高三物理 专题四 电路和电磁感应 第1讲 恒定电流和交变电流逐题对点特训

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGEPAGE1学必求其心得，业必贵于专精第1讲恒定电流和交变电流1．(2017·山东半岛联盟摸底)如图所示，平行金属板中带电质点P处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则(C）A．质点P将向上运动B．电流表读数减小C．电压表读数减小D．R3上消耗的功率逐渐增大解析滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，接入电路中的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，则电源内压增大，R1两端的电压增大，由于电源的路端电压减小，故R3两端的电压减小，R3上消耗的功率减小，电容器两极板间的电压减小，质点P将向下运动，选项A、D错误;流过R3中的电流减小，而总电流增大，则电流表读数增大，R2两端的电压增大,电压表读数减小．由以上分析知,选项B错误,C正确．2．（多选)如图所示，电源电动势为E,内阻为r，C为电容器，L为小灯泡，R1、R2为定值电阻，当滑动变阻器R3的触头P由a向b移动一小段距离后，电压表V1、V2、V3的示数的变化量分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3（均取绝对值)，电流表A1、A2、A3的示数的变化量分别为ΔI1、ΔI2、ΔI3（均取绝对值)，则下列说法中正确的是（BC)A．ΔU1＝ΔU2＋ΔU3B．ΔI3＝ΔI1＋ΔI2C．eq\f(ΔU1，ΔI1)不变，eq\f(ΔU3,ΔI3)不变D．此过程中，电容器C所在电路中存在瞬时电流,方向由电容器的左极板经过R3到右极板解析根据闭合电路欧姆定律,当滑动变阻器R3的触头向右移动一小段距离后,R3接入电路中的阻值增大，回路总电阻增大，总电流I1减小，ΔI1为负,定值电阻R1两端的电压和内电压之和减小，故电压表V1的示数U1变大，ΔU1为正，故定值电阻R2中的电流I2增大,ΔI2为正,R3中的电流I3减小，ΔI3为负,则有－ΔI1＝－ΔI3＋ΔI2,即ΔI3＝ΔI1＋ΔI2,选项B正确；L两端的电压U2减小，ΔU2为负，R3两端的分压U3增大，ΔU3为正,则有ΔU1＝－ΔU2＋ΔU3，即ΔU3＝ΔU1＋ΔU2，选项A错误;eq\f(ΔU1,ΔI1)等于电源内阻和定值电阻R1组成的等效电源的内阻，即eq\f（ΔU1，ΔI1)＝R1＋r，为定值，eq\f(ΔU3,ΔI3）等于电源内阻、两个定值电阻和灯泡电阻组成的等效电源的内阻，即eq\f(ΔU3，ΔI3)＝RL＋eq\f(R1＋rR2,R1＋R2＋r），为定值，故选项C正确；触头P由a向b移动，R3增大，电容器C两端电压要增大,在此过程中,电容器两极板的电量增加,存在瞬时向右的充电电流，故选项D错误．3．（2017·辽宁三校调考）(多选)如图所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，电压表和电流表均为理想电表，R3为一滑动变阻器，当其滑片P滑至最左端时,测得电压表和电流表的示数分别为U1＝16V，I1＝0.2A，滑片P滑至最右端时,电压表和电流表的示数分别为U2＝4V,I2＝0.8A，则由此可推算出（CD)A．该电源的电动势为16V、内阻为20ΩB．定值电阻R2的阻值为10ΩC．滑动变阻器的最大阻值为300ΩD．电源在该电路中的最大输出功率为5W解析根据闭合电路欧姆定律，当滑片P滑至R3的最左端时有E＝U1＋I1r，当滑片P滑至R3的最右端时有E＝U2＋I2r，代入数据联立解得E＝20V,r＝20Ω，故选项A错误;当滑片P滑到R3的最右端时，根据欧姆定律有R外＝R2＝eq\f(U2，I2）＝5Ω，选项B错误；当滑片P滑到R3的最左端时，R外＝eq\f(U1,I1）＝80Ω,因为R外＝eq\f（R1R3,R1＋R3)＋R2,滑动变阻器的最大阻值为R3＝300Ω,选项C正确；因为5Ω≤R外≤80Ω，故当R外＝r＝20Ω时,U外＝eq\f(E，2），电源在该电路中的最大输出功率为Pmax＝eq\f(E2,4r）＝5W，选项D正确．