高考物理专题4第15课时直流电路与交流电路

第一篇专题复习

专题四电路与电磁感应

・知识体系•

一

电

路

与

电

磁

感

应

一

第15课时直流电路与交流电路

【命题规律】1.命题角度：（1）直流电路的分析与计算；（2）交变电流的产生与描述；（3）变压器

与远距离输电.2.常考题型：选择题.

高考题型1直流电路的分析与计算

直流电路动态分析的三种常用方法

增大E减小减小增大

尺尺石/总内一八，中以一EU,-U,-U

程序法外I©RF减小'取后确定/支

串联电路注意分析各部分的电压关系，并联电路注意分析各部分

的电流关系.

“串反”：指某一电阻增大（减小）时，与它串联或间接串联的电

结论法：

阻中的电流、两端电压、电功率都将减小（增大）.

“串反并

“并同”：指某一电阻增大（减小）时，与它并联或间接并联的电

同”

阻中的电流、两端电压、电功率都将增大（减小）.

因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的

极限法

滑片分别滑至两个极端，使电阻最大或电阻为零去讨论

考向一电路基本规律

例1（多选）（2021.广东高三二模）离地面高度5.0X104m以下的大气层可视为电阻率较大的

漏电介质，假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得离地面高度5.0X104m处的大气层与带

负电的地球表面之间形成稳定的电场，其电势差约为3X105v.已知雷暴每秒给地球充电的

电荷量约为1.8X103c,地球表面积近似为5.0X10Mm2,则（）

A.该大气层的等效电阻约为600。

B.该大气层的平均漏电电流约为1.8X1（）3A

C.该大气层的平均电阻率约为1.7X1012am

D.该大气层的平均电阻率约为1.7X108Q.m

答案BC

1QKZ1八3

解析该大气层的平均漏电电流约为/=^='—A=1.8X1（）3A,该大气层的等效电阻为

〃3X1。5/

10、2167Q,故A错误，B正确；根据可得，该大气层的平均电阻率

,,RS167X5.0X1014„,

l2A

约为p=7=-50X104—Qm^l.7X10Qm,故C正确，D错误.

考向二电路动态分析

例2（2021•山东济宁市高三期末）如图1所示，4、R2和合都是定值电阻，R是滑动变阻器,

Vi和V2是两理想电压表，闭合开关S,当滑动变阻器的滑片自图示位置向左缓慢滑动时，

下列说法中正确的是（）

—----------

—CZZJ_1-------E=J----------

R\[4]R

—

图i

A.电压表Vi示数减小

B.电压表V2示数增大

C.电阻R2消耗的电功率增大

D.电压表V,示数的变化量AU\的绝对值小于电压表V2示数的变化量AS的绝对值

答案D

解析当滑动变阻器的滑片自题图所示位置向左缓慢滑动时，R接入电路的阻值减小，总电

阻减小，所以总电流变大，则内电压和R两端的电压增大，所以&两端的电压减小，通过

/?2的电流减小，根据并联电路电流的特点，通过当这部分支路的电流变大，则&两端的电

压变大，电压表V|示数变大，R两端的电压减小，电压表V2示数减小，故A、B错误；由

A、B的分析可知，通过治的电流减小，所以电阻R2消耗的电功率减小，故C错误；通过

以上分析可知，R?两端的电压等于/?3两端的电压与R两端的电压之和，&两端的电压减小，

即R3两端的电压与R两端的电压之和减小，而R3两端的电压增大，所以R两端的电压减少

的值大于凡两端电压增大的值，即电压表V,示数的变化量XU\的绝对值小于电压表V2示数

的变化量AS的绝对值，故D正确.

考向三含容电路的分析与计算

例3阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E（内阻可忽略）连接成如图2所示电路.开关S

断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q”闭合开关S,电流再次稳定后，C所带的电荷量

为。2，0与。2的比值为（）

图2

2-—3

A-5B2C5D-3

答案C

解析s断开时等效电路图如图甲所示.

甲

E211

电容器两端电压为（71=------二

R+和

S闭合时等效电路图如图乙所示.

E11

电容器两端电压为U?=------j—XT/?=^E,

R+邛

由Q=CU得合=会=之故选项C正确.

高考题型2交变电流的产生

i.线圈通过中性面时的特点

（1）穿过线圈的磁通量最大.

（2）线圈中的感应电动势为零.

（3）线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次.

