二轮复习 专题4 恒定电流和交流电 强化练习解析版Word格式文档下载.docx
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由上图可知电源电动势为E=6V,电源内阻为r=
Ω=0.5Ω,
由电压的分配原理得
=
,解得R外=2Ω.
选项A三个电阻并联R外=1Ω,选项B两个电阻串联完再与第三个电阻并联R外=2Ω,选项C三个电阻串联R外=9Ω,选项D两个电阻并联完再与第三个电阻串联R外=4.5Ω,故B正确.
B
3.(2019·
信阳模拟)如图所示,电源电动势为4V,内阻1Ω,电阻R1=3Ω,R2=R3=4Ω,R4=8Ω,电容器C=6.0μF,闭合S电路达稳定状态后,电容器极板所带电量为( )
A.1.5×
10-5C B.3.0×
10-5C
C.2.0×
10-5CD.2.1×
由电路结构可知,电路中的总电阻为R总=R1+r+
=8Ω,电路中的电流为I=
=0.5A,电容器两极板间的电势差为UC=UR1+UR2=IR1+
R2=2.5V,电容器极板所带电量为Q=CUC=1.5×
10-5C,故A正确,B、C、D错误.
A
考点2 交变电流的产生
4.(2019·
郑州模拟)如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0Ω,外接R=9.0Ω的电阻.闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势e=10
sin10πt(V),则( )
A.该交变电流的频率为10Hz
B.该电动势的有效值为10
V
C.外接电阻R所消耗的电功率为10W
D.电路中理想交流电流表A的示数为1.0A
正弦式交流电电动势瞬时表达式为e=Emsinωt,由此可知Em=10
V,ω=10πrad/s,则该交变电流的频率f=
=5Hz;
该电动势的有效值为E=
V=10V,则A、B错误;
电路中理想交流电流表A的示数I=
A=1A;
外接电阻R所消耗的电功率P=I2R=12×
9W=9W,故C错误,D正确.
D
5.(2019·
成都模拟)如图,匀强磁场中,一单匝矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,线框中产生的交变电动势瞬时值随时间变化的规律为e=20
sin100πtV.下列说法正确的是( )
A.该线框转动的频率是100Hz
B.该线框产生的交变电动势最大值是20V
C.t=0.005s时刻,线框平面与中性面重合
D.t=0.05s时刻,穿过线圈的磁通量变化率为0
该线框转动的频率是f=
Hz=50Hz,选项A错误;
该线框产生的交变电动势最大值是20
V,选项B错误;
t=0.005s时刻,线框转过的角度为100π×
0.005=
,此时平面与中性面垂直,选项C错误;
t=0.05s时刻,电动势的瞬时值为0,此时穿过线圈的磁通量变化率为0,选项D正确.
6.(多选)(2019·
太原一模)图1中,单匝矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场的轴转动.改变线圈的转速,穿过该线圈的磁通量随时间分别按图2中图线甲、乙的规律变化.设线圈的电阻为1.0Ω,则( )
A.图线甲对应线圈在t=0时产生的感应电动势最大
B.图线甲、乙对应的线圈在t=2.0s时,线圈平面均平行于磁感线
C.图线甲、乙对应的线圈转速之比为5∶4
D.图线甲对应的线圈中交变电流的峰值为2.5πA
在t=0时,Φ甲最大,则产生的感应电动势最小,故A错误;
因为在t=0.2s×
10=2.0s时,Φ甲=Φ乙=0,所以线圈平面均平行于磁感线,故B正确;
由图(b)可知甲、乙图线对应的周期之比为4∶5,而线圈的转速n=
,所以图线甲、乙对应的线圈转速之比为5∶4,故C正确;
甲图线对应的线圈中交流电压的峰值Em=BSω=Φmω=0.4×
V=5πV.电流的峰值Im=
=5πA,故D项错误.
BC
7.(2019·
珠海模拟)图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A为交流电流表,线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示,以下判断正确的是( )
A.交流电的频率是100Hz
B.电流表的示数为20A
C.0.02s时穿过线圈的磁通量最大
D.0.01s时线圈平面与磁场方向平行
由乙图知周期T=0.02s,则频率f=
Hz=50Hz,故A错误;
电流表的示数为有效值I=
A=10A,故B错误;
由乙图知0.02s时线框中感应电流最大,说明线框与磁场平行,磁通量为零,故C错误;
0.01s时线圈产生的感应电动势最大,说明线框与磁场平行,磁通量为零,故D正确.
8.(2019·
惠州六校联盟)图甲为风力发电的简易模型.在风力作用下,风叶带动与杆固连的永磁铁转动,磁铁下方的线圈与电压传感器相连.在某一风速时,传感器显示如图乙所示,以下正确的是( )
A.磁铁的转速为2.5r/s
B.线圈两端电压的有效值为6V
C.交变电流的电压表达式为u=12sin10πt(V)
D.该交变电流可以直接加在击穿电压为10V的电容器上
电流的周期为T=0.4s,故磁体的转速为n=
=2.5r/s,故A正确;
通过乙图可知电压的最大值为12V,故有效值U=
=6
V,故B错误;
周期T=0.4s,故ω=
=5πrad/s,故电压的表达式为u′=12sin5πt(A),故C错误;
电容器的击穿电压为交流电的最大值,而交流电的最大值大于电容器的击穿电压,故不能,故D错误.
