1、1专题四 第 11 讲 直流与交流电路问题限时：40 分钟选择题(本题共 12 小题，其中 17 题为单选，812 题为多选)1(2018北京市西城区高三下学期 5 月模拟)如图所示为交流发电机的示意图，从线圈通过如图所示的位置开始计时。如果发电机产生的交变电流的频率为 50Hz，电动势的最大值为 400V，则发电机产生的电动势瞬时值表达式为( D )A e400sin50t(V) B e400cos50t(V)C e400sin100t(V) D e400cos100t(V)解析 因 f50Hz，可知 2 f100rad/s，线圈从垂直中性面开始转动，则瞬时值表达式是： e400cos100
2、t(V)，故选 D。2(2018四川省凉山州高三第三次诊断试题)用理想变压器为一定值电阻 R 供电，变压器输入有效值恒定的正弦交流电，当副线圈的滑动触头从最高点向下移动到匝数为原来的 2/3 时，则( D )A副线圈的输出电压变为原来的 3/2 倍B流过原线圈的电流变成原来的 3/2 倍C R 消耗的功率变成原来的 2/3 倍D变压器的输入功率变成原来的 4/9 倍解析 理想变压器，单匝电动势 恒定。当副线圈的滑动触头向下移动到原来的 t时， U1不变， U2变成原来的 ；由 I ，可知流过原线圈的电流变成原来的 ；由23 23 UR 23P I2R，可知 R 消耗的功率变成原来的 ；由于 P
3、 出 P 入 ，变压器的输入功率变成原来的 ；49 49综上分析 D 正确。3(2018山西省孝义市高三下学期一模理综)如图所示电路中，理想变压器原副线圈匝数比为 12，电阻 R1、 R2和 R3的阻值分别是 1、2 和 3，正弦交流电源的电压恒定。当开关 S 断开时，理想电流表的示数为 I；当 S 闭合时，电流表的示数为( C )2A I B I12 23C I D2 I32解析 当开关 S 断开时，副线圈两端的电压 U2 I(R2 R3)5 I，根据电压与匝数成正比，得原线圈两端的电压为 U1 U2 I，根据电流与匝数成反比，得原线圈电流12 52I12 I，则电阻 R1两端的电压为 UR
4、1 I1R12 I，在原线圈回路中总电压为U U1 UR1 ； S 闭合时 R3被短接，电流表示数为 I，则副线圈两端的电压9I2U 2 I R22 I，根据电压与匝数成正比，得原线圈两端的电压为 U 1 U 2 I，12根据电流与匝数成反比，得原线圈电流 I 12 I，则电阻 R1两端的电压为UR1 I 1R12 I，在原线圈回路中总电压为 U U 1 U RI3 I，即 3I ，解得9I2I ，故 ABD 错误，C 正确；故选 C。3I24(2018湖南省郴州市高三下学期一模)如图所示，平行金属板中带电质点 P 原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响， R1的阻值和电源内阻 r
5、相等。当滑动变阻器 R4的滑片向 b 端移动时( C )A电压表读数增大 B电流表读数减小C电源的输出功率逐渐增大 D质点 P 将向上运动解析 当滑动变阻器 R4的滑片向 b 端移动时，其接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知干路电流 I 增大。电容器板间电压等于 R3的电压。R4减小， AB 间并联部分的总电阻减小，则 R3的电压减小， R3上消耗的功率逐渐减小，电容器板间场强减小，质点 P 所受的电场力减小，所以质点 P 将向下运动。流过电流表的电流IA I I3， I 增大， I3减小，则 IA增大，所以电流表读数增大。 R4的电压 U4 U3 U2， U3减
6、小， U2增大，则 U4减小，所以电压表读数减小。由于 R1的阻值和电源内阻 r 相等，则外电路总电阻大于电源的内阻 r，当外电阻减小时，电源的输出功率逐渐增大。故 ABD 错误，3C 正确。故选：C。5(2018厦门市高三下学期第二次质量检测)如图所示为原、副线圈的匝数均可调节的理想变压器，原线圈两端接一正弦交变电流，一小灯泡 L 和滑动变阻器串联接于副线圈两端，滑动头 P 置于中间，小灯泡正常发光。为了使小灯泡亮度变暗，可以采取的措施有( C )A仅减少原线圈的匝数 n1B仅增加副线圈的匝数 n2C仅改变 R 的电阻，将滑动头 P 向 B 端滑动D仅增大原线圈交流电电压解析 仅减少原线圈的