2.有效值的计算

（1）正弦式交变电流：有效值是最大值的右，即E寿/=拿,U管.

（2）非正弦式交变电流：计算有效值时，要根据电流的热效应，即“一个周期”内“相同电阻”

上产生“相同热量”，然后分段求和列式，求得有效值.

3.正弦式交流电“四值”的应用

1最大值10Em=nBS(o=>计算电容器的耐压值

e=Esinwz

m今计算某时刻所受安培力

1瞬时值1=>^.e=E^cosID

F0电表的读数及计算电热、电

1有效值|=>E=—=>

J2功及保险丝的熔断电流

E心中

1平均值10E=F—>1计算通过导体的电荷量1

考向一交变电流的产生及四值

例4（多选）（2019・天津卷・8）单匝闭合矩形线框电阻为R,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴

匀速转动，穿过线框的磁通量O与时间r的关系图像如图3所示.下列说法正确的是（）

图3

A.叁时刻线框平面与中性面垂直

B.线框的感应电动势有效值为立普

C.线框转一周外力所做的功为幺黄

D.从f=0至卜=（过程中线框的平均感应电动势为学

答案BC

解析由。一f图像可知，彳时刻穿过线框的磁通量最大，则线框位于中性面，A错误；线框

中产生的感应电动势的最大值应为Em=N8Sft）,又。=爷，N=l,BS=0m,则整理得Em=

华\因此感应电动势的有效值为E=£=吟&B正确；由功能关系可知线框转动一周

外力所做的功等于线框中产生的焦耳热，有W=?T="等，C正确；从f=0到f=£过程

KK14

中，线框中产生的平均感应电动势为石=牛=与，D错误.

4

考向二有效值的计算

例5（2018•全国卷HI46）—电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为。方；若

该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为2，E.该电阻上电压的峰值均为"o.

周期均为T，如图4所示.则。方：。“:等于（）

A.1：6B.巾：1

C.1：2D.2：1

答案D

解析由有效值概念知，一个周期内产生热量

Q方，尹R'2~R19

T1.

T=SR，

R

故。方：。工=2：1,选D.

高考题型3变压器与远距离输电

1.变压器中的制约关系

电压副线圈的电压5=剑,由原线圈的电压Ui和匝数比决定

制约关系功率原线圈的输入功率Pl由副线圈的输出功率尸2决定

电流原线圈电流/1=^/2由副线圈电流h和匝数比决定

2.远距离输电问题

（1）理清三个回路

回路1回路2回路3

⑵抓住两个联系

①理想的升压变压器中线圈1（匝数为〃1）和线圈2（匝数为〃2）中各个量间的关系是芳=中,

U2〃2

Zl_«2p_p、

/2一"P'f.

②理想的降压变压器中线圈3（匝数为“3）和线圈4（匝数为"4）中各个量间的关系是跨=0,

C/4

，3〃4n

丁=二，23=尸D4.

（3）掌握一个守恒：能量守恒关系式尸|=尸损+23.

3.输电线路功率损失的四个表达式

⑴输送功率是指升压变压器输出的功率，损失功率是指由于输电线发热而消耗的功

率.两者关系是P娟=p-P'（P为输送功率，P1为用户所得功率）.

（2）「推=/线2A线=空上，/艘为输电线路上的电流，AU为输电线路上损失的电压，R级为

输电线路电阻.

（3）Pwi-^U-I

考向一变压器的分析和计算

例6（多选）（2020•全国卷HL20）在图5（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V,理

想变压器原、副线圈的匝数比为10：1,R、&、％均为固定电阻，/?2=10Q,/?3=20Q,

各电表均为理想电表.已知电阻R2中电流i2随时间f变化的正弦曲线如图（b）所示.下列说法

正确的是（）

图5

A.所用交流电的频率为50Hz

B.电压表的示数为100V

C.电流表的示数为1.0A

D.变压器传输的电功率为15.0W

答案AD

解析根据心一/图像可知7=0.02s,则所用交流电的频率/=亨=50Hz,故A正确；副线圈

两端电压U2=/2R2=,X1OV=10V,由母=获得原线圈两端电压Ui=100V,电压表的示

数U=220V-100V=120V,故B错误；电流表的示数/=会=非A=0.5A,故C错误；

A3ZU

22

变压器传输的电功率P=/2/?2+//?3=15.0W,故D正确.

