專題限時訓(xùn)練10直流與交流電路時間：45分鐘一、單項選擇題1在如圖所示的電路中，電源電動勢為e，內(nèi)阻為r，l1和l2為兩個相同的燈泡，每個燈泡的電阻和電源內(nèi)阻的阻值均相同，d為理想二極管，c為電容器，開關(guān)s處于斷開狀態(tài)，下列說法中正確的是(d)a滑動變阻器滑片向右移動，電流表示數(shù)變小b滑動變阻器滑片向右移動，電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率變小c開關(guān)s閉合后，l2亮度變暗d開關(guān)s閉合后，電流表示數(shù)不變解析：電容器視為斷路，所以只有燈泡l2中有電流通過，滑動變阻器滑片向右滑動，電流表的示數(shù)不變，故選項a錯誤；滑動變阻器滑片向右移動，電路電流不變，電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率不變，故選項b錯誤；開關(guān)s閉合后，因為二極管具有單向?qū)щ娦?，二極管處于截止狀態(tài)，燈泡l1中無電流，電路總電阻不變，總電流不變，電流表的示數(shù)不變，l2亮度不變，故選項c錯誤，d正確2如圖所示電路中，gmr為一個磁敏電阻，它的阻值隨所處空間磁場的增強而增大，電源內(nèi)阻不可忽略小燈泡電阻恒定，閉合開關(guān)s1和s2后，在滑動變阻器的滑片p向右滑動時，下列說法正確的是(d)al1、l2、l3都變暗bl1、l2、l3都變亮cl1變暗，l2變亮，l3變暗dl1變亮，l2變暗，l3變亮解析：滑片p向右滑動時，滑動變阻器接入電路的電阻變大，左側(cè)電路的電流變小，電磁鐵磁性變?nèi)酰琯mr的阻值變小，右側(cè)電路的總電阻變小，干路的電流i變大，l3變亮，路端電壓ueir變小，l2的電壓u2uirl3變小，燈l2變暗；通過l2的電流變小，通過l1的電流i1ii2變大，l1變亮3如圖所示，10匝矩形金屬線框在磁感應(yīng)強度為0.4 t的勻強磁場中繞垂直磁場的軸oo以角速度100 rad/s勻速轉(zhuǎn)動，線框電阻不計，面積為0.5 m2，線框通過滑環(huán)與一理想變壓器的原線圈相連，副線圈接有兩只燈泡l1和l2，且開關(guān)s斷開時燈泡l1正常發(fā)光，電流表示數(shù)為0.01 a，則(d)a若從圖示位置開始計時，線框中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e200sin100t(v)b燈泡l1的額定功率為2 wc若開關(guān)s閉合，燈泡l1將更亮d若開關(guān)s閉合，電流表示數(shù)將增大解析：變壓器的輸入電壓的最大值為umnbs100.40.5100 v200 v，從垂直于中性面位置開始計時，故線框中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為eumcost200cos100t(v)，選項a錯誤；變壓器輸入電壓的有效值為u1 v100 v，開關(guān)斷開時，l1正常發(fā)光，且電流表示數(shù)為0.01 a，燈泡l1的額定功率等于此時變壓器的輸入功率，為pl1pu1i11000.01 w w，選項b錯誤；若開關(guān)s閉合，則變壓器輸出電壓不變，燈泡l1亮度不變，輸出端電阻減小，故輸出電流增大，輸入電流也增大，選項d正確4如圖所示，e為電源，其內(nèi)阻為r，l為小燈泡(其燈絲電阻可視為不變)，r1、r2為定值電阻，r1r，r3為光敏電阻，其阻值隨光照強度的增加而減小，閉合開關(guān)s后，若照射r3的光照強度減弱，則(b)ar1兩端的電壓變大b通過r2的電流變大c電源的輸出功率變大d小燈泡消耗的功率變大解析：光照強度減弱，光敏電阻r3的阻值增大，電路中的總電阻增大，由閉合電路歐姆定律可得，電路中干路電流減小，故r1兩端的電壓減小，故a錯誤；因干路電流減小，內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，同時r1兩端的電壓減小，故并聯(lián)電路部分電壓增大，則流過r2的電流增大，由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，流過燈泡的電流減小，由pi2rl可知，小燈泡消耗的功率變小，故b正確，d錯誤；由于r1r且電路的總電阻增大，故外電阻比內(nèi)阻r越來越大，所以電源的輸出功率減小，故c錯誤5教學(xué)用發(fā)電機能夠產(chǎn)生正弦式交變電流利用該發(fā)電機(內(nèi)阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻r供電，電路如圖所示，理想交流電流表a、理想交流電壓表v的讀數(shù)分別為i、u，r消耗的功率為p.