1、1第 1 讲 恒定电流和交变电流一、选择题(本大题共 8 小题,每小题 8 分,共 64 分.第 15 题只有一项符合题目要求,第68 题有多项符合题目要求)1.(2018江苏模拟)如图(甲)所示,一理想变压器原线圈接上如图(乙)所示的正弦交流电,与副线圈相连的两个灯泡规格均为“110 V 40 W”,电表均为理想电表,原、副线圈匝数比为 21,连线电阻不计,开关 S 闭合前,电路正常工作.则闭合开关 S 后( D )A.灯泡将烧毁B.电流表示数增大C.经过灯泡的交变电流频率为 25 HzD.变压器的输入功率增大一倍解析:原线圈输入电压不变,线圈匝数不变,则副线圈电压不变,即电压表示数不变,灯
2、泡电阻不变,则电流表示数不变,仍然能正常工作,故 A,B 错误;根据(乙)图可知,周期 T=0.02 s,则频率 f=50 Hz,故 C 错误;当 S 接通后,两个灯泡并联,增加一个负载,则副线圈功率增大,所以变压器的输入功率增大,故 D 正确.2.(2018湖北武汉模拟)用 500 kV 和 750 kV 的电压输送相同功率的电能,已知两种情况下输电线的长度、输电线的电阻率以及输电线上损失的电功率均相同,则输电线的横截面积之比为( D )A.23 B.32 C.49 D.94解析:根据 P=UI 及输送的功率相同,得输送电流之比为 = = .据导线上损失的功率公式2132P 损 =I2R 及
3、 P 损 相等,得输电线上的电阻之比 = = ;由电阻定律 R= 知,导线长度 L 和12221249 电阻率 相同,得 = = ,故 D 正确,A,B,C 错误.1221943.(2018福建厦门二模)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,可以采取的措施是( C )A.仅减少原线圈的匝数 n1B.仅增加副线圈的匝数 n22C.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:原线圈匝数减小使得副线圈电压增大,输出功率增大
4、,小灯泡亮度变亮,故 A 错误;副线圈匝数增加,输出电压增加,故输出功率增大,小灯泡亮度变亮,故 B 错误;改变 R 的电阻,将滑动头 P 向 B 端滑动的过程中滑动变阻器接入电路的电阻值增大,所以副线圈上的电流减小,小灯泡的电流减小,所以灯泡变暗,故 C 正确;仅增大原线圈交流电电压,则副线圈电压增大,输出功率增大,小灯泡亮度变亮,故 D 错误.4.(2018北京通州区二模)如图所示电路中,R 为某种半导体气敏元件,其阻值随周围环境一氧化碳气体浓度的增大而减小,当一氧化碳气体浓度增大时,下列说法中正确的是( D )A.电压表 V 示数增大B.电流表 A 示数减小C.电路的总功率减小D.变阻器
5、 R1的取值越大,电压表示数变化越明显解析:当一氧化碳气体浓度增大时,R 减小,总电阻减小,则总电流增大,内电压增大,路端电压减小,可知,通过 R 的电流减小,因此电压表 V 示数减小,通过变阻器的电流减小,则电流表A 示数增大,故 A,B 错误.电路的总功率为 P=EI,E 不变,I 增大,则 P 增大,故 C 错误.变阻器R1的取值越大,R 1与 R 并联的阻值越接近 R,R 对电路的影响越大,则知变阻器 R1的取值越大,电压表示数变化越明显,故 D 正确.5.(2018山西四模)如图(甲)所示,一阻值为 R 的电阻接在电动势为 E、内阻为 r 的直流电源两端,电源的效率为 94.1%;如
6、图(乙)所示,当该阻值为 R 的电阻通过理想变压器接在电压有效值为 E、内阻为 r 的交流电源上时,变压器原线圈两端的电压为 ,则该变压器的原、副线圈匝数比为( B )A.41 B.14C.161 D.116解析:当接直流电源时,有 = =94.1%,解得 R=16r,根据原副线圈的电压比等于匝数比可知 = = ,解得 U2= ,根据原副线圈的功率相等可知 I1U1=I2U2,而 I1= = ,则12122有即为 = ,3解得 = ,故 B 正确,A,C,D 错误.12146.(2018宁夏银川三模)如图所示,A 为巨磁电阻,当它周围的磁场增强时,其阻值增大;C 为电容器,当有磁铁靠近 A 时
7、,下列说法正确的有( AB )A.电流表的示数减小B.电容器 C 的电荷量增大C.电压表的示数变小D.电源内部消耗的功率变大解析:有磁铁靠近 A 时,其阻值增大,根据闭合电路的欧姆定律可知,电路中的电流将减小,电流表的示数减小,故 A 正确;电路中的电流减小,则电路的路端电压增大,所以电压表的示数增大,电容器两端的电压增大,根据 Q=CU 可知电容器 C 的电荷量增大,故 B 正确,C 错误;电路中的电流减小,电源内部消耗的功率 P=I2r,所以将随电流的减小而减小,故 D 错误.7.(2018天津模拟)图(乙)中,理想变压器原、副线圈匝数比 n1n 2= 51.原线圈接入如图(甲)所示的正弦