例7如图6所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为〃卜“2,且m<〃2,定值电阻&、Ri

的阻值相等，图中电流表、电压表均为理想电表.在人端输入交变电流，其电流的有效值

不随负载变化.当向下调节滑动变阻器心的滑动端P时，下列说法正确的是（）

A.电流表示数一定变小

B.电压表示数一定变小

C.凡消耗的功率一定大于R?消耗的功率

D.电源的输出功率一定减少

答案C

解析榆入端电流不变，根据变压器电流的关系

T=~,可知电流表示数不变，故A错误；向下调节滑动变阻器飞的滑动端P时，滑动变阻

器的有效电阻增大，在副线圈回路中，副线圈电压U=/（R2+&）,可得电压表示数将变大，

故B错误；根据夕=¥，及变压器匝数的关系可知通过照的电流一定大于足的电流，

12

由P=/2R可知凡消耗的功率一定大于&消耗的功率，故C正确；因为副线圈电流不变，电

压增大，由P=U/可知变压器的输出功率变大，而输入端的电流不变，定值电阻R］的功率

不变，所以电源的输出功率一定变大，故D错误.

考向二远距离输电

例8（2020•浙江7月选考•"）如图7所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100kW,发

电机的电压S=250V,经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线=8C,在用户端用

降压变压器把电压降为。4=220V.已知输电线上损失的功率产税=5kW,假设两个变压器

均是理想变压器，下列说法正确的是（）

升压变压器降压变压器

图7

A.发电机输出的电流/i=40A

B.输电线上的电流/线=625A

C.降压变压器的匝数比“3:“4=190:11

D.用户得到的电流％=455A

答案C

解析发电机输出电流/1=合=吗/0-A=400A,故A错误；输电线上损失的功率尸域

合=25

=/线2R线=5kW,所以/拨=A,故B错误；用户得到的功率尸4=P一P支=（100

-5)kW=95kW,则A=*^A^432A,即用户得到的电流为432A,故

〃3；4190

,故C正确，D错误.

〃4一/贱一11

高考预测

1.（2021•北京市顺义区高三期末）图8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。0'沿逆时针

方向匀速转动.从图甲所示位置（线圈平面与磁感线平行）开始计时，产生的交变电流随时间

变化的图像如图乙所示，以下说法正确的是（）

图8

A.电流表的示数为l（heA

B.f=0.02s时，R两端的电压为零

C.线圈转动的角速度为100兀rad/s

D.f=0.02s时;穿过线圈的磁通量最大

答案C

,/,n10A/2

解析电流表的示数为电流的有效值,A=10A,所以A错误；1=0.02s时,

/产g=也

R两端的电压为瞬时电压，电流最大则电压也是最大，所以B错误;由题图乙可知周期T=

0.02s,则3=亍=100兀rad/s,所以C正确；/=0.02s时，线圈平面刚好转到与磁感线平行，

穿过线圈的磁通量为0,所以D错误.

2.某通信公司准备的应急供电系统如图9所示，图中力、不分别为理想的升压变压器和降

压变压器，R表示输电线电阻，/表示电流，U表示线圈两端电压，〃表示线圈的匝数，下列

说法正确的是（）

A.如果发电机的输出功率为P,则P=5h=U212=Ual4

B.若n\:〃2=〃4：〃3，则有U\=U4

C.用户消耗的功率越大，输电线上消耗的功率越小

P

D.如果发电机的输出功率为P，则输电线上消耗的功率为（fAR

U2

答案D

解析由于输电线上损耗一部分电能，故如果发电机的输出功率为P,则P=Ulh=UU2>U4l4,

选项A错误；由于输电线电阻上要分得一部分电压，故。2>5,若11\〃2=〃4:"3,则会=%

5>5,选项B错误；用户消耗的功率越大，则/4越大，由楙=来知/3越大，由P椀=&?知

榆电线上消耗的功率越大，选项C错误；如果发电机的输出功率为P,则输电线上消耗的功

率为八=欧=段）2&选项D正确.

