3/3第10講直流電路和交流電路1.（2024·廣東高考1題）將阻值為50Ω的電阻接在正弦式交流電源上。電阻兩端電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A.該交流電的頻率為100HzB.通過(guò)電阻電流的峰值為0.2AC.電阻在1秒內(nèi)消耗的電能為1JD.電阻兩端電壓表達(dá)式為u＝102sin100πt（V）2.（2024·安徽合肥三模）圖甲、乙為家庭應(yīng)急式手動(dòng)小型發(fā)電機(jī)的兩個(gè)截面示意圖。推動(dòng)手柄使半徑為r的圓形線圈沿軸線做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，速度隨時(shí)間變化的規(guī)律為v＝v0sinωt，線圈匝數(shù)為n，電阻不計(jì)，所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B，燈泡的額定電壓為U，若燈泡剛好正常發(fā)光，則理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1n2等于A.nπBrv0C.2nπBrv3.（2024·湖北高考5題）在如圖所示電路中接入正弦交流電，燈泡L1的電阻是燈泡L2的2倍。假設(shè)兩個(gè)二極管正向電阻為0、反向電阻無(wú)窮大。閉合開(kāi)關(guān)S，燈泡L1、L2的電功率之比P1∶P2為（）A.2∶1 B.1∶1 C.1∶2 D.1∶44.（2024·江西九江二模）如圖所示，光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小，當(dāng)照射光敏電阻的光減弱時(shí)，則（）A.電壓表的示數(shù)減小 B.電流表的示數(shù)減小C.電容器所帶電荷量減小 D.電源輸出功率減小5.（2024·廣東廣州三模）燃油汽車(chē)點(diǎn)火系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，主要部分由直流電源E、保護(hù)電容C、電阻R、理想變壓器、火花塞等構(gòu)成，已知直流電源的電動(dòng)勢(shì)為12V，火花塞內(nèi)兩觸點(diǎn)之間要產(chǎn)生30kV電壓，才能產(chǎn)生電弧將油氣點(diǎn)燃，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1∶100，下列說(shuō)法正確的是（）A.開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電容C將進(jìn)行充電B.開(kāi)關(guān)S閉合瞬間，變壓器副線圈兩端電壓最高可達(dá)30kVC.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，若要將油氣點(diǎn)燃，變壓器原線圈至少需產(chǎn)生300V電壓D.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，電容器將先放電后充電6.（2024·海南?？谝荒＃┤鐖D所示，電阻為R的金屬直角線框abcd放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，a、d兩點(diǎn)連線與磁場(chǎng)垂直，ab、cd長(zhǎng)均為l，bc長(zhǎng)為2l，定值電阻阻值也為R，線框繞ad連線以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。t＝0時(shí)刻線框所在平面與磁場(chǎng)垂直，則（）A.t＝0時(shí)刻穿過(guò)線框磁通量的變化率最大B.t＝0時(shí)刻bc邊所受安培力大小為2C.a、d兩點(diǎn)間電壓變化規(guī)律為u＝2Bl2ωsinωtD.線框轉(zhuǎn)一圈過(guò)程中外力對(duì)線框做功為27.（2024·江蘇徐州三模）某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了改變電容器極板間電壓的電路，電壓表可視為理想電表，下列電路中，既安全又能使電容器極板間電壓變化范圍較大的是（）8.（2024·山東泰安三模）遠(yuǎn)距離輸電的示意圖如圖所示，變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為n1n2＝3200，降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為n3n4＝100011，輸電線的總電阻為R＝200Ω。當(dāng)用戶消耗的電功率為110kW時(shí)，入戶電壓U4＝220A.465VB.316.5VC.232.5VD.216.5V9.（2024·天津河北區(qū)二模）圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝5∶1，電阻R＝20Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時(shí)L2正常發(fā)光，下列說(shuō)法正確的是（）A.輸入電壓u的表達(dá)式是u＝202sin50πt（V）B.只斷開(kāi)S1后，L1、L2均正常發(fā)光C.若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8WD.只斷開(kāi)S2后，原線圈的輸入功率增大10.（2024·江蘇蘇州模擬）一矩形線圈，面積是0.05m2，共100匝，線圈電阻為1Ω，外接電阻為R＝4Ω，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1πT的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以10πrad/s的角速度繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示。若從線圈平面經(jīng)過(guò)中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，求（1）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；（2）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；（3）線圈從開(kāi)始計(jì)時(shí)經(jīng)120s的過(guò)程中，外接電阻R上產(chǎn)生的熱量11.（多選）（2024·河北邯鄲模擬）在如圖所示的電路中，理想變壓器的匝數(shù)比n1∶n2∶n3＝4∶2∶1，定值電阻R1＝4Ω，R2＝R3＝1Ω，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為3Ω。在c、d兩端輸入正弦式交流電，電壓的表達(dá)式為u＝102sin100πt（V）。當(dāng)滑片P從a端滑到b端的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.電阻R3的功率一直增大B.電流表示數(shù)的最小值為56C.當(dāng)滑片Р處在a端與b端的中點(diǎn)時(shí)，整個(gè)電路的功率達(dá)到最大D.理想變壓器的最大輸出功率為6.25W

