高考物理二轮专题复习 专讲训练 第9讲 恒定电流和交变电流（含解析）

第9讲恒定电流和交变电流选择题(共14小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确．)1．如图4－9－18所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，和均为理想电表，灯泡电阻RL＝6Ω，AB端电压u1＝12eq\r(2)sin100πt(V)，下列说法正确的是()图4－9－18A．电流频率为100HzB.的读数为24VC.的读数为0.5AD．变压器输入功率为6W解析由ω＝2πf＝100πrad/s得：f＝50Hz，A错．有效值U1＝12V，又eq\f(U2,U1)＝eq\f(n2,n1)得：U2＝6V，I2＝eq\f(U2,RL)＝1A，B、C项错．由能量守恒得P1＝P2＝U2I2＝6W，D对．答案D2．热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，其电阻Rt随温度t变化的图线如图4－9－19甲所示．如图乙所示电路中，热敏电阻Rt与其他电阻构成的闭合电路中，当Rt所在处温度升高时，两电表读数的变化情况是()图4－9－19A．A变大，V变大 B．A变大，V变小C．A变小，V变大 D．A变小，V变小解析由电路图可知，电压表和电流表与热敏电阻是间接并联关系，当Rt所在处温度升高时，Rt的阻值减小，利用“并同串反”知电流表和电压表的读数都减小．答案D3．用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V，通过负载的电流图象如图4－9－20所示，则()图4－9－20A．变压器输入功率约为3.9WB．输出电压的最大值是110VC．变压器原、副线圈匝数比是1∶2D．负载电流的函数表达式i＝0.05sin(100πt＋eq\f(π,2))A解析由题意知：U1＝220V，U2＝110V，所以eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝2∶1，U2m＝110eq\r(2)V，选项B、C均错误．由图象可知：I2m＝0.05A，T＝0.02s，则负载电流的表达式为i＝0.05sin(100πt)A，选项D错误．变压器的输入功率P1＝P2＝I2U2＝eq\f(0.05,\r(2))×110W≈3.9W，选项A正确．答案A4．如图4－9－21所示，用理想变压器给电灯L供电，如果只增加副线圈的匝数，其他条件不变，则()图4－9－21A．电灯L亮度减小 B．电流表示数增大C．电压表示数增大 D．变压器输入功率不变解析由理想变压器的电压比等于匝数比可得eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)，n2增加，则副线圈两端电压增加，电压表的读数增大，加在电灯两端的电压增大，电灯变亮，即变压器的输出功率增大，由于理想变压器的输入功率等于输出功率，则输入功率也随之增大，根据P＝U1I1，可知电流表的读数增大，选项B、C正确，选项A、D错误．答案BC5．如图4－9－22所示，电源电动势E＝12V，内阻r＝3Ω，R0＝1Ω，直流电动机内阻R0′＝1Ω，当调节滑动变阻器R1时可使甲电路输出功率最大，调节R2时可使乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0＝2W)，则R1和R2连入电路中的值分别为 ()图4－9－22A．2Ω，2Ω B．2Ω，1.5ΩC．1.5Ω，1.5Ω D．1.5Ω，2Ω解析因为题中甲电路是纯电阻电路，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，所以R1＝2Ω；而乙电路是含电动机电路，欧姆定律不适用，电路的输出功率P＝IU＝I(E－Ir)，当I＝eq\f(E,2r)＝2A时，输出功率P有最大值，此时电动机的输出功率为2W，发热功率为4W，所以电动机的输入功率为6W，电动机两端的电压为3V，电阻R2两端的电压为3V，所以R2＝1.5Ω，选项B正确．答案B6. 在如图4－9－23所示的电路中，电源内阻不可忽略，若调整可变电阻R的阻值，可使电压表的示数减小ΔU(电压表为理想电表)，在这个过程中()图4－9－23A．通过R1的电流减小，减少量一定等于ΔU/R1B．R2两端的电压增加，增加量一定等于ΔUC．