3.（2021•山西朔州市怀仁市高三期末）一含有理想变压器的电路如图10甲所示，图中理想变

压器原、副线圈匝数之比为2：1,电阻Ri和&的阻值分别为3c和10C,电流表、电压表

都是理想交流电表,“高输入端输入的电流如图乙所示“轴上方的曲线为正弦曲线的一部分）,

下列说法正确的是（）

A.0.03s时，通过电阻尺的电流为0

B.电流表的示数为优A

C.电压表的示数为加V

D.0〜0.04s内，电阻R产生的焦耳热为0.48J

答案A

解析由题图乙可知，在0.03s的前后，原线圈中的电流不变化，则副线圈中没有感应电流,

T

所以通过电阻Ri的瞬时电流为0,故A正确；设电流表的示数为人则有八2氏7=/?•'+

（6）2R称，求得八=坐A,故B错误；原线圈中只有大小变化的那部分电流才能输出到副线

圈中，故副线圈中电流的最大值为2吸A;设副线圈中电流的有效值为力，则〃（凡+治江

=（翁卜R+&春求得/2=也A,因此电压表的示数为1/=1为2=1即V,故C错误；

在0〜0.04s内，电阻Ri产生的焦耳热为Q=/22R"=（6）2X3X0.04J=0.24J,故D错误.

4.（多选）（2021•山东济南市高三期末）恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不

变；恒压源也是一种特殊的电源，其输出的电压能始终保持不变.如图11甲所示的电路中电

源是恒流源，如图乙所示的电路中电源是恒压源，两图中的滑动变阻器滑动触头P均从最右

端向最左端移动时，下列说法中正确的是（）

A.图甲中尺的电压减小

B.图乙中凡的电压减小

C.图甲中流过&的电流保持不变

D.图乙中流过&的电流保持不变

答案ABD

解析题图甲中两个支路的电压始终相等，所以支路电流与电阻成反比，即/2R2=/1（K|+RO）

且/1+/2=/是定值，滑动变阻器滑动触头P从最右端向最左端移动时，Ro增大，可知减小，

上增大，Ri的电压Ui=/iRi减小，故A正确，C错误；题图乙中两个支路的电压始终相等且

为定值，支路电流与电阻成反比，即&=/i（Ri+Ro）=U（定值），滑动变阻器滑动触头尸从

最右端向最左端移动时，Ro增大，可知人减小，/2不变，Ri的电压Ui=/iR减小，故B、D

正确.

专题强化练

［保分基础练］

1.（多选）（2020•全国卷n19）特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低.我国已

成功掌握并实际应用了特高压输电技术.假设从A处采用550kV的超高压向8处输电，输

电线上损耗的电功率为AP,到达B处时电压下降了AU.在保持A处输送的电功率和输电线

电阻都不变的条件下，改用1100kV特高压输电.输电线上损耗的电功率变为AP',到达3

处时电压下降了AU'.不考虑其他因素的影响，则（）

A.&P'=（△「B.XP'—^P

C.XUD.\U'=|A<7

答案AD

pi

解析由输电电流/=万知，输送的电功率不变，输电电压加倍，输电电流变为原来的2，损

耗的电功率AP=，r,故输电电压加倍，损耗的电功率变为原来的;，即AP=；AP;输电线

上损失电压为△［/=〃，即输电电压加倍，损失电压变为原来的3，即AU'=如［/.故A、D

正确.

2.（多选）（2021•山西吕梁市高三一模）如图1所示的电路中，电源电动势为E,内阻为r.闭合开

关S,将滑动变阻器R的滑片P稍向下移动，下列说法正确的是（）

A.电压表的示数一定变大

B.电流表的示数一定变大

C.&消耗的电功率一定变大

D.电源的输出功率一定变小

答案AC

解析将滑动变阻器R的滑片尸稍向下移动，则R接入电路的电阻阻值变大，总电阻变大，

总电流减小，路端电压变大，即电压表示数变大；尺及内阻r上的电压减小，则并联支路的

电压变大，通过R2的电流变大，则通过R支路的电流减小，即电流表示数减小，根据P=h?R2

可知，R2消耗的电功率一定变大；因不知道外电阻和内阻的大小关系，不能确定电源的输出

功率的变化情况，故选项A、C正确，B、D错误.

3.（2021・广西桂林市秀峰区高三第一次联合调研）某交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动

时，磁通量。随时间f变化的关系如图2所示，则下列说法正确的是（）

图2

A.1=0时刻，线圈平面与中性面平行

B.1s内线圈中感应电流方向改变50次

C.f=0.015s时刻，线圈中的感应电流最大

D.1=0.01s时刻，图像的切线斜率为407cWb/s

答案D

解析1=0时刻，磁通量为0,则线圈平面与中性面垂直，所以A错误；由题图可得周期为

0.02s,一个周期内感应电流方向改变两次，则1s内线圈中感应电流方向改变100次，所以

B错误；t=0.015s时刻，线圈中的磁通量最大，感应电流为0,所以C错误；f=0.01s时刻，

感应电动势最大，Em=NBSco=,因此此时图像的切线斜率为等=0m•华=40兀

Wb/s,所以D正确.