第10講直流電路和交流電路1.D由圖像可知交流電的周期為0.02s，則頻率f＝1T＝50Hz，故A錯(cuò)誤；根據(jù)圖像可知電壓的峰值為102V，根據(jù)歐姆定律可知電流的峰值Im＝UmR＝102V50Ω＝0.22A，故B錯(cuò)誤；電流的有效值為I＝Im2＝0.2A，所以電阻在1s內(nèi)消耗的電能為W＝I2Rt＝0.22×50×1J＝2J，故C錯(cuò)誤；根據(jù)圖像可知電阻兩端電壓表達(dá)式為u＝Umsinωt＝102sin2πTt（V）＝2.B由題意可知，線圈產(chǎn)生的是正弦式交流電，電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em＝2πnBrv0，電動(dòng)勢(shì)的有效值為E＝Em2＝2nπBrv0，由于線圈電阻不計(jì)，則變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1n2＝EU3.C分析電路特點(diǎn)可知，在接入正弦式交流電的一個(gè)周期內(nèi)，有半個(gè)周期只給L1供電，另半個(gè)周期只給L2供電，L1兩端電壓的有效值與L2兩端電壓的有效值相等，又R1∶R2＝2∶1，則根據(jù)P＝U2R可知，燈泡L1、L2的電功率之比P1∶P2＝1∶2，4.C減弱照射光敏電阻R3的光照強(qiáng)度，R3的阻值增大，總電阻增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得干路電流減小，則路端電壓增大，即電壓表示數(shù)增大，A錯(cuò)誤；路端電壓增大，則R1兩端的電壓增大，電流增大，電流表的示數(shù)增大，B錯(cuò)誤；總電流減小，通過(guò)R1的電流增大，則通過(guò)R2的電流減小，R2的電壓減小，即電容器兩端的電壓減小，又Q＝CU，可得電容器所帶電荷量減小，C正確；當(dāng)電源的內(nèi)阻和外電阻阻值相等時(shí)，電源輸出功率最大，本題中電源內(nèi)阻與外電阻阻值之間的大小關(guān)系未知，故無(wú)法判斷電源輸出功率是增大還是減小，D錯(cuò)誤。5.C開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電容C將會(huì)被短路，不會(huì)充電，A錯(cuò)誤；開(kāi)關(guān)S閉合瞬間，變壓器原線圈兩端電壓不會(huì)超過(guò)電源的電動(dòng)勢(shì)，則副線圈兩端電壓不超過(guò)1200V，B錯(cuò)誤；開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，變壓器副線圈兩端電壓可達(dá)30kV，則變壓器原線圈至少需產(chǎn)生300V自感電壓，C正確；開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，由于變壓器原線圈發(fā)生自感，電容器將先充電再放電，D錯(cuò)誤。6.Dt＝0時(shí)刻，bc邊運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，穿過(guò)線框磁通量的變化率為零。電路中沒(méi)有感應(yīng)電流，bc邊所受安培力為零，A、B錯(cuò)誤；依題意，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em＝NBSω＝2Bl2ω，a、d兩點(diǎn)間的電壓的最大值為Um＝RR＋REm＝Bl2ω，則a、d兩點(diǎn)間電壓變化規(guī)律為u＝Umsinωt＝Bωl2sinωt，C錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)的有效值為E＝Em2＝2Bl2ω，線框轉(zhuǎn)一圈過(guò)程中外力對(duì)線框做功為W＝Q＝E2R7.A由題圖可知，分壓式電路電壓范圍較大，A選項(xiàng)中滑片P處于最左端時(shí)電容器兩端電壓為0，當(dāng)滑片處于最右端時(shí)，電容器兩端電壓為U＝RER＋r，故電容器極板間電壓變化范圍為0～RER＋r；B選項(xiàng)中滑片P處于最左端時(shí)電容器兩端電壓為0，當(dāng)滑片處于最右端時(shí)，電容器兩端電壓為U＝RER＋r，故電容器極板間電壓變化范圍為0～RER＋r，但是B8.B降壓變壓器副線圈中的電流I2＝PU4＝1.1×105W220V＝500A，設(shè)輸電線上的電流為I1，根據(jù)I1I2＝n4n3，解得I1＝5.5A，根據(jù)U3U4＝n3n4，解得U3＝20000V，輸電線上損失的電壓ΔU＝I1R＝1100V，可知升壓變壓器副線圈兩端的電壓U2＝U3＋ΔU＝9.C由圖乙可知周期T＝0.02s，則ω＝2πT＝100πrad/s，所以輸入電壓u的表達(dá)式應(yīng)為u＝202sin100πt（V），A錯(cuò)誤；只斷開(kāi)S1后，L1、L2斷路，均不能正常發(fā)光，B錯(cuò)誤；理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝5∶1，則副線圈的有效值U2＝n2n1U1＝15×2022V＝4V，若S1換接到2后，只有電阻R接入電路，則R消耗的電功率P＝U22R＝0.8W，C正確；只斷開(kāi)S2后10.（1）50V（2）e＝50sin10πt（V）（3）10J解析：（1）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝nBωS＝100×1π×10π×0.05V＝50V（2）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式e＝Emsinωt＝50sin10πt（V）。（3）電路中電流有效值I＝ER＋r＝502（4+1）外接電阻R上產(chǎn)生的熱量Q＝I2Rt＝（52）2×4×120J＝10J11.BD等效電路圖如圖所示，兩副線圈的等效電阻為R2'＝n1n22（R＋R2），R3'＝n1n32R3；當(dāng)滑片P從a端滑到b端的過(guò)程中，總電阻減小，總電流增大，R1兩端的電壓增大，R3'兩端的電壓減小，故電阻R3的功率一直減小，A錯(cuò)誤；原線圈的