第1講恒定電流和交變電流一、選擇題(本大題共8小題,每小題8分,共64分.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)1.(2018江蘇模擬)如圖(甲)所示,一理想變壓器原線圈接上如圖(乙)所示的正弦交流電,與副線圈相連的兩個(gè)燈泡規(guī)格均為“110 V40 W”,電表均為理想電表,原、副線圈匝數(shù)比為21,連線電阻不計(jì),開(kāi)關(guān)S閉合前,電路正常工作.則閉合開(kāi)關(guān)S后(D)A.燈泡將燒毀B.電流表示數(shù)增大C.經(jīng)過(guò)燈泡的交變電流頻率為25 HzD.變壓器的輸入功率增大一倍解析:原線圈輸入電壓不變,線圈匝數(shù)不變,則副線圈電壓不變,即電壓表示數(shù)不變,燈泡電阻不變,則電流表示數(shù)不變,仍然能正常工作,故A,B錯(cuò)誤;根據(jù)(乙)圖可知,周期T=0.02 s,則頻率f=50 Hz,故C錯(cuò)誤;當(dāng)S接通后,兩個(gè)燈泡并聯(lián),增加一個(gè)負(fù)載,則副線圈功率增大,所以變壓器的輸入功率增大,故D正確.2.(2018湖北武漢模擬)用500 kV和750 kV的電壓輸送相同功率的電能,已知兩種情況下輸電線的長(zhǎng)度、輸電線的電阻率以及輸電線上損失的電功率均相同,則輸電線的橫截面積之比為(D)A.23B.32C.49D.94解析:根據(jù)P=UI及輸送的功率相同,得輸送電流之比為I1I2=U2U1=32.據(jù)導(dǎo)線上損失的功率公式P損=I2R及P損相等,得輸電線上的電阻之比R1R2=I22I12=49;由電阻定律R=LS知,導(dǎo)線長(zhǎng)度L和電阻率相同,得S1S2=R2R1=94,故D正確,A,B,C錯(cuò)誤.3.(2018福建廈門二模)如圖所示為原、副線圈的匝數(shù)均可調(diào)節(jié)的理想變壓器,原線圈兩端接一正弦交變電流,一小燈泡L和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接于副線圈兩端,滑動(dòng)頭P置于中間,小燈泡正常發(fā)光.為了使小燈泡亮度變暗,可以采取的措施是(C)A.僅減少原線圈的匝數(shù)n1B.僅增加副線圈的匝數(shù)n2C.僅改變R的電阻,將滑動(dòng)頭P向B端滑動(dòng)D.僅增大原線圈交流電電壓解析:原線圈匝數(shù)減小使得副線圈電壓增大,輸出功率增大,小燈泡亮度變亮,故A錯(cuò)誤;副線圈匝數(shù)增加,輸出電壓增加,故輸出功率增大,小燈泡亮度變亮,故B錯(cuò)誤;改變R的電阻,將滑動(dòng)頭P向B端滑動(dòng)的過(guò)程中滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值增大,所以副線圈上的電流減小,小燈泡的電流減小,所以燈泡變暗,故C正確;僅增大原線圈交流電電壓,則副線圈電壓增大,輸出功率增大,小燈泡亮度變亮,故D錯(cuò)誤.4.(2018北京通州區(qū)二模)如圖所示電路中,R為某種半導(dǎo)體氣敏元件,其阻值隨周圍環(huán)境一氧化碳?xì)怏w濃度的增大而減小,當(dāng)一氧化碳?xì)怏w濃度增大時(shí),下列說(shuō)法中正確的是(D)A.電壓表V示數(shù)增大B.電流表A示數(shù)減小C.電路的總功率減小D.變阻器R1的取值越大,電壓表示數(shù)變化越明顯解析:當(dāng)一氧化碳?xì)怏w濃度增大時(shí),R減小,總電阻減小,則總電流增大,內(nèi)電壓增大,路端電壓減小,可知,通過(guò)R的電流減小,因此電壓表V示數(shù)減小,通過(guò)變阻器的電流減小,則電流表A示數(shù)增大,故A,B錯(cuò)誤.電路的總功率為P=EI,E不變,I增大,則P增大,故C錯(cuò)誤.變阻器R1的取值越大,R1與R并聯(lián)的阻值越接近R,R對(duì)電路的影響越大,則知變阻器R1的取值越大,電壓表示數(shù)變化越明顯,故D正確.5.