7、匝数 n1或者仅增加副线圈的匝数 n2，则根据 可知，副n1n2 U1U2线圈两端电压都增大，即通过小灯泡的电流增大，都变亮，AB 错误；仅改变 R 的电阻，将滑动头 P 向 B 端滑动，滑动变阻器连入电路电阻增大，由于副线圈两端电压不变，所以副线圈中电流减小，灯泡变暗，C 正确；仅增大原线圈交流电电压，则原线圈输入电压 U1增大，故 U2也增大，通过灯泡的电流变大，变亮，D 错误。6(2018福建省莆田市高三下学期模拟)如图所示为某同学设计的高压输电模拟电路，升压变压器 T1的原、副线圈匝数比 n1 n21 k，降压变压器 T2的原、副线圈匝数比n3 n4 k1，电阻 r3。升压变压器原线圈
8、输入电压为 16V 的正弦交流电，降压变压器副线圈接额定电压为 15V、额定功率为 45W 的用电器。两个变压器可视为理想变压器，要使用电器正常工作，则( B )A k B k332C k4 D k9解析 用电器的电流为 I4 A3A，则输电线上的电流： I3 ； U3 kU415 k；4515 3k因 U216 k，则 U2 I3r U3，即 16k 315 k。解得， k3，故选 B。3k7(2018北京市平谷区高三下学期理综模拟)某同学学习了欧姆表原理后，想自己设4计并改装一个欧姆表。他手上有如下器材：量程 100A、内阻 500 的电流计；电动势1.5V 的一节干电池；滑动变阻器、电阻
9、箱和若干定值电阻。他设计的电路如图甲所示，实验时他将两表笔短接，电流计指针满偏时，他计算出电路中的总电阻为 15k，然后他将一个 10 和 20 的电阻分别接到两表笔之间时，发现电流计指针指示的位置几乎一样，很难区分。进一步研究后他认为，只有所测电阻与欧姆表总内阻相当时，测量结果才比较准确。为此他想到了将小量程电流表改装成大量程电流表的方法，设计了如图乙所示的电路，并联电阻 R1后，可使干路电流是流经电流计电流的 n 倍。若要测量阻值约 20 的电阻， n 的取值最合适的是( B )A n10000 B n1000C n100 D n10解析 由于要测量阻值约 20 的电阻，测量结果才比较准确
10、，则有 R120，干路电流 I ，流经电流计电流 I ，所以 n 751，故ER内 ER1 ER内 II R内 R1R1 1502020n 的取值最合适的是 1000，故 ACD 错误，B 正确；故选 B。8(2018山东省潍坊市高三下学期一模)如图所示，匀强磁场的磁感应强度为T，矩形线圈面积为 0.08m2，匝数为 10，电阻不计，通过电刷与理想变压器原线圈相连，22当线圈绕垂直磁场的轴 OO以 50rad/s 的角速度转动，副线圈两端交流电压表的示数为16V，则( AD )A在图示位置时矩形线圈产生的电动势为 0VB矩形线圈产生的交流电周期为 0.02sC矩形线圈产生的电动势有效值为 80
11、 V2D变压器原副线圈匝数之比为 51解析 在图示位置时，磁通量最大，矩形线圈产生的电动势为 0V，故 A 正确；矩形5线圈产生的交流电周期为 T 0.04s，故 B 错误；矩形线圈产生的电动势最大2 250值为 Emax NBS 10 0.0850V80 V，矩形线圈产生的电动势有效值为 E 有 22 280V，故 C 错误；变压器原、副线圈匝数之比为 51，故 D 正确；故选Emax2 n1n2 U1U2 8016AD。9(2018山东省淄博市高三下学期第二次模拟)如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡 a 和 b。当输入电压 U 为灯泡额定电压的 5 倍时，两灯泡均能正常发
