 W＋1.5 W＝9 W，原線圈輸入的功率也為9 W；由變壓比公式＝知，＝，＝，當L3斷路時，副線圈的電壓不變，總電阻增大，電流變小，L1變暗，L2兩端的電壓變大，L2變亮，總功率變小，由P＝，U不變，R總增大． 答案：CD 8．圖甲是遠距離輸電線路的示意圖，圖乙是發(fā)電機輸出電壓隨時間變化的圖象，則(　　) A．發(fā)電機輸出交流電壓的有效值約為500 V B．用戶用電器上交流電的頻率是100 Hz C．輸電線的電流只由升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定 D．當用戶用電器的總電阻增大時，輸電線上損失的功率減小 解析：由圖象可知交流電壓的最大值為Um＝707 V，因此其有效值為U＝ V≈500 V，故A正確；發(fā)電機的輸出電壓隨時間變化的關系，由圖可知，T＝0.02 s，故f＝＝ Hz＝50 Hz，故B錯誤；輸電線的電流由輸送的功率與電壓決定的，與降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比無關，故C錯誤；當用戶用電器的總電阻增大時，用戶的功率減小，降壓變壓器的輸出功率減小，則輸入的功率減小，輸入的電流減小，輸電線上損失的功率減小，故D正確． 答案：AD 二、計算題(本大題共2小題，共36分．需寫出規(guī)范的解題步驟) 9. 熱敏電阻常用于溫度控制或過熱保護裝置中．圖為某種熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值R隨溫度t變化的示意圖．由圖可知，這種熱敏電阻在溫度上升時導電能力________(選填“增強”或“減弱”)；相對金屬熱電阻而言，熱敏電阻對溫度變化的響應更________(選填“敏感”或“不敏感”) 解析：由圖可知，熱敏電阻在溫度上升時，阻值下降，故其導電能力增強；相對金屬熱電阻而言，熱敏電阻在溫度變化時，阻值變化明顯，故對溫度更敏感． 答案：增強　敏感 10．一臺小型發(fā)電機的最大輸出功率為100 kW，輸出電壓恒為500 V，現(xiàn)用電阻率為1.810－8Ωm，橫截面積為10－5 m2的輸電線向4103 m遠處的用戶輸電，要使發(fā)電機滿負荷運行時，輸電線上的損失功率不超過發(fā)電機總功率的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？ (3)想一想，當深夜接入電路的用電器減少時，用電器兩端的電壓是大于、小于還是等于220 V？若用電器電路中電流為100 A，求此時用電器兩端的電壓數(shù)值． 解析：(1)輸電要用兩根導線，則輸電線的電阻為 r＝ρ＝1.810－8 Ω＝14.4 Ω 由題意知P損＝P4%＝()2r 1050.04＝()214.4 U2＝6 000 V 升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比 ＝＝＝ (2)I2＝＝ A＝ A U損＝I2r＝14.4 V＝240 V 而U3＝U2－U損 ＝6 000 V－240 V＝5 760 V ＝＝＝ 降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為288∶11 (3)用電器總數(shù)減少時，用電器兩端電壓將增大，由題知I′4＝100 A，則由：＝＝，所以I′3＝ U′損＝I′3r＝14.4 V＝55 V 而U1、U2不變 U′3＝U2－U′損＝(6 000－55) V＝5 945 V ＝ U′4＝U′3＝5 945 V≈227 V 答案：(1)1∶12　(2)288∶11　(3)大于　220 V　227 V