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課時(shí)跟蹤訓(xùn)練(十二) 直流電路與交流電路 一、單項(xiàng)選擇題 1．(2018福州一中檢測(cè))如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T.單匝矩形線圈面積S＝1 m2.電阻不計(jì)，繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．線圈通過電刷與一理想變壓器原線圈相接，為交流電流表．調(diào)整副線圈的滑動(dòng)觸頭P，當(dāng)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1時(shí)，副線圈電路中標(biāo)有“6 V　6 W”的燈泡正常發(fā)光．以下判斷正確的是 (　　) A．電流表的示數(shù)為1 A B．矩形線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的最大值為18 V C．從矩形線圈轉(zhuǎn)到中性面開始計(jì)時(shí)，矩形線圈電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律為e＝12sin 60πt(V) D．若矩形線圈轉(zhuǎn)速增大，為使燈泡仍能正常發(fā)光，應(yīng)將P適當(dāng)下移 C　[燈泡正常發(fā)光，故變壓器的輸出電流為：I2＝＝1 A；根據(jù)公式：＝，解得I1＝0.5 A，故A錯(cuò)誤；燈泡正常發(fā)光，故變壓器的輸出電壓為6 V，根據(jù)公式＝，解得：U1＝12 V，故矩形線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的有效值為12 V，最大值為12V≈17 V，故B錯(cuò)誤；根據(jù)公式Em＝NBSω，解得：ω＝＝rad/s＝60 π rad/s，故 從矩形線圈轉(zhuǎn)到中性面開始計(jì)時(shí)，矩形線圈電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律e＝Emsin ωt＝12sin 60πt(V)，故C正確；若矩形線圈轉(zhuǎn)速增大，根據(jù)公式Em＝NBSω，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值增加，故有效值也增加；為使燈泡仍能正常發(fā)光，應(yīng)該減小變壓比，故應(yīng)將P適當(dāng)上移，故D錯(cuò)誤．] 2．圖甲電路中，D為二極管，其伏安特性曲線如圖乙所示．在圖甲電路中，閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器R的滑片P從左端向右移動(dòng)過程中(　　) A．二極管D消耗的功率變大 B．二極管D的電阻變大 C．通過二極管D的電流減小 D．電源的功率減小 A　[滑動(dòng)變阻器R的滑片P從左端向右移動(dòng)過程中，滑動(dòng)變阻器的電阻減小，電路電流增大，由圖乙可知，二極管的電阻減小，電流、電壓增大，消耗的功率也增大，故A正確，B、C錯(cuò)誤；電源的功率為：P＝EI，因?yàn)殡娏髟龃?，所以電源的功率增大，故D錯(cuò)誤．所以A正確，B、C、D錯(cuò)誤．] 3. (2018山西五校三聯(lián))某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機(jī)通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向R0＝11 Ω的純電阻用電器供電．已知輸電線的總電阻R＝10 Ω，T2的原、副線圈匝數(shù)比為4∶1，用電器兩端的電壓為u＝220sin 100πt(V)，將T1、T2均視為理想變壓器．下列說法正確的是(　　) A．降壓變壓器的輸入功率為4 400 W B．升壓變壓器中電流的頻率為100 Hz C．輸電線消耗的功率為500 W D．當(dāng)用電器的電阻減小時(shí)，輸電線消耗的功率減小 A　[由題可知，用電器兩端電壓有效值為220 V，交流電頻率f＝＝ Hz＝50 Hz，由電功率公式可知，降壓變壓器輸出功率P＝＝4 400 W，理想變壓器輸入功率與輸出功率相等，故A項(xiàng)正確；理想變壓器不改變交變電流的頻率，B項(xiàng)錯(cuò)；由變壓規(guī)律＝可知，降壓變壓器輸入電壓為880 V，由P＝UI可知，降壓變壓器輸入電流為I＝5 A，由焦耳定律可知，輸電線電阻消耗的功率P＝I2R＝250 W，C項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)用電器的電阻減小時(shí)，輸出功率增大，故降壓變壓器輸入功率增大，從而輸入電流增大，再由P＝I2R可知，輸電線消耗的功率增大，D項(xiàng)錯(cuò)．] 