4.（2021•山东德州市高三期末）如图3所示，〃和心是不计电阻的输电线，电压互感器原、

副线圈匝数比0为公，电流互感器原、副线圈匝数比吟为心，电压表V的示数为U,电流

表A的示数为/,则输电线的输送功率为（）

A.UIB.kik2UI

C初D和/

答案D

解析已知电压与匝数成正比，所以变压比为k\,电压表示数为U,故传输电压为U<4=Ukt,

已知电流与匝数成反比，所以变流比为上，电流表示数为/,故传输电流为/传=七，故输电

线的输送功率为P=U件/故选D.

5.（2020•福建福州市3月质检）如图4甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1,b

是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R=10其余电阻均不计.从

某时刻开始在c、d两端加上如图乙所示的正弦交变电压.则下列说法中正确的是（）

图4

A.当单刀双掷开关与。连接时，电压表的示数为31.IV

B.当单刀双掷开关与6连接时，在f=0.01s时刻，电流表示数为4.4A

C.当单刀双掷开关由。拨向人时，副线圈输出电压的频率变为25Hz

D.当单刀双掷开关由a拨向6时，原线圈的输入功率变小

答案B

解析当单刀双掷开关与〃连接时，变压器原、副线圈匝数比为10：1,输入电压的有效值

为Ui=3普V七220V,根据变压比公式也=舁，可得输出电压为22V,即电压表的示数为

y/2"2U2

22V,故A错误；当单刀双掷开关与6连接时，变压器原、副线圈的匝数比为5：1,输入电

压的有效值不变，为Ui,根据变压比公式翅=作，可得输出电压为44V,根据欧姆定律，电

H2C/2

流表的示数即为输出电流的有效值，2=mA=4.4A,故B正确；由题图乙可知，电压的最大

值为311V,交流电的周期为2X10-2s,所以交流电的频率为/=50Hz,当单刀双掷开关由

。拨向6时，变压器不会改变交流电的频率，所以副线图输出电压的频率为50Hz,故C错

误；当单刀双掷开关由。拨向6时，根据变压比公式，输出电压增加，输出电流增加，故输

入电流也增加，则原线圈的输入功率变大，故D错误.

6.（2020•湖北宜昌市高三年级3月统一调研测试）两个完全相同的电热器，分别通以如图5

甲、乙所示的交变电流（甲图曲线为正弦曲线的一部分），在一段相同且较长时间内，它们的

发热量之比为Q\:。2=4：1,则/1：6等于（）

K…八

O2

0O1223r/(x10-2s)246r/(xKTs)

—I)

甲乙

图5

A.4：1B.2^2：1

C.1：2D.1：1

答案A

解析题图甲中，由电流有效值的定义可知（%）2戒=尸宠7；解得/=51,则其功率P]=「R

题图乙中正、反向电流大小相等，电流的有效值为上，故功率尸2=/22宠；因Ql：Q2

=4：1,Q\=P\t,。2=尸2/,故:；2=4：1.故选A.

7.（2020•全国卷IJ7）图6（a）所示的电路中，K与L间接一智能电源，用以控制电容器C两

端的电压Uc.如果Uc随时间t的变化如图（b）所示，则下列描述电阻R两端电压以随时间〔

变化的图像中，正确的是（

URUR

—1-------1

345

Oj~~1/sO12345〃s

AB

URUR

c

答案A

解析电阻R两端的电压UR=/R,其中/为线路上的充电电流或放电电流.对电容器，。=

CUc,则/=警=°^^，由Uc-f图像知：1〜2s内，电容器充电，令/克=/;2〜3s内，

电容器电压不变，则电路中电流为0;3〜5s内，电容器放电，则/*=不，方向与/交相反,

结合UR=IR可知，电阻R两端的电压随时间变化的图像与A对应.

