PAGE10-第1講直流電路與溝通電路(45分鐘)[基礎(chǔ)題組專練]1．在如圖所示的電路中，電阻R＝2Ω。斷開(kāi)S后，電壓表的讀數(shù)為3V；閉合S后，電壓表的讀數(shù)為2V，則電源的內(nèi)阻r為()A．1Ω B．2ΩC．3Ω D．4Ω解析：當(dāng)斷開(kāi)S時(shí)，電壓表的讀數(shù)等于電源的電動(dòng)勢(shì)，即E＝3V；當(dāng)閉合S時(shí)，有U＝IR，又由閉合電路歐姆定律可知，I＝eq\f(E,R＋r)，聯(lián)立解得r＝1Ω，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。答案：A2．(多選)(2024·高考江蘇卷)某汽車的電源與啟動(dòng)電機(jī)、車燈連接的簡(jiǎn)化電路如圖所示。當(dāng)汽車啟動(dòng)時(shí)，開(kāi)關(guān)S閉合，電機(jī)工作，車燈突然變暗，此時(shí)()A．車燈的電流變小B．路端電壓變小C．電路的總電流變小D．電源的總功率變大解析：汽車啟動(dòng)時(shí)，車燈變暗，I燈減小，U燈減小，路端電壓變小，則總電流變大，故A、B正確，C錯(cuò)誤；由P＝IE知電源的總功率變大，D正確。答案：ABD3．(2024·北京市大興區(qū)高三下學(xué)期5月模擬)如圖(a)→(b)→(c)→(d)→(e)過(guò)程是溝通發(fā)電機(jī)發(fā)電的示意圖。線圈的ab邊連在金屬滑環(huán)K上，cd邊連在金屬滑環(huán)L上，用導(dǎo)體制成的兩個(gè)電刷分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過(guò)滑環(huán)和電刷保持與外電路連接。下列說(shuō)法正確的是()A．圖(a)中，線圈平面與磁感線垂直，磁通量變更率最大B．從圖(b)起先計(jì)時(shí)，線圈中電流i隨時(shí)間t變更的關(guān)系是i＝ImsinωtC．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖(c)位置時(shí)，感應(yīng)電流最小，且感應(yīng)電流方向變更D．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖(d)位置時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，ab邊感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b解析：圖(a)中，線圈平面與磁感線垂直，磁通量最大，但磁通量變更率最小為零，故A錯(cuò)誤；從圖(b)起先計(jì)時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，形成的感應(yīng)電流最大，線圈中電流隨時(shí)間變更的關(guān)系是i＝Imcosωt，故B錯(cuò)誤；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖(c)位置時(shí)，線圈位于中性面位置，此時(shí)感應(yīng)電流最小，且感應(yīng)電流方向變更，故C正確；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖(d)位置時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，依據(jù)楞次定律可知ab邊感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a，故D錯(cuò)誤。答案：C4．如圖所示，志向變壓器的原線圈接在u＝220eq\r(2)sin100πtV的溝通電源上，副線圈接有R＝55Ω的負(fù)載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1，電流表、電壓表均為志向電表。下列說(shuō)法正確的是()A．原線圈的輸入功率為220eq\r(2)WB．電流表的讀數(shù)為1AC．電壓表的讀數(shù)為110eq\r(2)VD．副線圈輸出溝通電的周期為50s解析：電表的讀數(shù)均為有效值，原線圈兩端電壓有效值為220V，由志向變壓器原、副線圈兩端電壓與線圈匝數(shù)成正比，可知副線圈兩端電壓有效值為110V，C錯(cuò)誤；流過(guò)電阻R的電流為2A，可知負(fù)載消耗的功率為220W，依據(jù)能量守恒可知，原線圈的輸入功率為220W，A錯(cuò)誤；由P＝UI可知，電流表的讀數(shù)為1A，B正確，由交變電壓瞬時(shí)值表達(dá)式可知，ω＝100πrad/s，周期T＝0.02s，D錯(cuò)誤。答案：B5．市區(qū)某學(xué)校創(chuàng)建綠色校內(nèi)，新裝了一批節(jié)能路燈，該路燈通過(guò)光控開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)限制。路燈的亮度可自動(dòng)隨四周環(huán)境亮度的變更而變更。如圖為其內(nèi)部電路簡(jiǎn)化原理圖，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，Rt為光敏電阻(光照強(qiáng)度增加時(shí)，其電阻值減小)?，F(xiàn)增加光照強(qiáng)度，則下列推斷正確的是()A．電源總功率不變 B．A燈變亮，B燈變暗C．R0兩端電壓變大 D．