若發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼模瑒t(b)ar消耗的功率變?yōu)閜b電壓表v的讀數(shù)變?yōu)閡c電流表a的讀數(shù)變?yōu)?id通過r的交變電流頻率不變解析：發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?，由e知，原線圈中輸入電壓變?yōu)樵瓉淼?，頻率變?yōu)樵瓉淼?根據(jù)，則u2變?yōu)樵瓉淼?，即u2u，則通過r的電流變?yōu)樵瓉淼?，r消耗的功率p2p，根據(jù)，原線圈上的電流也變?yōu)樵瓉淼模措娏鞅韆的讀數(shù)變?yōu)閕，故選b.6下圖甲為遠距離輸電示意圖，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為11 000，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1 0001，輸電線的總電阻為1 000 ，若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示，用戶端電壓為220 v下列說法正確的是(b)a輸電線中的電流為3 ab電站輸出的功率為7 500 kwc輸電線路損耗功率為90 kwd用戶端交變電流的頻率為100 hz解析：由題圖乙知升壓變壓器輸入端電壓的最大值為um250 v，有效值為u1250 v，根據(jù)，得副線圈兩端的電壓u2u1250 v2.5105 v；用戶端電壓為220 v，根據(jù)，得降壓變壓器原線圈的電壓u3u4220 v2.2105 v，故輸電線上損失的電壓為uu2u33104 v，則輸電線上的電流為i a30 a，電站的輸出功率為p1p2u2i7 500 kw，輸電線路損耗功率為pi2r900 kw，由題圖乙可知，原線圈交變電流的周期為t0.02 s，則頻率為f50 hz，變壓器不會改變交流電的頻率，故用戶端交變電流的頻率為50 hz，故a、c、d錯誤，b正確二、多項選擇題7如圖所示，電源電動勢為e，內(nèi)阻為r，不計電壓表和電流表內(nèi)阻對電路的影響，當開關(guān)閉合后，兩小燈泡均能發(fā)光在將滑動變阻器的滑片向右滑動的過程中，下列說法正確的是(bc)a小燈泡l1、l2均變暗b小燈泡l1變亮，小燈泡l2變暗c電流表a的讀數(shù)變小，電壓表v的讀數(shù)變大d電流表a的讀數(shù)變大，電壓表v的讀數(shù)變小解析：將滑動變阻器的滑片向右滑動的過程中，滑動變阻器接入電路的電阻增大，并聯(lián)部分的電阻增大，外電路總電阻增大，則干路電流減小，故l2燈變暗，電流表讀數(shù)變??；電源的內(nèi)電壓減小，則路端電壓增大，電壓表讀數(shù)變大；根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點可知，并聯(lián)部分電壓增大，則l1燈變亮，選項b、c正確，a、d錯誤8如圖甲所示，將阻值為r5 的電阻接到內(nèi)阻不計的正弦交變電源上，電流隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示下列說法正確的是(bd)a電阻r兩端電壓的瞬時值表達式為u2.5sin100t(v)b電阻r消耗的電功率為0.625 wc如圖丙所示，若此交變電流由一矩形線框在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生，當線框的轉(zhuǎn)速提升一倍時，電流表的示數(shù)為1 ad這一交變電流與圖丁所示電流的有效值之比為2解析：由圖可知，電流的最大值im0.5 a，則電壓的最大值umimr0.55 v2.5 v，又知周期t0.01 s，則角速度為200 rad/s，電阻r兩端電壓的瞬時值表達式為u2.5sin200t(v)，選項a錯誤；電流的有效值i a a，電阻r消耗的電功率為pi2r25 w0.625 w，選項b正確；感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為eemsint，其中emnbs，當線圈的轉(zhuǎn)速提升一倍時，最大值提升一倍，所以電流表的示數(shù)為0.5 a，選項c錯誤；圖丁所示電流大小不變，有效值i0.5 a，所以這一交變電流與圖丁所示電流的有效值之比為2，選項d正確9某同學(xué)在實驗室中研究遠距離輸電由于輸電線太長，他將每100米導(dǎo)線卷成一卷，共卷成8卷來代替輸電線路(忽略輸電線路的自感作用)第一次直接將輸電線與學(xué)生電源及用電器相連，測得輸電線上損失的功率為p1.