［争分提能练］

8.（多选）如图7甲所示，电动势为E、内阻为，•的电源与R=8C的定值电阻、滑动变阻器

RP、开关S组成闭合电路，已知滑动变阻器消耗的功率尸与其接入电路的有效阻值外的关

系如图乙所示.下列说法正确的是（）

图7

A.电源的电动势£=嘤丫，内阻，=2。

B.图乙中心=25。

C.当滑动变阻器的滑片向左移动时，R上消耗的功率先增大后减小

D.调整滑动变阻器灯的阻值可以得到该电源的最大输出功率为1.28W

答案BD

E2

解析RP消耗的功率P=当Rp=R+r时，P有最大

'Rp=(R+r-Rp)~,「

'RP'+4(R+r)

,

值，把R+r等效为电源的内阻，由题图乙可知R+r=10。时，/=4（/?^;.）=0.4W,则E=

4V、r=2C,A项错误；滑动变阻器的阻值为4Q和阻值为几时消耗的功率相等，则有

4E2E1

（4+R+r）2=（R+R+r）2R'，代入数据解得R=25。，B项正确；当滑动变阻器的滑片向左滑

动时，其接入电路的电阻增大，则电路中电流减小，R上消耗的功率减小，C项错误；由于

负载电阻大于内阻r,故当Rp=0时，电源的输出功率最大，为•R=1.28W,D项正确.

9.（多选）（2021•辽宁葫芦岛市高三期末）如图8,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值/:将

滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表Vi、V2、V3示数变化量的绝对值分别为AS、AS、

理想电流表A示数变化量的绝对值为A/,贝ij（）

A.A的示数增大

B.V2的示数增大

C.A5与△/的比值大于r

D.AUi大于AS

答案ACD

解析滑动变阻器的滑片向下滑动，导致滑动变阻器阻值变小，由于电压表断路，定值电阻

和滑动变阻器为串联，滑动变阻器阻值变小，总电阻变小，电源电动势不变，总电流变大，

即电流表示数变大，选项A对.电压表Vi测量定值电阻R的电压，电阻R阻值不变，总电

流变大，所以电压变大即V］的示数增大；电压表V2测量定值电阻和滑动变阻器的总电压即

路端电压，示数变小，选项B错.因理想电流表A示数变化量的绝对值为△/,则At7i=A/X/?,

△S=A/Xr,又R>r,所以AUI>AU2,选项D对.电压表V3测量滑动变阻器电压，电压表

V3的变化量AS=A/X（r+R）,所以等=r+R>r,选项C对.

10.（多选）（2021・山东卷・9）输电能耗演示电路如图9所示.左侧变压器原、副线圈匝数比为

1：3,输入电压为7.5V的正弦交流电.连接两理想变压器的导线总电阻为r,负载R的阻值

为10C.开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2：1,R上的功率为10W；接2时,

匝数比为\：2,R上的功率为P.以下判断正确的是（）

图9

A.r=10QB.r—5Q

C.P=45WD.P=22.5W

答案BD

解析当开关S接1时，左侧变压器副线圈两端电压S=3X7.5V=22.5V

电阻R上的电压，即右侧变压器副线圈两端的电压。4=勺10义10V=10V

电流/4=今=1A

则右侧变压器原线圈两端的电压5=21/4=2X10V=20V

电流/3=^/4=2X1A=0.5A

U2-U3

则=5C:

h

当开关S接2时，设右侧变压器的输电电流为/,则右侧变压器副线圈中的电流为0.5/;根据

右侧变压器两边电压与匝数的关系可知竺二”=

〃314

解得/=3A

则R上的功率P=（0.5/）2R=22.5W

故选B、D.

11.（多选）（2021•山东德州市高三期末）如图10所示，水平向左的匀强磁场的磁感应强度大小

为8,磁场中固定着两个水平放置的相同金属圆环，两金属圆环通过导线与阻值为R的电阻

和理想电压表相连，两金属圆环的圆心在同一竖直线上.现有一导体棒在外力作用下以大小

为＜0的角速度沿金属圆环内侧逆时针（俯视）匀速转动，转动过程中导体棒始终处于竖直状态

并且上下两端始终与金属圆环接触良好，导体棒的长度为3电阻为，，金属圆环的半径为今

金属圆环与导线的电阻不计，初始时导体棒在图示位置，速度与磁感线垂直.以下说法正确

的是（）

图10

A.导体棒每转动一周电流方向改变一次

B.导体棒转过30。时产生的电动势为也警

0BGa>R

C.电压表的示数为

4(/?+r)

TIB2L4O)

D.导体棒转动一周外力做功为

4(/?+r)

答案CD

解析导体棒在金属圆环上转动时切割磁感线产生的瞬时感应电动势为