(2018山西四模)如圖(甲)所示,一阻值為R的電阻接在電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的直流電源兩端,電源的效率為94.1%;如圖(乙)所示,當(dāng)該阻值為R的電阻通過(guò)理想變壓器接在電壓有效值為E、內(nèi)阻為r的交流電源上時(shí),變壓器原線圈兩端的電壓為E2,則該變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為(B)A.41 B.14C.161 D.116解析:當(dāng)接直流電源時(shí),有=RR+r=94.1%,解得R=16r,根據(jù)原副線圈的電壓比等于匝數(shù)比可知n1n2=U1U2=E2U2,解得U2=En22n1,根據(jù)原副線圈的功率相等可知I1U1=I2U2,而I1=E-E2r=E2r,則有即為E2rE2=(En22n1)2R,解得n1n2=14,故B正確,A,C,D錯(cuò)誤.6.(2018寧夏銀川三模)如圖所示,A為巨磁電阻,當(dāng)它周圍的磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí),其阻值增大;C為電容器,當(dāng)有磁鐵靠近A時(shí),下列說(shuō)法正確的有(AB)A.電流表的示數(shù)減小B.電容器C的電荷量增大C.電壓表的示數(shù)變小D.電源內(nèi)部消耗的功率變大解析:有磁鐵靠近A時(shí),其阻值增大,根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知,電路中的電流將減小,電流表的示數(shù)減小,故A正確;電路中的電流減小,則電路的路端電壓增大,所以電壓表的示數(shù)增大,電容器兩端的電壓增大,根據(jù)Q=CU可知電容器C的電荷量增大,故B正確,C錯(cuò)誤;電路中的電流減小,電源內(nèi)部消耗的功率P=I2r,所以將隨電流的減小而減小,故D錯(cuò)誤.7.(2018天津模擬)圖(乙)中,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2= 51.原線圈接入如圖(甲)所示的正弦交流電.電路中電表均為理想電表,定值電阻R1=R2=4 ,D為理想二極管(該二極管的正向電阻為零,反向電阻為無(wú)窮大),則(ACD)A.電阻R2兩端的電壓頻率為50 HzB.電流表的示數(shù)為5 AC.原線圈的輸入功率為150 WD.將R1摘掉,電壓表的示數(shù)不變解析:由圖(甲)可知,交流電的周期為0.02 s,故頻率為50 Hz;而變壓器及二極管均不會(huì)改變交流電的頻率,故電阻R2兩端的電壓頻率為 50 Hz,故A正確;經(jīng)變壓器后,輸出電壓為U2=n2n1U1=1005 V=20 V,因二極管的單向?qū)щ娦?只有一半時(shí)間內(nèi)有電壓加在R2兩端;由有效值的定義可得U22R2T2=U22R2T,解得U2=102 V;則電流表的示數(shù)為2.52 A,故B錯(cuò)誤;原線圈輸入功率等于副線圈輸出的功率,輸出功率P=2024 W +(2.52)24 W=150 W,故C正確;因輸出電壓由輸入電壓決定,故將R1摘掉,電壓表的示數(shù)不變,故D正確.8.(2018貴州遵義二模)如圖為遵義市某中學(xué)學(xué)校配電房向各個(gè)教室的供電示意圖,T為理想變壓器,V1,A1為監(jiān)控室變壓器輸入端的電壓表和電流表,V2,A2為監(jiān)控室變壓器輸出端的電壓表和電流表,R1,R2為教室的負(fù)載電阻,V3,A3為教室內(nèi)的監(jiān)控電壓表和電流表,配電房(監(jiān)控室)和教室間有相當(dāng)長(zhǎng)的一段距離,則當(dāng)開(kāi)關(guān)S由閉合到斷開(kāi)時(shí),以下說(shuō)法正確的是(BD)A.電流表A1,A2和A3的示數(shù)都變大B.電流表A1,A2的示數(shù)減小C.電壓表V3的示數(shù)變小D.