路端电压减小，减少量一定等于ΔUD．通过R2的电流增加，但增加量一定小于ΔU/R2解析由串反并同结论或者通过动态电路分析方法可知，当R减小时，并联部分电压减小，电压表示数减小，与其并联的R1的电流也减小，与其串联的电阻R2的电压增大，由欧姆定律得R1两端电压减小ΔU＝ΔIR1，则A对；由闭合电路欧姆定律知E＝U＋Ir，电阻R2与r电压共增加了ΔU，B、C错，通过R2的电流增加，增加量一定小于ΔU/R2，D对．答案AD7. (·莆田一模)如图4－9－24所示，一理想变压器原线圈匝数n1＝1000匝，副线圈匝数n2＝200匝，原线圈中接一交变电源，交变电源电压u＝220eq\r(2)sin100πtV．副线圈中接一电动机，电阻为11Ω，电流表A2示数为1A．电表对电路的影响忽略不计，则()图4－9－24A．此交流电的频率为100HzB．电压表示数为220eq\r(2)VC．电流表A1示数为5AD．此电动机输出功率为33W解析由ω＝2πf得交流电的频率为50Hz，故A错误；电压表、电流表测量所得的是交变电流的有效值，故电压表读数为220V，故B错误；由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可知I1＝I2eq\f(n2,n1)＝0.2A，故C错误；由P出＝P入－P热＝U2I2－Ieq\o\al(2,2)R＝33W，故D正确．答案D8. (·厦门一模)在某交变电流电路中，有一个正在工作的理想变压器，如图4－9－25所示．它的原线圈匝数n1＝600匝，交流电源的电动势e＝311sin(100πt)V(不考虑其内阻)，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，原线圈串联一个额定电流为0.2A的保险丝，副线圈匝数n2＝120匝，为保证保险丝不被烧断，则()图4－9－25A．负载功率不能超过62WB．副线圈电流最大值不能超过1AC．副线圈电路中的电阻R不能小于44ΩD．副线圈电路中电压表的读数为62V解析由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得U2＝44V，D错；由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)得I2≤1A，所以负载功率最大为P2＝U2I2≤44W，A错；副线圈中的电流最大值为Im＝eq\r(2)A，故B错；由R＝eq\f(U\o\al(2,2),P2)得R≥44Ω，C对．答案C9．(·江苏卷，3)远距离输电的原理图如图4－9－26所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R.变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是()图4－9－26A.eq\f(I1,I2)＝eq\f(n1,n2) B．I2＝eq\f(U2,R)C．I1U1＝Ieq\o\al(2,2)R D．I1U1＝I2U2解析由于理想变压器的电流比与匝数比成反比，即eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，A错；由于R两端的电压不等于U2，故B错；由能量关系可得U1I1＝Ieq\o\al(2,2)R＋P用，故C错；由功率关系，P入＝P出可得：I1U1＝I2U2，D项正确．答案D10．如图4－9－27所示，某发电机输出功率是100kW，输出电压是250V，从发电机到用户间的输电线总电阻为8Ω，要使输电线上的功率损失为5%，而用户得到的电压正好为220V，求升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比分别是()图4－9－27A．16∶1190∶11 B．1∶1611∶190C．1∶16190∶11 D．16∶111∶190解析输电线损失功率P损＝100×103×5%W＝5×103W，所以，输电线电流I2＝eq\r(\f(P损,R线))＝25A，升压变压器原线圈电流I1＝eq\f(P总,U1)＝400A，故升压变压器原、副线圈匝数比eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)＝eq\f(1,16).