4．(2017·内蒙古联考)（多选)如图所示的电路中，D为理想二极管（具有单向导电性），一带正电小油滴恰好在平行板电容器中央静止不动，电源内阻不计，则下列说法正确的是（BD)A．仅把开关S断开，油滴将下落C．仅把电阻箱R1的阻值减小，油滴将上升C．仅把电容器上极板稍水平右移，油滴将下落D．仅把电容器上极板稍竖直上移，油滴仍静止不动解析开关S断开，二极管处于不导通状态,故电容器无法放电，电容器的电荷量不变，电场力不变，则油滴仍静止不动，选项A错误；带正电油滴静止不动，说明b点电势高于a点电勢，仅把电阻箱R1的阻值减小，则b点电势升高,a点电势不变，故电容器电压增大，两极板间的场强增大,油滴受到的电场力增大,油滴将上升，选项B正确；将电容器上极板水平右移，则电容器的电容减小，电容器欲放电，但因二极管处于不导通状态而无法放电,即电容器的电荷量Q不变，由C＝eq\f(Q，U)、C＝eq\f(εS,4πkd)和E＝eq\f（U，d），联立得E＝eq\f(4πkQ,εS），S减小，则E增大,电场力增大，油滴将上升，选项C错误;将电容器上极板竖直上移一些,电容器的电容减小，电容器欲放电，但因二极管处于不导通状态而无法放电,故电容器的电荷量Q不变，且由E＝eq\f(4πkQ,εS）知电场力不变，油滴仍静止不动，选项D正确．5．(2017·广东百校联考)(多选）如图所示，电阻箱、电源、定值电阻R0和开关通过电阻不计的导线连接在一起，理想电压表用来测量电阻箱两端电压．当电阻箱的阻值调为R1＝2Ω时,电压表的示数为U1＝4V；当电阻箱的阻值调为R2＝5Ω时，电压表的示数增加了ΔU＝1V．则下列说法正确的是（AC)A．该电源的电动势一定为6VB．该电源的内阻一定为0。5ΩC．当电阻箱消耗的功率最大时,其阻值为1ΩD．此过程中电源的路端电压增加量ΔU′＝1V解析因为电压表的示数增加了ΔU＝1V，说明电压表的示数变为5V，由闭合电路欧姆定律得E＝U1＋eq\f（U1，R1）（R0＋r），E＝U2＋eq\f（U2，R2)(R0＋r）,联立以上两式并代入数据解得E＝6V，R0＋r＝1Ω，选项A正确，B错误;电阻箱消耗的电功率表达式P＝eq\f（E2,R＋R0＋r2)R＝eq\f（E2,\f（R－R0－r2，R)＋4R0＋r)，可知当R＝R0＋r＝1Ω时，电阻箱消耗的功率P有最大值，Pm＝9W，选项C正确；因为路端电压U′＝E－Ir，所以路端电压的增加量ΔU′＝|ΔI｜r,而ΔU＝｜ΔI|(r＋R0）＝1V，ΔU′<1V，故选项D错误．6．(2017·湖北部分重点中学联考二)(多选）如图所示，直线a、抛物线b和c为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率PE、输出功率PR、电源内部发热功率Pr随路端电压U变化的图象，但具体对应关系未知，根据图象可判断（BC）A．PE。U图象对应图线a;由图知电动势为9V，内阻为3ΩB．Pr­U图象对应图线b；由图知电动势为3V,内阻为1ΩC．PR.U图象对应图线c；图象中任意电压值对应的功率关系为PE＝Pr＋PRD．外电路电阻为1。5Ω时，输出功率最大为2.25W解析设路端电压为U，电源电动势为E，电源内阻为r，电源的总功率PE＝eq\f（E－U，r）E＝－eq\f(E,r）U＋eq\f(E2，r）,故PE－U图象对应图线a，由题图知，eq\f(E，r）＝3，eq\f（E2，r)＝9，解得E＝3V，r＝1Ω，电源内部发热功率Pr＝eq\f(E－U，r)·（E－U)，故Pr－U图象对应图线b，选项A错误,选项B正确；输出功率PR＝eq\f(E－U，r）·U＝－eq\f（1,r)U2＋eq\f（E，r)U,故PR－U图象对应图线c，由能量守恒定律知PE＝Pr＋PR，选项C正确；当外电路的电阻等于电源内阻r＝1Ω时，输出功率最大,最大功率P＝eq\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E，2r））)2·r＝2。25W，选项D错误．7．