電壓表V2的示數(shù)不變解析:當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合到斷開(kāi)時(shí),副線圈的總電阻變大,由于升壓變壓器的輸入電壓不變,則輸出電壓不變,即U2不變,可知輸電線中的電流減小,即A2減小,則輸電線上損失的電壓減小,可知用戶端得到的電壓增大,即U3增大,所以通過(guò)R1的電流增大,即A3增大,由于輸電線電流減小,輸出功率減小,則輸入功率也減小,導(dǎo)致原線圈中的電流I1減小,所以A1示數(shù)減小.故B,D正確,A,C錯(cuò)誤.二、非選擇題(本大題共2小題,共36分)9.(16分)(2018北京房山區(qū)二模)三峽水電站是我國(guó)最大的水力發(fā)電站,平均水位落差約100 m,水的流量約1.35104 m3/s.船只通航需要約3 500 m3/s的流量,其余流量全部用來(lái)發(fā)電.水流沖擊水輪機(jī)發(fā)電時(shí),水流減少的勢(shì)能有20%轉(zhuǎn)化為電能.(1)按照以上數(shù)據(jù)估算,三峽發(fā)電站的發(fā)電功率最大是多大;(2)本市現(xiàn)行階梯電價(jià)每戶每月1擋用電量最高為240 kWh,如果按照本市現(xiàn)行階梯電價(jià)1擋最高用電量計(jì)算,三峽電站可以滿足多少戶家庭生活用電;(3)把抽水蓄能電站產(chǎn)生的電能輸送到北京城區(qū).已知輸電功率為P,輸電線路的總阻值為R,要使輸電線路上損耗的功率小于P.求輸電電壓的最小值U;在輸電功率一定時(shí),請(qǐng)?zhí)岢鰞煞N減少輸電過(guò)程中功率損耗的方法.解析:(1)三峽發(fā)電站的發(fā)電功率P=mgh20%=Vgh20%=1.0103(1.35104-3 500)1010020% kW=2106 kW.(2)每戶平均功率P=2403024 kW=0.333 kW三峽電站可以滿足庭生活用電的戶數(shù)n=21060.333=6106戶.(3)輸電導(dǎo)線損失熱功率P=I2R輸電功率P=IU,解得U=PPR=PRP.在輸電功率一定時(shí),減少輸電過(guò)程中功率損耗的方法:提高輸電電壓;增大導(dǎo)線橫截面積,減小電阻.答案:(1)2106 kW (2)6106戶 (3)PRP提高輸電電壓;增大導(dǎo)線橫截面積,減小電阻10.(20分)(2018湖南長(zhǎng)沙期末)圖(甲)為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)構(gòu)造示意圖,發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng),線圈匝數(shù)n=100,內(nèi)阻r=5 ,外電路電阻R= 95 ,電路中其余電阻不計(jì).轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)每匝線圈的磁通量隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化,如圖(乙)所示,求(1)該小型發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)最大值;(2)交流電流表的讀數(shù);(3)07.8510-3 s內(nèi)通過(guò)R的電荷量.(取=3.14)解析:(1)從-t圖像可以看出m=1.010-2 Wb,T=3.1410-2 s,又=2T,則有Em=nm=100210-2110-2 V=200 V.(2)電路中電流最大值為Im=EmR+r=20095+5 A=2 A.交流電流表讀數(shù)為I=Im2=2 A=1.41 A.(3)在07.8510-3 s內(nèi)產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=nt,流過(guò)電阻的電荷量為q=ER+rt=0.01 C.答案:(1)200 V(2)1.41 A(3)0.01 C