升压变压器副线圈端电压U2＝eq\f(n2,n1)·U1＝4000V，输电线损失电压U损＝I2·R线＝200V，降压变压器原线圈电压U3＝U2－U损＝3800V，故降压变压器原、副线圈匝数比为eq\f(n3,n4)＝eq\f(U3,U4)＝eq\f(190,11).故选项C正确．答案C11．(·菏泽模拟)如图4－9－28甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n1与副线圈匝数n2之比为10∶1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，电阻R1＝R2＝R3＝20Ω和电容器C连接成如图甲所示的电路，其中，电容器的击穿电压为8V，电表为理想交流电表，开关S处于断开状态，则()图4－9－28A．电压表V的读数约为7.07VB．电流表A的读数为0.05AC．变压器的输入功率约为7.07WD．若闭合开关S，电容器不会被击穿解析开关断开时，副线圈中R1和R2串联，电压表测量R2的电压，由图可知原线圈电压为U1＝100eq\r(2)V，所以副线圈电压为U2＝10eq\r(2)V，则R2的电压为UR2＝5eq\r(2)V≈7.07V，故A正确；由以上分析可知，副线圈电流为I2＝eq\f(U2,R1＋R2)＝eq\f(\r(2),4)A，所以原线圈电流为I1＝eq\f(n2,n1)I2＝eq\f(\r(2),4)×eq\f(1,10)A＝eq\f(\r(2),40)A，故B错误；电阻R1、R2上消耗的功率为P＝eq\f(U\o\al(2,2),R1＋R2)＝eq\f(10\r(2)2,40)W＝5W，输入功率等于输出功率，故C错误；当开关闭合时，R1与R3并联后和R2串联，电容器的电压为并联部分的电压，并联部分电阻为R并＝10Ω，所以并联部分的电压为U13＝eq\f(1,3)U2＝eq\f(10\r(2),3)V，最大值为eq\f(20,3)V＜8V，所以电容器不会被击穿，故D正确．答案AD12．如图4－9－29所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4.设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有()图4－9－29A．U2减小，U4变大 B．U2不变，U3变小C．P1变小，P2变小 D．P2变大，P3变大解析由理想变压器输出功率决定输入功率可得，当用户功率增大时，升压变压器的输入功率必增大，即P1增大，输入电压U1为定值不变，升压变压器的匝数不变，故输出电压U2不变，由于P1增大，由P1＝U1I1＝P2＝U2I2可得，I1增加，P2、I2增加，由闭合电路欧姆定律得U3＝U2－I2R，故U3减小，降压变压器原、副线圈匝数不变，所以U4减小，故选项A错误，选项B正确；由于用户功率增加，即P4增加，理想变压器无功率损耗可得：P3＝P4，功率P3也增加，由以上分析可知P1、P2增大，故选项C错误，选项D正确．答案BD13．(·高考冲刺卷三)如图4－9－30所示，发电机线圈面积为S、匝数为N，电阻不计，线圈绕OO′轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以ω的角速度匀速转动；变压器原线圈为n1匝，副线圈由绝缘导线ab对折后并在一起在铁芯上绕n2圈．图中c是导线对折处的引出线的接触点．S为单刀双掷开关．下列说法正确的是()图4－9－30A．S接b时，电压表示数为eq\f(\r(2)n2NBSω,2n1)B．S接c时，电压表示数为eq\f(\r(2)n2NBSω,2n1)C．S接b时，当滑动变阻器连入电路的阻值为R时，流过发电机线圈的电流为eq\f(\r(2)n\o\al(2,2)NBSω,2n\o\al(2,1)R)D．S接c时，当滑动变阻器连入电路的阻值为R时，ω加倍，流过发电机线圈的电流为eq\f(\r(2)n\o\al(2,2)NBSω,n\o\al(2,1)R)解析当发电机线圈以角速度ω匀速转动时，产生交流电动势的最大值Em＝NBSω，有效值E＝eq\f(\r(2),2)NBSω.S接b时，由于副线圈导线的双线绕法，副线圈电流为零，电压表示数为零，A、C错；S接c时，电压表示数为U＝eq\f(n2,n1)E＝eq\f(\r(2)n2NBSω,2n1)，B对；当ω加倍时，发电机产生交流电动势的最大值为Em′＝2NBSω，有效值为E′＝eq\r(2)NBSω.电压表示数为U′＝eq\f(n2,n1)E′＝eq\f(\r(2)n2NBSω,n1)，副