4．(2018湖北省荊州中學(xué)高三全真模擬一)在如圖所示的電路中，由于某個(gè)電阻發(fā)生故障，使電流表A的讀數(shù)變大，電壓表V的讀數(shù)變大，燈泡L的亮度變暗，關(guān)于故障判斷的下列說法正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．可能是R3短路 B．可能是R2斷路 C．可能是R2短路 D．可能是R4短路 D　[由電路元件各物理量動(dòng)態(tài)變化的規(guī)律“串反并同”可知，只有當(dāng)R4短路時(shí)(可認(rèn)為電阻減小)，外電路電阻減小，總電流增大，電流表A的讀數(shù)變大，R4的電流增大，電壓表V的讀數(shù)變大，燈泡L的亮度變暗．故正確答案為D.故選D.] 5. 如圖所示，接在理想變壓器回路中的四個(gè)規(guī)格相同的燈泡都正常發(fā)光，那么，理想變壓器的匝數(shù)比n1∶n2∶n3為(　　) A．1∶1∶1 B．3∶2∶1 C．6∶2∶1 D．2∶2∶1 B　[燈泡正常發(fā)光，可得UA＝UB＝UC＝UD，所以U2＝2U3，由理想變壓器的電壓關(guān)系得＝＝，可得n2＝2n3.燈泡都正常發(fā)光，則功率相等，即PA＝PB＝PC＝PD.由P＝I2R得 IA＝IB＝IC＝ID，即I1＝I2＝I3. 由理想變壓器的功率關(guān)系得U1I1＝U2I2＋U3I3，即n1I1＝n2I2＋n3I3，可得n1＝n2＋n3＝2n3＋n3＝3n3.所以n1∶n2∶n3＝3∶2∶1.]． 6．(2018湖北省武漢市高三下學(xué)期五月理綜訓(xùn)練)如圖是某溫度檢測(cè)和光電控制加熱裝置的原理圖．R為熱敏電阻(溫度升高，阻值減小)，用來探測(cè)加熱電阻絲R的溫度．RG為光敏電阻(光照強(qiáng)度增大，阻值減小)，接收小燈泡L的光照．其他電阻均為定值電阻．當(dāng)R處溫度升高后，下列說法正確的是(　　) A．燈泡L將變暗 B．RG的電壓將增大 C．R的功率將增大 D．R的電壓變化量與R2的電流變化量的比值不變 D　[A項(xiàng)：當(dāng)R處溫度升高時(shí)，RT阻值變小，左邊回路中電流增大，小燈泡L的功率增大，燈泡L將變亮，故A錯(cuò)誤； B、C項(xiàng)：L的光照強(qiáng)度增大，則RG阻值變小，右側(cè)電路的總電阻變小，總電流變大，E2的內(nèi)電壓增大，則其路端電壓變?。傠娏髟龃?，則R2兩端電壓增大，所以右側(cè)電路并聯(lián)部分電壓減小，R的電壓減小，則R的功率將減?。甊的電流減小，而總電流增大，則通過R3的電流增大，R3的電壓將增大，所以RG的電壓將減小，故B、C錯(cuò)誤；D項(xiàng)：R的電壓變化量與R2的電流變化量的比值＝，保持不變，故D正確．] 7．(2018河北正定中學(xué)高三模擬)如圖所示為一交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，其中矩形線圈abcd的邊長(zhǎng)ab＝cd＝L1，bc＝ad＝L2，匝數(shù)為n，線圈的總電阻為r，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω，線圈兩端通過電刷E、F與阻值為R的定值電阻連接．從線圈經(jīng)過中性面開始計(jì)時(shí)，則 (　　) A．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為BωL1L2 B．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式為e＝nBωL1L2 cos ωt C．經(jīng)過周期時(shí)間通過電阻R的電荷量為 D．此發(fā)電機(jī)在上述工作狀態(tài)下的輸出功率為 D　[線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝nBωL1L2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的表達(dá)式e＝Emsin ωt＝nBωL1L2sin ωt，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E＝n，由閉合電路歐姆定律有I＝，又ΔΦ＝BL1L2，q＝IΔt，聯(lián)立解得q＝n，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝＝，電流的有效值I＝，交流發(fā)電機(jī)的輸出功率即電阻R的熱功率P＝I2R＝，選項(xiàng)D正確．] 