考点3 变压器和远距离输电
9.(2019·
珠海模拟)如图所示,一理想变压器原线圈的匝数n1=1100匝,副线圈的匝数n2=220匝,交流电源的电压u=220
sin(100πt)V,R为负载电阻,电压表、电流表均为理想电表,则下列说法中正确的是( )
A.交流电的频率为100Hz
B.电压表的示数为44V
C.电流表A1的示数大于电流表A2的示数
D.变压器的输入功率大于输出功率
交流电的周期T=
s=0.02s,f=
=50Hz,故A项错误;
原线圈的电压U1=
=220V,
,则U2=44V,故B项正确;
原、副线圈的电流比等于匝数反比,因为n1>
n2,所以I1<
I2,即电流表A1示数小于电流表A2示数,故C项错误;
变压器的输入功率等于输出功率,故D项错误.
10.(2019·
邢台模拟)如图所示,理想变压器原线圈输入电压u=Umsinωt,副线圈电路中R0为定值电阻,R是滑动变阻器,V1和V2是理想交流电压表,示数分别用U1和U2表示;
A1和A2是理想交流电流表,示数分别用I1和I2表示.下列说法正确的是( )
A.I1和I2表示电流的瞬时值
B.U1和U2表示电压的最大值
C.滑片P向下滑动过程中,U2不变、I1变大
D.滑片P向下滑动过程中,U2变小、I1变小
交流电压表、电流表的读数都为有效值,故选项A、B错误;
当滑动变阻器滑片P向下滑动时,副线圈输出电路的总电阻减小,电压表的示数U2不变,由欧姆定律可知I2增大,则输出功率增大,从而输入功率增大,输入电压U1不变,I1增大,故选项C正确,选项D错误.
C
11.(2019·
贵阳模拟)如图所示,理想变压器的原线圈与稳定的正弦交流电源相连,副线圈的滑动头P可上下滑动.设原线圈输入电压为U1,副线圈输出电压为U2,负载为定值电阻R,原、副线圈电流比为k.则( )
A.P下移,k增大B.P上移,k增大
C.P上移,U1减小D.P下移,U2增大
根据
=k,P下移副线圈的匝数n2减少,所以原副线圈的电流表k减小,若P上移n2增大,原副线圈的电流表增大,故A错误,B正确;
电压与匝数成正比,所以副线圈的电压U2减小,D错误;
再根据
,P下移副线圈的匝数n2减少,U2减小,U1与匝数无关,改变匝数U1不变,所以C、D错误.
12.(2019·
衡水中学模拟)电动机的内电阻r=2Ω,与R=8Ω的电阻串联接在发电机线圈上,如图所示,已知线圈面积为
m2,共100匝,线圈的电阻为2Ω,线圈在磁感应强度B=
T的匀强磁场中绕垂直磁感线的轴OO′以转速n=600r/min匀速转动时,在合上开关S后电动机正常工作,电压表的示数为100V,下列说法正确的是( )
A.电路中电流的最大值为5
A
B.电路中电流的最大值为10
C.电动机正常工作时的输出功率为1000W
D.电动机正常工作时的输出功率为800
W
线圈转动时的角速度:
ω=2π·
n=2π×
10rad/s=20πrad/s;
线圈转动时产生的电动势的最大值为:
Em=NBSω=100×
×
20πV=200
V;
有效值为:
E=
=200V;
设线圈的电阻为r′,则电路中的电流I=
A=10A,故电路中最大电流为10
A,故A错误,B正确.电动机正常工作时的输出功率为:
P=UI-I2r=100×
10W-102×
2W=800W,故C、D错误.
13.(多选)(2019·
福州模拟)如图甲所示为远距离输电示意图,变压器均为理想变压器.升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100,其输入电压变化规律如图乙所示,远距离输电线的总电阻为100Ω.降压变压器副线圈电路部分为一火警报警系统原理图,其中R1为一定值电阻,R2为用半导体热敏材料制成的传感器,当温度升高时其阻值变小.电压表V显示加在报警器上的电压(报警器未画出).未出现火警时,升压变压器的输入功率为750kW.下列说法中正确的有( )
A.降压变压器副线圈输出的交流电频率为50Hz
B.远距离输电线路损耗的功率为180kW
C.当传感器R2所在处出现火警时,电压表V的示数变大
D.当传感器R2所在处出现火警时,输电线上的电流变大
由题图乙知交流电的周期为0.02s,所以频率为50Hz,A正确;
由题图乙知升压变压器输入端电压有效值为250V,根据电压与匝数成正比知副线圈电压为25000V,所以输电线中的电流I=
=30A,输电线损失的电压ΔU=IR=30×
100V=3000V,输电线路损耗功率ΔP=ΔU·
I=90kW,B错误;
当传感器R2所在处出现火警时,其阻值减小,可以认为降压变压器副线圈两端电压不变,降压变压器副线圈中电流增大,定值电阻所分电压增大,所以电压表V的示数变小,C错误;
降压变压器副线圈电流增大,根据电流与匝数成反比知,输电线上的电流变大,D正确.
14.(2019·
深圳模拟)在如图甲所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1,a、b两端接入图乙所示的电压,图中电压表和电流表均为理想电表,D为理想二极管,R0为定制电阻,L为电阻恒定的指示灯,RT为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小.下列说法中正确的是( )
A.电压表的示数为22V
B.若RT处出现火灾时,电压表示数将变大
C.若RT处出现火灾时,电流表示数将变大
D.若RT处出现火灾时,指示灯L将变亮
根据热效应可得
T=
R×
,解得原线圈两端电压U1=110
V,则副线圈的电压U2=
U1=11
V,故A、B错误;
若RT处出现火灾时,RT电阻变小,但电压不变,副线圈的电流增大,进一步原线圈的电流也会增大,即电流表的示数变大,故C正确;
副线圈的电流强度变大,则R0两端电压变大,则灯泡两端电压变小,灯泡变暗,故D错误.