(2015·福建卷）如图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2,在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsinωt的交流电源，若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为(C）A．eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1（\f（n1，n2)))eq\f（U\o\al(2,m），4r） B．eq\b\lc\(\rc\）（\a\vs4\al\co1(\f(n2,n1）)）eq\f(U\o\al(2，m),4r）C．4eq\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1（\f（n1,n2)))2eq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1(\f(P，Um）））2r D．4eq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1（\f(n2,n1））)2eq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1(\f(P，Um)））2r解析升压变压器原线圈电压的有效值U1＝eq\f(Um,\r（2)），由eq\f(U1，U2）＝eq\f(n1,n2）可得升压变压器副线圈电压的有效值U2＝eq\f(n2Um，\r(2)n1），输电线上的电流I＝eq\f(P，U2）,输电线上损失的电功率P损＝I2(2r）＝4eq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1(\f（n1,n2）））2eq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1（\f(P，Um）)）2r,选项C正确．8．(2017·甘肃兰州诊断考试)（多选）演示用交流发电机矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n,线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω匀速转动，如图甲所示．从某时刻起线圈中产生的感应电动势随时间的变化关系如图乙所示，外电路电阻为R。下列说法正确的是（CD）A．从t1到t3这段时间内穿过线圈磁通量的变化量为零B．t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率为E0C．从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为eq\f(E0，R＋rω)D．电阻R的发热功率为eq\f(RE\o\al(2，0)，2R＋r2)解析从t1到t3这段时间内穿过线圈磁通量的变化量为2BS，选项A错误；t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率还与线圈的匝数n有关,不为E0，选项B错误；从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为Q＝IΔt＝eq\f(nΔΦ，ΔtR）·Δt＝eq\f（nΔΦ,R＋r)，又E0＝nωΔΦ，解得Q＝eq\f（E0，R＋rω)，选项C正确；电阻R的发热功率为P＝eq\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f（E0，\r(2)R＋r）））2R＝eq\f（RE\o\al（2，0），2R＋r2），选项D正确．9．（2017·湖北荆门调研）(多选)某同学自制变压器,在做副线圈时,将外表涂有绝缘层的导线对折后并在一起在铁芯上绕了n2圈，导线的两个端头为a、b，从导线对折的中点引出了一个c接头，连接成如图所示的电路(线圈电阻不计)．已知原线圈匝数为n1，原线圈的输入电压为u1＝U0sinωt，则下列结论正确的是(BCD）A．K打到b时，V表读数为eq\f（\r(2)n2U0,n1）B．