12、光。下列说法正确的是( AD )A原、副线圈匝数之比为 41B原、副线圈匝数之比为 51C此时 a 和 b 的电功率之比为 11D此时 a 和 b 的电功率之比为 14解析 由于两个灯泡都正常发光，所以灯泡 a 两端的电压为 U0，则原线圈两端的电压为 4U0， b 两端的电压为 U0，所以原副线圈的匝数之比为 ，故 A 正确；B 错误；U1U2 n1n2 41根据匝数之比可以求出电流之比为 14，根据 P UI 知 a 和 b 的电功率之比为 14，故 C错误；D 正确；故选 AD。10(2018陕西省榆林市高三下学期第四次模拟)图甲为小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，矩形金属线圈绕与磁
13、场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为图乙中的正弦曲线。已知发电机线圈的内阻为 5，外接灯泡的电阻为 95，其他电阻不计，则( CD )A t0.005s 时穿过线圈的磁通量最大B1s 内线圈中的电流方向改变 50 次C灯泡两端的电压为 19VD00.01s 内通过灯泡的电荷量为 C22506解析 由图象乙可知 t0.005s 时感应电动势最大，穿过线圈的磁通量为零，故 A错误；由题图乙可知周期 T0.02s，线框每转一周，电流方向改变两次，每秒电流方向改变 100 次，故 B 错误；由题图乙可知交流电电动势的最大值是 Em20 V，有效值为： E2 20V，根据闭合电路的分压
14、特点得电灯两端的电压为： U V20V19V；Em2 RER r 9595 5故 C 正确；根据 q 得：00.01s 时间内通过灯泡的电量为 q ； Em BS BSn R r 2BSR r100 BS；代入数据联立得： q C，故 D 正确；故选 CD。2T 225011(2018吉林省实验中学高三下学期模拟)如图所示，一理想变压器将原线圈接在u220 sin100(V)的交流电压上，原、副线圈匝数比 n1 n2221，定值电阻的阻值2为 25，滑动变阻器的总阻值为 35。将滑动变阻器的滑片 P 从左向右滑动过程中，下列说法中正确的是( AC )A副线圈输出电压的频率为 50HzB当变压器
15、的输出功率达最大时，电压表的示数为 5VC当滑动变阻器的功率达最大时，电流表的示数为 0.2AD滑片 P 滑到最右端时，变压器的输入功率为 40W解析 原线圈的交流电压频率 f Hz50Hz，变压器不改变交流电的频2 1002率，故副线圈输出电压为 50Hz，故 A 正确；根据 P UI，可知副线圈的电压不变，输出功率要最大，则副线圈的电流要最大，即副线圈总电阻最小，故当滑动变阻器的电阻为 0，根据 U1 U2 n1 n2，解得： U2 U1 220 V10V，则此时的电流为n2n1 122I A0.4A，则电压表 U 表 IR0.42.5V10V，故 B 错误；将定值电阻 R 看成U2R 1
16、025内电阻，故当滑动变阻器的阻值等于定值电阻的阻值为 25 时滑动变阻器的功率达最大，则副线圈的电流 I A0.2A，故 C 正确；当滑片 P 滑到最右端时滑动变阻U22R 10225器的有效值为 0，由 B 项分析知此时的电流为 0.4A，变压器的输入功率等于变压器的输出功率，则有 P UI100.4W4W，故 D 错误；故选 AC。12(2018天津市高考压轴卷)图乙中，理想变压器原、副线圈匝数比n1 n251。原线圈接入如图甲所示的正弦交流电。电路中电表均为理想电表，定值电7阻 R1 R24， D 为理想二极管(该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大)，则( ACD )A电阻 R2两
17、端的电压频率为 50HzB电流表的示数为 5AC原线圈的输入功率为 150WD将 R1摘掉，电压表的示数不变解析 由图甲可知，交流电的周期为 0.02s，故频率为 50Hz；而变压器及二极管均不会改变交流电的频率，故电阻 R2两端的电压频率为 50Hz，A 正确；经变压器后，输出电压为 V20V，因二极管的单向导电性，只有一半时间内有电压加在 R2两端；则由有效1005值的定义可得 U V10 V；则电流表的示数为 I A2.5 A，B 错误；原线圈输202 2 1024 2入功率等于副线圈输出的功率，输出功率 P W(2.5 )24W150W，C 正确；因输出2024 2电压由输入电压决定，故将 R1摘掉，电压表的示数不变，D 正确。