電源路端電壓不變解析：光照強(qiáng)度增加時(shí)間敏電阻的阻值變小，則干路電流變大，電源的總功率P＝EI變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；內(nèi)電壓因電流變大而變大，路端電壓減小，流過(guò)A燈的電流變小，A燈變暗，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；干路電流增大，A燈的電流變小，故通過(guò)R0的電流變大，R0兩端電壓變大，選項(xiàng)C正確。答案：C6．(2024·重慶巴蜀中學(xué)模擬)電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動(dòng)變阻器R連接成如圖所示的電路。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭由中點(diǎn)滑向a端時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．定值電阻R2的電功率減小B．電壓表和電流表的示數(shù)都減小C．電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小D．R中電流變更的肯定值小于電流表示數(shù)變更的肯定值解析：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭由中點(diǎn)滑向a端時(shí)，R接入電路的電阻減小，總電阻減小，干路電流增大，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，電壓表的示數(shù)減小，R2的電壓增大，電功率增大，R1的電壓減小，電流表的示數(shù)減小，A、C錯(cuò)誤，B正確；因?yàn)榭傠娏髟龃?，電流表的示?shù)減小，所以R中電流增大，并且R中電流變更的肯定值大于電流表示數(shù)變更的肯定值，D錯(cuò)誤。答案：B7．(多選)(2024·廣東惠州一中模擬)如圖所示，C1＝6μF，C2＝3μF，R1＝3Ω，R2＝6Ω，電源電動(dòng)勢(shì)E＝18V，內(nèi)阻不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是()A．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，a、b兩點(diǎn)電勢(shì)相等B．開(kāi)關(guān)S閉合后，a、b兩點(diǎn)間的電流是2AC．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)C1帶的電荷量比開(kāi)關(guān)S閉合后C1帶的電荷量大D．不論開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)還是閉合，C1帶的電荷量總比C2帶的電荷量大解析：S斷開(kāi)時(shí)外電路處于斷路狀態(tài)，兩電阻中無(wú)電流通過(guò)，電阻兩端電勢(shì)相等，由圖知a點(diǎn)電勢(shì)與電源負(fù)極電勢(shì)相等，而b點(diǎn)電勢(shì)與電源正極電勢(shì)相等，A錯(cuò)誤。S斷開(kāi)時(shí)兩電容器兩端電壓都等于電源電動(dòng)勢(shì)，而C1>C2，由Q＝CU知此時(shí)Q1>Q2，當(dāng)S閉合時(shí)，穩(wěn)定狀態(tài)下C1與R1并聯(lián)，C2與R2并聯(lián)，電路中電流I＝eq\f(E,R1＋R2)＝2A，此時(shí)兩電阻兩端電壓分別為U1＝IR1＝6V，U2＝IR2＝12V，則此時(shí)兩電容器所帶電荷量分別為Q1′＝C1U1＝3.6×10－5C，Q2′＝C2U2＝3.6×10－5C，對(duì)電容器C1來(lái)說(shuō)，S閉合后其兩端電壓減小，所帶電荷量也減小，故B、C正確，D錯(cuò)誤。答案：BC8．(2024·福建廈門高三下學(xué)期5月質(zhì)檢)如圖所示，志向變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝11∶5，原線圈接u1＝220eq\r(2)sin100πtV的溝通電，電阻R1＝R2＝50Ω，D為志向二極管，則()A．R2兩端的電壓為100eq\r(2)VB．R2兩端的電壓為100VC．原線圈的輸入功率為300WD．原線圈的輸入功率為400W解析：依據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得，副線圈兩端的電壓的有效值為U2＝100V，由于二極管具有單向?qū)щ娦?，因此R2消耗的功率是沒(méi)有二極管時(shí)的一半，依據(jù)P＝eq\f(U2,R)可求出R2兩端電壓的有效值為U2′＝50eq\r(2)V，A、B錯(cuò)誤；R1消耗的功率P1＝eq\f(Ueq\o\al(2,2),R1)＝200W，R2消耗的功率是R1的一半，因此兩個(gè)電阻消耗的總功率P總＝100W＋200W＝300W，變壓器輸入功率與輸出功率相等，因此原線圈輸入的功率為300W，C正確，D錯(cuò)誤。答案：C[實(shí)力題組專練]9．如圖甲所示，電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源與R＝6Ω的定值電阻、滑動(dòng)變阻器RP、開(kāi)關(guān)S組成串聯(lián)回路，已知滑動(dòng)變阻器消耗的功率P與其接入電路的有效阻值RP的關(guān)系如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是()A．