專(zhuān)題08 恒定電流和交變電流1如圖所示，水平銅盤(pán)半徑為r，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，銅盤(pán)繞通過(guò)圓盤(pán)中心的豎直軸以角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，銅盤(pán)的邊緣及中心處分別通過(guò)導(dǎo)線與理想變壓器的原線圈相連，該理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1，變壓器的副線圈與電阻為R的負(fù)載相連，則()A負(fù)載R兩端的電壓為B原線圈中的電流強(qiáng)度為通過(guò)R電流的C變壓器的副線圈磁通量為0D通過(guò)負(fù)載R的電流強(qiáng)度為0【答案】D2在如圖所示的電路中，E為電源，電源內(nèi)阻為r，L為小燈泡(其燈絲電阻可視為不變)，V 為理想電壓表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，將滑動(dòng)變阻器的滑片向上移動(dòng)，則()A電壓表的示數(shù)變大B小燈泡消耗的功率變小C通過(guò)R2的電流變小D電源的內(nèi)耗電壓變大【答案】B【解析】將滑動(dòng)變阻器的滑片向上移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值增大，電路中的總電阻增大，由閉合電路歐姆定律可得，電路中的電流減小，故R1兩端的電壓減小，并聯(lián)部分電壓增大，通過(guò)R2的電流變大，A、C錯(cuò)誤；由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，流過(guò)燈泡的電流一定減小，故由PI2R可知，小燈泡消耗的功率變小，B正確；因電路中電流減小，故電源的內(nèi)耗電壓減小，D錯(cuò)誤 7如圖所示的變壓器，按如圖甲所示的交流電時(shí)，燈泡正常發(fā)光，電容器能正常工作，現(xiàn)將電源換成如圖乙所示的交流電，則()A由于乙交變電流的周期短，因此燈泡比第一次亮B由于乙的頻率比甲的大，因此電容器有可能被擊穿C無(wú)論接甲電源，還是接乙電源，若滑動(dòng)觸頭P向上移動(dòng)，燈泡都變暗D若將原線圈n1的匝數(shù)增加，燈泡消耗的功率將變大【答案】C8如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為21，a、b端接入一正弦式交流電源L1、L2為兩只規(guī)格均為“22 V，6 W”的燈泡，兩電表為理想交流電表當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P處于中間位置時(shí)，兩燈泡恰好都正常發(fā)光下列說(shuō)法正確的是()A電流表示數(shù)為0.27 AB電壓表示數(shù)為44 VC滑片P向下移動(dòng)時(shí)，燈泡L2將變暗D滑片P向上移動(dòng)時(shí)，燈泡L1將變暗【答案】B【解析】由于原、副線圈匝數(shù)比為2 ：1，則原、副線圈電流比為1：2，因兩燈泡正常發(fā)光，所以原線圈電流為 A，則副線圈電流為 A0.55 A，A錯(cuò)原、副線圈兩端電壓比為2：1，副線圈兩端電壓為22 V，所以原有線圈兩端電壓為44 V，B對(duì)滑片P向下移動(dòng)時(shí)，副線圈電路的電阻變小，電流變大，則原線圈電路中電流也變大，即通過(guò)燈泡L2的電流變大，燈泡L2可能變亮或燒毀，C錯(cuò)滑片P向上移動(dòng)時(shí)，通過(guò)燈泡L2的電流變小，原線圈兩端電壓變大，則副線圈兩端電壓也變大，燈泡L1可能變亮或燒毀，D錯(cuò) 12如圖13所示為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，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。閉合開(kāi)關(guān)S后()圖13A升壓變壓器的輸出電壓增大B降壓變壓器的輸出電流減小C輸電線上損耗的功率增大D輸電線上交流電的頻率減小【答案】C13如圖14所示的理想變壓器中原、副線圈的匝數(shù)比為51，其中R1100 、R24 分別代表輸電線的電阻。在副線圈上接有兩盞“8 V、4 W”的燈泡，若在a、b端輸入e60sin 100t(V)的交流電，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，燈泡L1正常發(fā)光，則()圖14A開(kāi)關(guān)閉合后，燈泡L1會(huì)變亮B開(kāi)關(guān)閉合后，a、b端輸入功率變小C開(kāi)關(guān)閉合前，R1、R2消耗的功率相等D開(kāi)關(guān)閉合前，電源的輸出功率為5 W【答案】C【解析】開(kāi)關(guān)閉合后，副線圈電路中總電阻變小，副線圈中的電流I2變大，根據(jù)n1I1n2I2可知，原線圈中的電流I1也變大，所以R1、R2上的電壓都變大，燈泡L1上的電壓變小，亮度變暗，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；原線圈中的電流I1變大，a、b端輸入功率變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；開(kāi)關(guān)閉合前，通過(guò)燈泡的電流I20.5 A，R2上消耗的功率為P2IR21 W，根據(jù)n1I1n2I2求得I10.1 A，R1上消耗的功率為P1IR11 W，選項(xiàng)C正確；開(kāi)關(guān)閉合前，電源的輸出功率為P總1 W1 W4 W6 W，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。14如圖15所示為一理想變壓器通過(guò)二極管給某種型號(hào)的電池充電的簡(jiǎn)單原理圖，現(xiàn)在變壓器的原線圈接入有效電壓為220 V的正弦交變電流，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1101，交流電流表的示數(shù)為 A，電池的內(nèi)阻為2 ，二極管具有單向?qū)щ娦?，下列說(shuō)法正確的是()圖15A電池的充電電壓為2 VB理想變壓器的輸入功率為 WC充電時(shí)，電池的熱功率為 WD充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為() W【答案】D15.在如圖6所示的電路中，E為電源，電源內(nèi)阻為r，L為小燈泡(其燈絲電阻可視為不變)，為理想電壓表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，將滑動(dòng)變阻器的滑片向上移動(dòng)，則()圖6A電壓表的示數(shù)變大B小燈泡消耗的功率變小C通過(guò)R2的電流變小D電源的內(nèi)耗電壓變大【答案】B16.如圖7所示，電路中燈泡L1和L2均正常發(fā)光，由于電路某處發(fā)生斷路故障，發(fā)現(xiàn)燈泡L1變暗，而燈泡L2變亮了。則下列判斷正確的是()圖7AR1斷路BR2斷路CS斷開(kāi)D發(fā)生故障后電容器C的帶電荷量減少【答案】B【解析】因?yàn)槭菙嗦?相當(dāng)于該處電阻增至無(wú)窮大)，電路中電阻增大。此時(shí)電路中電流減小，路端電壓增大。L1亮度比原來(lái)暗，說(shuō)明L1中電流減小，根據(jù)“串反并同”規(guī)律，斷路處必定與L1串聯(lián)或間接串聯(lián)。