8、交流电.电路中电表均为理想电表,定值电阻 R1=R2=4 ,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 R2两端的电压频率为 50 HzB.电流表的示数为 5 AC.原线圈的输入功率为 150 WD.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 0.02 s,故频率为 50 Hz;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 50 Hz,故 A 正确;经变压器后,输出电压为U2= U1= V=20 V,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;由有效21 1005值的定义可得 = T,解得
9、 U2=10 V;则电流表的示数为 2.5 A,故 B 错误;222原线圈输入功率等于副线圈输出的功率,输出功率 P= W +(2.5 )24 W=150 W,故 C 正2确;因输出电压由输入电压决定,故将 R1摘掉,电压表的示数不变,故 D 正确.8.(2018贵州遵义二模)如图为遵义市某中学学校配电房向各个教室的供电示意图,T 为理想变压器,V 1,A1为监控室变压器输入端的电压表和电流表,V 2,A2为监控室变压器输出端的电压表和电流表,R 1,R2为教室的负载电阻,V 3,A3为教室内的监控电压表和电流表,配电房4(监控室)和教室间有相当长的一段距离,则当开关 S 由闭合到断开时,以下
10、说法正确的是( BD )A.电流表 A1,A2和 A3的示数都变大B.电流表 A1,A2的示数减小C.电压表 V3的示数变小D.电压表 V2的示数不变解析:当开关闭合到断开时,副线圈的总电阻变大,由于升压变压器的输入电压不变,则输出电压不变,即 U2不变,可知输电线中的电流减小,即 A2减小,则输电线上损失的电压减小,可知用户端得到的电压增大,即 U3增大,所以通过 R1的电流增大,即 A3增大,由于输电线电流减小,输出功率减小,则输入功率也减小,导致原线圈中的电流 I1减小,所以 A1示数减小.故B,D 正确,A,C 错误.二、非选择题(本大题共 2 小题,共 36 分)9.(16 分)(2
11、018北京房山区二模)三峡水电站是我国最大的水力发电站,平均水位落差约100 m,水的流量约 1.35104 m3/s.船只通航需要约 3 500 m3/s 的流量,其余流量全部用来发电.水流冲击水轮机发电时,水流减少的势能有 20%转化为电能.(1)按照以上数据估算,三峡发电站的发电功率最大是多大;(2)本市现行阶梯电价每户每月 1 挡用电量最高为 240 kWh,如果按照本市现行阶梯电价1 挡最高用电量计算,三峡电站可以满足多少户家庭生活用电;(3)把抽水蓄能电站产生的电能输送到北京城区.已知输电功率为 P,输电线路的总阻值为 R,要使输电线路上损耗的功率小于 P.求输电电压的最小值 U;
12、在输电功率一定时,请提出两种减少输电过程中功率损耗的方法.解析:(1)三峡发电站的发电功率P=mgh20%=Vgh20%=1.0103(1.35104-3 500)1010020% kW=2106 kW.(2)每户平均功率 P= kW=0.333 kW三峡电站可以满足庭生活用电的户数n= =6106户.21060.333(3)输电导线损失热功率 P=I 2R输电功率 P=IU,解得 U= =P .在输电功率一定时,减少输电过程中功率损耗的方法:提高输电电压;增大导线横截面积,减小电阻.答案:(1)210 6 kW (2)610 6户 (3)P5提高输电电压;增大导线横截面积,减小电阻10.(2
13、0 分)(2018湖南长沙期末)图(甲)为一台小型发电机构造示意图,发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度 绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈匝数 n=100,内阻r=5 ,外电路电阻 R= 95 ,电路中其余电阻不计.转动过程中穿过每匝线圈的磁通量 随时间 t 按正弦规律变化,如图(乙)所示,求(1)该小型发电机的电动势最大值;(2)交流电流表的读数;(3)07.8510 -3 s 内通过 R 的电荷量.(取 =3.14)解析:(1)从 -t 图像可以看出 m=1.010-2 Wb,T=3.1410-2 s,又 = ,则有 Em=n m=100 110-2 V=200 V.2102(2)电路中电流最大值为Im= = A=2 A.交流电流表读数为 I= = A=1.41 A.2(3)在 07.8510 -3 s 内产生的平均感应电动势为=n ,流过电阻的电荷量为 q= t=0.01 C.+答案:(1)200 V (2)1.41 A (3)0.01 C