電源的電動(dòng)勢(shì)E＝eq\f(4\r(10),5)V，內(nèi)阻r＝4ΩB．圖乙中Rx＝2.5ΩC．定值電阻R消耗的最大功率為0.96WD．調(diào)整滑動(dòng)變阻器RP的阻值可以得到該電源的最大輸出功率為1W解析：當(dāng)RP＝R＋r＝10Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，R＝6Ω，可得內(nèi)阻r＝4Ω，最大功率P＝eq\f(E2,4（R＋r）)＝0.4W，解得E＝4V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器的阻值為4Ω時(shí)消耗的功率與阻值為Rx時(shí)消耗的功率相等，有4Ω·Rx＝(R＋r)2，解得Rx＝25Ω，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)回路的電流最大時(shí)，定值電阻R消耗的功率最大，故最大功率為(eq\f(E,R＋r))2R＝0.96W，選項(xiàng)C正確；當(dāng)外電路電阻與內(nèi)阻相等時(shí)，電源輸出功率最大，本題中定值電阻R的阻值已經(jīng)大于內(nèi)阻的阻值，故滑動(dòng)變阻器RP的阻值為零時(shí)，電源的輸出功率最大，最大功率為(eq\f(E,R＋r))2R＝0.96W，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：C10．(多選)(2024·河南鄭州一模)如圖甲所示，變壓器原、副線圈上有L1、L2、L3、L4四只燈泡，它們的規(guī)格都是“9V12W”，當(dāng)在該變壓器cd端輸入交變電壓u(u-t圖像如圖乙所示)時(shí)，四只燈泡都正常發(fā)光，各電表均為志向溝通電表。以下說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)b端輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為uab＝27eq\r(2)·sin100πtVB．原、副線圈匝數(shù)比為3∶1C．流過(guò)燈泡L2的電流方向每秒鐘變更50次D．電流表的示數(shù)為4A，ab端輸入的功率Pab為48W解析：由變壓器cd端輸入交變電壓u的圖像，可求出其有效值為27V，燈泡規(guī)格都是“9V12W”，四只燈泡都正常發(fā)光，所以ab端輸入電壓的有效值是27V＋9V＝36V，溝通電的周期是0.02s，故ab端輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為uab＝36eq\r(2)sin100πtV，A錯(cuò)誤；四只燈泡都正常發(fā)光，所以副線圈電壓為9V，依據(jù)志向變壓器電壓比規(guī)律可得出變壓器原、副線圈匝數(shù)比為3∶1，B正確；由圖像知溝通電的周期為0.02s，溝通電的頻率為50Hz，流過(guò)燈泡L2的電流方向每秒鐘變更100次，C錯(cuò)誤；電流表的示數(shù)為I＝3×eq\f(12,9)A＝4A，ab端輸入的功率Pab＝4×12W＝48W，D正確。答案：BD11．(2024·北京市海淀區(qū)高三下學(xué)期5月檢測(cè))如圖所示，志向變壓器的原線圈通過(guò)保險(xiǎn)絲接在一個(gè)交變電源上，交變電壓瞬時(shí)值隨時(shí)間變更的規(guī)律為U＝220eq\r(2)sinωtV，副線圈所在電路中接有電燈L、電阻R、志向溝通電壓表和志向溝通電流表。已知志向變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5∶1，電燈額定功率為44W，電阻阻值為22Ω，電燈以額定功率正常工作，則()A．電壓表示數(shù)為62.5VB．電流表示數(shù)為2AC．通過(guò)保險(xiǎn)絲的電流為15AD．電阻消耗的功率為88W解析：已知交變電壓瞬時(shí)值隨時(shí)間變更的規(guī)律為U＝220eq\r(2)sinωtV，則原線圈電壓的有效值為U1＝eq\f(220\r(2),\r(2))V＝220V，依據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，解得U2＝44V，即電壓表示數(shù)為44V，故A錯(cuò)誤；燈泡與電阻并聯(lián)，所以燈泡兩端的電壓與電阻、副線圈兩端電壓相等，對(duì)于燈泡，由于燈泡正常工作，因此有PL＝U2IL，對(duì)于電阻，依據(jù)歐姆定律可得IR＝eq\f(U2,R)，又因?yàn)镮2＝IL＋I(xiàn)R，代入數(shù)據(jù)得IR＝2A，I2＝3A，即電流表示數(shù)為3A，故B錯(cuò)誤；依據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，可得I1＝0.6A，因此通過(guò)保險(xiǎn)絲的電流為0.6A，故C錯(cuò)誤；依據(jù)公式PR＝U2IR，代入數(shù)據(jù)解得PR＝88W，即電阻消耗功率為88W，故D正確。答案：D12．(多選)圖甲為一種自耦變壓器(可視為志向變壓器)的結(jié)構(gòu)示意圖。線圈勻稱繞在圓環(huán)形鐵芯上，滑動(dòng)觸頭P在某一位置，在B、C間接一個(gè)溝通電壓表和一個(gè)電阻R。若A、B間輸入圖乙所示的交變電壓，則()A．