K打到b时，通过R的电流为0C．K打到c时，V表读数为eq\f(n2U0，\r(2)n1）D．K打到c时,R的电功率为eq\f（n\o\al（2,2）U\o\al(2，0），2n\o\al(2，1)R)解析K打到b时，副线圈中的ac间与bc间线圈产生的感应电动势大小相同、方向相反，所以输出电压为零，V表读数为0,通过R的电流为0，选项A错误，B正确；K打到c时，副线圈中只有ac间的n2匝线圈有输出电压，所以输出电压的最大值为U2m＝eq\f(n2U0，n1),有效值为U2＝eq\f（n2U0，\r（2)n1），V表读数为eq\f(n2U0，\r（2）n1）,R的电功率为P＝Ueq\o\al(2,2）/R＝eq\f（n\o\al（2,2）U\o\al（2，0），2n\o\al(2,1）R），故选项C、D正确．10．(2017·豫东、豫北十所名校阶段性测试五)如图所示，在匀强磁场中,一矩形线圈绕垂直于磁感线的轴以角速度ω匀速转动，线圈通过电刷与理想变压器原线圈相连，副线圈接一滑动变阻器R，原、副线圈的匝数分别为n1,n2。要使理想电流表的示数变为原来的2倍，下列措施可行的是(A)A．n2和R都增大为原来的2倍B．n2和ω都增大为原来的2倍C．ω和R都增大为原来的2倍D．磁感应强度B增大为原来的2eq\r（2)倍解析n2增大为原来的2倍,由理想变压器的电压关系eq\f(U1，U2)＝eq\f（n1,n2)知,输出电压U2变为原来的2倍，R也增为原来的2倍，由闭合电路欧姆定律知,副线圈中的电流I2不变，由eq\f(I1，I2）＝eq\f(n2,n1）知,原线圈中的电流I1变为原来的2倍，故电流表的示数变为原来的2倍，选项A正确；ω增大为原来的2倍，由Em＝NBSω知,理想变压器的输入电压变为原来的2倍，n2也增大为原来的2倍，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1，n2）知，输出电压U2变为原来的4倍,由闭合电路欧姆定律知，副线圈中的电流I2变为原来的4倍，由eq\f（I1，I2）＝eq\f(n2,n1）知,原线圈中的电流I1变为原来的8倍,故电流表的示数变为原来的8倍，选项B错误；ω增大为原来的2倍，由Em＝NBSω知,理想变压器的输入电压变为原来的2倍,由eq\f（U1,U2)＝eq\f（n1，n2)知,输出电压U2变为原来的2倍,R也增为原来的2倍，由闭合电路欧姆定律知，副线圈中的电流I2不变，由eq\f（I1,I2）＝eq\f(n2,n1）知，原线圈中的电流I1不变，故电流表的示数不变，选项C错误；磁感应强度B增加为原来的2eq\r（2)倍,由Em＝NBSω知，理想变压器的输入电压变为原来的2eq\r（2）倍，由eq\f（U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知，输出电压U2变为原来的2eq\r(2）倍，由闭合电路欧姆定律知,副线圈中的电流I2变为原来的2eq\r（2)倍，由eq\f(I1，I2)＝eq\f(n2，n1)知，原线圈中的电流I1变为原来的2eq\r(2）倍，故电流表的示数变为原来的2eq\r(2)倍，选项D错误．11．(2017·湖北省武昌实验中学模拟)用电压为U的正弦交流电源通过甲、乙两种电路给额定电压为U0的同一小电珠供电．图甲中R为滑动变阻器，图乙中理想变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，若电珠均能正常工作,则（D)A．变压器可能是升压变压器B．n1∶n2＝U0∶UC．甲、乙电路消耗功率之比为U2∶Ueq\o\al（2,0）D．R两端的电压最大值为eq\r(2）(U－U0)解析电珠均正常工作,图甲由于滑动变阻器的分压,小电珠正常工作电压U0小于U，故图乙变压器应是降压变压器，选项A错误；由变压器变压比公式可知eq\f(n1，n2）＝eq\f（U，U0），选项B错误；两电路中流过小电珠中的电流相等，由P＝UI可知,甲乙两电路消耗的功率比为eq\f（U,U0），选项C错误；R两端电压有效值为（U－U0),则最大值为eq\r(2)(U－U0)，选项D正确．12．（2017·黑龙江哈师大附中模拟)(多