第二次采用如圖所示的電路輸電，其中理想變壓器t1與電源相連，其原、副線圈的匝數(shù)比為n1n2，理想變壓器t2與用電器相連，測得輸電線上損失的功率為p2.下列說法正確的是(bc)a前后兩次實驗都可用于研究遠距離直流輸電b實驗可以證明，減小輸電電流能減小遠距離輸電的能量損失c若輸送功率一定，則p2p1nnd若輸送功率一定，則p2p1n1n2解析：變壓器只能改變交變電流的電壓，所以第二次實驗只能研究遠距離交流輸電，故選項a錯誤；根據(jù)pi2r可知減小輸送電流可以減小輸電線上的電能損耗，故選項b正確；第一次實驗輸電線上的電流i，輸電線上損失的功率p1i2rr，第二次實驗，升壓變壓器副線圈上的電壓u2u1，輸電線上的電流i，輸電線上損失的功率p2i2rr，故選項c正確，d錯誤10下圖中理想變壓器的原線圈依次接入如圖所示的甲、乙兩個正弦交流電源接電源甲后，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片位置使小燈泡a正常發(fā)光，燈泡的功率及電流頻率分別為p1、f1；保持滑片位置不變，改用電源乙，小燈泡的功率及電流頻率分別為p2、f2.已知小燈泡電阻不變，則(ad)af1f232bp1p221c若將滑動變阻器滑片向左移動，電源乙可能使小燈泡正常發(fā)光d若將變壓器動片p向下移動，電源乙可能使小燈泡正常發(fā)光解析：變壓器不改變交流電的頻率，由圖象可知1.5t1t2，即，所以，選項a正確；由圖象可知甲、乙兩個電源的電動勢最大值之比為21，兩種情況下副線圈兩端的電壓有效值之比為21，所以兩種情況下通過燈泡的電流之比為21，根據(jù)pi2r可知，選項b錯誤；若將滑動變阻器滑片向左移動，滑動變阻器連入電路的電阻增大，通過燈泡的電流更小了，所以不可能使小燈泡正常發(fā)光，選項c錯誤；若將變壓器動片p向下移動，即減小，根據(jù)可知，u2增大，即副線圈兩端電壓增大，電源乙可能使小燈泡正常發(fā)光，選項d正確三、計算題11如圖是用直流發(fā)電機為保溫室中電熱器供電的電路圖，直流發(fā)電機的電動勢為250 v，內(nèi)阻為0.50 ，輸電線電阻r1r21.0 .保溫室中裝有若干只完全相同的電熱器用來調(diào)節(jié)室溫，每只電熱器的額定電壓為200 v，額定功率為1 000 w，其他電阻不計，也不考慮電熱器電阻隨溫度的變化求：(1)為使電熱器能正常工作，應(yīng)接入的電熱器的數(shù)量(2)在電熱器正常工作狀態(tài)下，直流發(fā)電機對保溫室供熱的效率(3)保溫室內(nèi)的電熱器可能消耗的最大電功率答案：(1)4(2)80%(3)6 250 w解析：(1)設(shè)接通n個電熱器時，實際使用的電熱器都能正常工作，此時干路的電流為i，有i a20 a電熱器的額定電流i額 a5.0 an4(2)直流發(fā)電機對保溫室供熱的效率100%80%(3)設(shè)電熱器消耗的總電功率最大時的電流為im：p熱總ir熱總imp熱總當r熱總rr1r2時，接入電熱器的數(shù)量n16，電熱器消耗的總電功率有最大值pm6 250 w12電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置我們通常使用的電源有交流、直流之分(1)法拉第發(fā)明了世界上第一臺直流發(fā)電機法拉第圓盤發(fā)電機如圖甲所示為其示意圖，銅質(zhì)圓盤豎直放置在水平向左的勻強磁場中，它可以繞水平軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動當兩個電刷分別位于圓盤的邊緣和圓心處時，在圓盤勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電流是穩(wěn)定的用導(dǎo)線將電刷與電阻r連接起來形成回路已知勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為b，圓盤半徑為a，圓盤勻速轉(zhuǎn)動時的角速度為，發(fā)電機內(nèi)阻為r1.求電源電動勢e，并判斷通過電阻r的電流方向(2)如圖乙所示為一個小型交流發(fā)電機的原理圖，n匝矩形線圈處于磁感應(yīng)強度大小為b的勻強磁場中，ab邊、cd邊分別連在兩個滑環(huán)上，兩個電刷分別壓在滑環(huán)上線圈ab邊長為l1，bc邊長為l2，總電阻為r2.線圈以恒定的角速度繞與磁場方向垂直的對稱軸oo勻速轉(zhuǎn)動用導(dǎo)線將電刷與電阻r連接起來形成回路，回路中其他電阻不計請你說明發(fā)電機線圈平面轉(zhuǎn)至何位置時感應(yīng)電動勢具有最大值em，并推導(dǎo)此最大值的表達式(3)若已知l12a，l2a，求上述兩個發(fā)電機分別為電阻r供電時，電阻r消耗的電功率之比答案：(1)ba2從b到a(2)與磁場方向