t＝1×10－2s時(shí)，電壓表的示數(shù)為零B．A、B間輸入電壓的瞬時(shí)值為u＝220eq\r(2)sin100πtVC．滑動(dòng)觸頭P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，R兩端的電壓增大D．滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，A、B間輸入功率增大解析：電壓表的讀數(shù)為有效值，不為零，故A錯(cuò)誤；由圖乙可知T＝2×10－2s，故f＝eq\f(1,T)＝50Hz，ω＝2πf＝100πrad/s，所以A、B間輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝220eq\r(2)sin100πtV，故B正確；滑動(dòng)觸頭P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，n2變小，依據(jù)變壓器電壓關(guān)系eq\f(U,UR)＝eq\f(n1,n2)知，R兩端的電壓減小，故C錯(cuò)誤；滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，n2變大，依據(jù)變壓器電壓關(guān)系eq\f(U,UR)＝eq\f(n1,n2)知，R兩端的電壓增大，因輸入功率等于輸出功率P入＝P出＝eq\f(Ueq\o\al(2,R),R)，所以滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，A、B間輸入功率增大，故D正確。答案：BD13．(多選)(2024·山東濱州質(zhì)檢)如圖甲所示，一志向變壓器原線圈匝數(shù)為n1，副線圈匝數(shù)為n2，電流表和電壓表是志向電表，副線圈接有“220V220W”的抽油煙機(jī)和“220V40W”的白熾燈。假如原線圈電壓按圖乙所示規(guī)律變更，抽油煙機(jī)正常工作，則下列說(shuō)法正確的是()A．志向變壓器原、副線圈的匝數(shù)比eq\f(n1,n2)＝eq\f(10,1)B．電流表A2的示數(shù)為1A，電壓表的示數(shù)為220VC．抽油煙機(jī)的內(nèi)阻為220ΩD．變壓器的輸入功率為260W解析：原線圈兩端電壓為U1＝eq\f(2200\r(2),\r(2))V＝2200V，抽油煙機(jī)正常工作，則副線圈兩端電壓U2＝220V，志向變壓器原、副線圈的匝數(shù)比eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(10,1)，故A正確；電流表A2的示數(shù)為I2＝eq\f(PM,U2)＋eq\f(PL,U2)＝eq\f(220,220)A＋eq\f(40,220)A≈1.18A，電壓表的示數(shù)為220V，故B錯(cuò)誤；抽油煙機(jī)正常工作時(shí)不符合歐姆定律，所以依據(jù)題中條件無(wú)法計(jì)算其內(nèi)阻，故C錯(cuò)誤；變壓器的輸入功率等于輸出功率，即為P入＝P出＝220W＋40W＝260W，故D正確。答案：AD14．如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、匝數(shù)為N、電阻不計(jì)的正方形線圈abcd，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的轉(zhuǎn)軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，制成一臺(tái)溝通發(fā)電機(jī)，它與志向變壓器的原線圈連接，變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶2，二極管的正向電阻為零，反向電阻無(wú)窮大，從正方形線圈處于圖示位置起先計(jì)時(shí)。下列推斷正確的是()A．溝通發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBωL2sinωtB．變壓器的輸入功率與輸出功率之比為2∶1C．電壓表V的示數(shù)為NBωL2D．若將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)，電流表和電壓表示數(shù)均減小解析：圖示線圈位置是與中性面垂直的位置，從圖示位置起先計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBωL2·cosωt，A錯(cuò)。志向變壓器的輸入功率與輸出功率相等，B錯(cuò)。原線圈電壓的有效值U1＝eq\f(\r(2),2)NBωL2，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(1,2)得U2＝eq\r(2)NBωL2，由于二極管的單向?qū)щ娦?，副線圈中只有半個(gè)周期內(nèi)有電流，設(shè)電壓表示數(shù)為U，依據(jù)有效值的定義得eq\f(Ueq\o\al(2,2),R)×eq\f(T,2)＝eq\f(U2,R)×T，所以電壓表的示數(shù)U＝NBωL2，C對(duì)。若將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)，副線圈的總阻值增大，原線圈電壓不變，副線圈電壓也不變，電壓表示數(shù)不變，由歐姆定律得副線圈的電流變小，原線圈中的電流也變小，電流表示數(shù)變小，D錯(cuò)。答案：C15．(多選)在如圖甲所示的遠(yuǎn)