L2比原來(lái)亮，說(shuō)明L2中電流增大，根據(jù)“串反并同”規(guī)律，斷路處必定與L2并聯(lián)或間接并聯(lián)。分析題圖可知，R2出現(xiàn)了斷路故障，S斷開(kāi)不影響L1、L2。發(fā)生故障后，路端電壓增大，即C兩端電壓增大，所以電容器帶電荷量增加。 19如圖所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，R1的阻值和電源內(nèi)阻r相等將滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)，則()AR3上消耗的功率增大B電流表讀數(shù)減小，電壓表讀數(shù)增大C電源的輸出功率增大D質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng)【答案】CD20如圖(甲)所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1：n22：1，電壓表和電流表均為理想電表，二極管為理想二極管，燈泡電阻R55 ，原線圈兩端加如圖(乙)所示的電壓，下列說(shuō)法正確的是()A電流表的讀數(shù)為 AB電壓表的讀數(shù)為110 VC燈泡L的功率為110 WD副線圈兩端電壓為110 V【答案】AC21如圖所示，有一矩形線圈的面積為S，匝數(shù)為N，電阻不計(jì)，繞OO軸在水平方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，矩形線圈通過(guò)銅滑環(huán)接理想變壓器原線圈，副線圈接有固定電阻R0和滑動(dòng)變阻器R，下列判斷正確的是()A矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為eNBScostB矩形線圈從圖示位置經(jīng)過(guò)時(shí)間內(nèi)，通過(guò)電流表A1的電荷量為0C當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)過(guò)程中，電流表A1和A2示數(shù)都變小D當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)過(guò)程中，電壓表V1示數(shù)不變，V2和V3的示數(shù)都變小【答案】AC【解析】初始位置是與中性面垂直的平面，則矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為eNBScost，選項(xiàng)A正確；是四分之一個(gè)周期，由Q可得，通過(guò)電流表A1的電荷量不為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器的阻值變大，電路總電阻變大，電流表A2示數(shù)變小，結(jié)合可得，電流表A1示數(shù)也變小，選項(xiàng)C正確；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)過(guò)程中，電壓表V1示數(shù)不變，結(jié)合，V2示數(shù)也不變，電壓表V3示數(shù)變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤22如圖所示，MN、PQ是兩條水平、平行放置的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的右端接理想變壓器的原線圈，變壓器的副線圈與電阻R20 組成閉合回路，變壓器的原副線圈匝數(shù)之比n1：n21：10，導(dǎo)軌寬L5 m質(zhì)量m2 kg、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒ab垂直MN、PQ放在導(dǎo)軌上，在水平外力F作用下，從t0時(shí)刻開(kāi)始在圖示的兩虛線范圍內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間變化的規(guī)律是v2sin20t(m/s)垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B4 T導(dǎo)軌、導(dǎo)線和線圈電阻均不計(jì)求：(1)ab棒中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式；ab棒中產(chǎn)生的是什么電流？(2)電阻R上的電熱功率P.(3)從t0到t10.025 s的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)外力F所做的功【答案】(1)見(jiàn)解析(2)4103 W(3)104 J(3)由以上分析可知，該正弦交流電的周期T0.1 s從t0到t10.025 s，經(jīng)歷了四分之一個(gè)周期設(shè)在這段時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q，則Q100 J在t10.025 s時(shí)刻，ab棒的速度為v，則則v2sin20t12 m/s由能量守恒定律可得這段時(shí)間內(nèi)外力F做的功WQmv2104 J23如圖11甲所示，長(zhǎng)、寬分別為L(zhǎng)1、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(dòng)，線框的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起，并通過(guò)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(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)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(shí)間內(nèi)，線框保持靜止，且線框平面和磁場(chǎng)垂直；t1時(shí)刻后線框在外力的驅(qū)動(dòng)下開(kāi)始繞其豎直中心軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。求：圖11(1)0t1時(shí)間內(nèi)通過(guò)電阻R的電流大小；(2)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后，在轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中電流通過(guò)電阻R產(chǎn)生的熱量；(3)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后，從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量。【答案】(1)(2)R()2(3)【解析】在0t1時(shí)間內(nèi)，金屬線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1n 故ab棒中產(chǎn)生的是正弦交變電流(3)由以上分析可知，該正弦交流電的周期T0.1 s從t0到t10.025 s，經(jīng)歷了四分之一個(gè)周期設(shè)在這段時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q，則Q100 J在t10.025 s時(shí)刻，ab棒的速度為v，則則v2sin20t12 m/s由能量守恒定律可得這段時(shí)間內(nèi)外力F做的功WQmv2104 J