二、多項(xiàng)選擇題 8．(2018山東省淄博市高三三模)一個(gè)微型吸塵器的直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓為U，額定電流為I，線圈電阻為R，將它接在電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r的直流電源的兩極間，電動(dòng)機(jī)恰好能正常工作，則(　　) A．電動(dòng)機(jī)消耗的總功率為UI B．電源的效率為1－ C．電源的輸出功率為EI D．電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率為 AB　[電動(dòng)機(jī)消耗的總功率應(yīng)該用P＝IU來計(jì)算，所以總功率為IU，所以A正確；電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率應(yīng)該用P＝I2R來計(jì)算，所以熱功率P＝I2R，所以D錯(cuò)誤．電源的輸出功率等于電動(dòng)機(jī)的輸入功率，得P出＝UI.故C錯(cuò)誤．電源的總功率為IE，內(nèi)部發(fā)熱的功率為I2r，所以電源的效率為＝1－，所以B正確．故選AB.] 9．(2018河南省鄭州市高中畢業(yè)年級(jí)第二次質(zhì)量預(yù)測(cè))如圖所示的電路中電表均為理想電表，閉合開關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)至某一位置，與移動(dòng)前相比，下列說法正確的是(　　) A．電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大 B．小燈泡L變亮 C．電源的輸出功率一定變大 D．電容器C所帶的電荷量減少 BD　[由圖可知，電容并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端；當(dāng)滑片右移時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻減小；則總電阻減??；由閉合電路歐姆定律可知，總電流增大，故電流表示數(shù)增大，燈泡亮度變亮，因內(nèi)壓增大，故電壓表示數(shù)減小，故A錯(cuò)誤，B正確；由P＝EI可知，電源的總功率變大；當(dāng)外阻和內(nèi)阻相等時(shí)輸出功率最大，因?yàn)椴恢劳庾韬蛢?nèi)阻的關(guān)系，所以不能判斷電源輸出功率的變化，故C錯(cuò)誤；因電容器并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端；總電流變大，燈泡及內(nèi)阻分壓增大，則滑動(dòng)變阻器分壓減小，故電容器C兩端的電壓減小，所以C上的電量減小，故D正確．所以BD正確，AC錯(cuò)誤．] 10．(2018山東省淄博一中高三三模)電源的兩個(gè)重要參數(shù)分別是電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r.對(duì)一個(gè)電路有兩種特殊情況：當(dāng)外電路斷開時(shí)，電源兩端的電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)；當(dāng)外電路短路時(shí)，短路電流等于電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的比值．現(xiàn)有一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)電阻為r的電源和一阻值為R的定值電阻，將它們串聯(lián)或并聯(lián)組成的系統(tǒng)視為一個(gè)新的等效電源，這兩種連接方式構(gòu)成的等效電源分別如圖甲和乙中虛線框所示．設(shè)新的等效電源的電動(dòng)勢(shì)為E′，內(nèi)電阻為r′.試根據(jù)以上信息，判斷下列說法中正確的是(　　) A．甲圖中的E′＝E，r′＝R＋r B．甲圖中的E′＝E，r′＝R＋r C．乙圖中的E′＝E，r′＝ D．乙圖中的E′＝E，r′＝ BD　[電源的電動(dòng)勢(shì)等于外電路斷路時(shí)的路端電壓，則對(duì)甲圖可知E′＝E，r′＝r＋R，選項(xiàng)A錯(cuò)誤B正確；圖乙中，E′＝；r′＝，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；故選BD.] 11．(2018河北冀州5月模擬)如圖所示，理想變壓器輸入端接在電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化、內(nèi)阻為r的交流電源上，輸出端接理想電流表及阻值為R的負(fù)載．如果要求負(fù)載上消耗的電功率最大，則下列說法正確的是 (　　) A．該交流電源電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝Emsin(100 πt) B．變壓器原、副線圈匝數(shù)的比值為 C．電流表的讀數(shù)為 D．負(fù)載上消耗的熱功率為 BC　[由et圖象可知交流電的周期T＝410－2s，則ω＝＝50 π rad/s，所以e＝Emsin(50πt)，則A項(xiàng)錯(cuò)誤．對(duì)于理想變壓器，在電源輸出最大功率時(shí)，電流I1＝，此時(shí)，變壓器輸入功率恰好等于電源內(nèi)阻消耗的功率，又輸出功率等于輸入功率，則Ir＝IR，得出＝，又＝，得出＝，I2＝，則B、C項(xiàng)正確．負(fù)載上消耗的熱功率為P＝IR＝，則D項(xiàng)錯(cuò)誤．] 12．如圖甲所示，電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源與R＝6 Ω的定值電阻、滑動(dòng)變阻器RP、開關(guān)S組成串聯(lián)回路，已知滑動(dòng)變阻器消耗的功率P與其接入電路的有效阻值RP的關(guān)系如圖乙所示．下列說法正確的是(　　) A．電源的電動(dòng)勢(shì)E＝ V，內(nèi)阻r＝4 Ω B．圖乙中Rx＝25 Ω C．定值電阻R消耗的最大功率為0.96 W D．調(diào)整滑動(dòng)變阻器RP的阻值可以得到該電源的最大輸出功率為1 W BC　[當(dāng)RP＝R＋r＝10 Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗功率最大，R＝6 Ω.可得內(nèi)阻r＝4 Ω，最大功率P＝＝0.4 W，解得E＝4 V，A錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器的阻值為4 Ω時(shí)消耗的功率與其阻值為Rx時(shí)消耗的功率相等，有4Rx＝(R＋r)2，解得Rx＝25 Ω，B正確；當(dāng)回路中電流最大時(shí)，定值電阻R消耗的功率最大，故最大功率為()2R＝0.96 W，C正確；當(dāng)外電路電阻與內(nèi)阻相等時(shí)，電源輸出功率最大，本題中定值電阻R的阻值已經(jīng)大于內(nèi)阻的阻值，故滑動(dòng)變阻器Rp的阻值為0時(shí)，電源輸出功率最大，最大功率為()2R＝0.96 W，D錯(cuò)誤．] 13．如圖所示為某興趣小組設(shè)計(jì)的一種發(fā)電裝置，在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角α均為π，磁場(chǎng)均沿半徑方向；矩形線圈abcd(d點(diǎn)未在圖中標(biāo)出)的匝數(shù)為N，其邊長(zhǎng)ab＝cd＝l，bc＝ad＝2l；線圈的總電阻為r，外接電阻為R；線圈以角速度ω繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，bc邊和ad邊同時(shí)進(jìn)、出磁場(chǎng)．在磁場(chǎng)中，bc邊和cd邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向始終與兩邊的運(yùn)動(dòng)方向垂直．則(　　) A．bc邊和ad邊在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為NBl2ω B．bc邊和ad邊在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，bc邊所受安培力的大小為 C．通過R的電流有效值為 D．通過R的電流有效值為. BD　[bc、ad邊的運(yùn)動(dòng)速度v＝ω，電動(dòng)勢(shì)Em＝2NB2lv＝2NBl2ω，A錯(cuò)誤；根據(jù)歐姆定律得，電流Im＝，bc邊所受安培力為F＝NBIm2l＝，故B項(xiàng)正確；因?yàn)閮纱艌?chǎng)的圓心角為π，故一個(gè)周期內(nèi)，通電時(shí)間t＝T，由有效值定義知：I(R＋r)T＝I2(R＋r)T，解得I＝故選項(xiàng)D正確．]