1、1专题 08 恒定电流和交变电流1如图所示，水平铜盘半径为 r，置于磁感应强度为 B，方向竖直向下的匀强磁场中，铜盘绕通过圆盘中心的竖直轴以角速度 做匀速圆周运动，铜盘的边缘及中心处分别通过导线与理想变压器的原线圈相连，该理想变压器原、副线圈的匝数比为 n1，变压器的副线圈与电阻为 R 的负载相连，则( )A负载 R 两端的电压为Br22nB原线圈中的电流强度为通过 R 电流的1nC变压器的副线圈磁通量为 0D通过负载 R 的电流强度为 0【答案】D2在如图所示的电路中，E 为电源，电源内阻为 r， L 为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)， V 为理想电压表，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑
2、动变阻器，将滑动变阻器的滑片向上移动，则( )A电压表的示数变大B小灯泡消耗的功率变小C通 过 R2的电流变小D电源的内耗电压变大【答案】 B【解析】将滑动变阻器的滑片向上移动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路中的总电阻增大，由2闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流减 小，故 R1两端的电压减小，并联部分电压增大，通过 R2的电流变大， A、 C 错误；由并联电路的 电流规律可知，流过灯泡的电流一定减小，故由 PI 2R 可知，小灯泡消耗的功率变小， B 正确；因电路中电流减小，故电源的内耗电压减小， D 错误 7如图所示的变压器，按如图甲所示的交流电时，灯泡正常发光，电容器能正常工作，现将电
3、源换成如图乙所示的交流电，则( )A由于乙交变电流的周期短，因此灯泡比第一次亮B由于乙的频率比甲的大，因此电容器有可能被击穿C无论接甲电源，还是接乙电源，若滑动触头 P 向上移动，灯泡都变暗D若将原线 圈 n1的匝数增加，灯泡消耗的功率将变大【答案】 C8如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 21 ，a、b 端接入一正弦式交流电源 L1、 L2为两只规格均为“22 V，6 W”的灯泡，两电表为理想交流电表当滑动变阻器的滑片 P 处于中间位置时，两灯泡恰好都正常发光下列说法正确的是( )A电流表示数为 0.27 AB电压表示数为 44 V3C滑片 P 向下移动时，灯泡 L2将变暗D滑片 P
4、向上移动时，灯泡 L1将变暗【答案】 B【解析】由于原、副线圈匝数 比为 2 ：1，则原、副线圈电流比为 1 ：2，因两灯泡正常发光，所以原线圈电流为 A，则副线圈电流为 A0.55 A， A 错 原、副线圈两端电压比为 2 ：1，副线圈两端311 611电压为 22 V，所以原有线圈两端电压为 44 V， B 对滑片 P 向下移动时，副线圈电路的电阻变小，电流变大，则原线圈电路中电流也变大，即通过灯泡 L2的电流变大，灯泡 L2可能变亮或烧毁， C 错滑片 P 向上移动时，通过灯泡 L2的电流变小，原线圈两端电压变大，则副线圈两端电压也变大，灯泡 L1可能变亮或烧毁， D 错 12如图 13
5、 所示为远距离输电的示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。闭合开关 S 后( )图 13A升压变压器的输出电压增大B降压变压器的输出电流减小C输电线上损耗的功率增大D输电线上交流电的频率减小【答案】C13如图 14 所示的理想变压器中原、副线圈的匝数比为 51，其中 R1100 、 R24 分别代表输电线的电阻。在副线圈上接有两盏“8 V、4 W”的灯泡，若在 a、 b 端输入 e60 sin 100 t(V)的交2流电，当开关 S 断开时，灯泡 L1正常发光，则( )4图 14A开关闭合后，灯泡 L1会变亮B开关闭合后， a、 b 端输入功率变小
6、C开关闭合前， R1、 R2消耗的功率相等D开关闭合前，电源的输出功率为 5 W【答案】C【解析】开关闭合后，副线圈电路中总电阻变小，副线圈中的电流 I2变大，根据 n1I1 n2I2可知，原线圈中的电流 I1也变大，所以 R1、 R2上的电压都变大，灯泡 L1上的电压变小，亮度变暗，选项 A 错误；原线圈中的电流 I1变大， a、 b 端输入功率变大，选项 B 错误；开关闭合前，通过灯泡的电流 I2 0.5 PUA， R2上消耗的功率为 P2 I R21 W，根据 n1I1 n2I2求得 I10.1 A， R1上消耗的功率为 P1 I R11 2 21W，选项 C 正确；开关闭合前，电源的输
7、出功率为 P 总 1 W1 W4 W6 W，选项 D 错误。14如图 15 所示为一理想变压器通过二极管给某种型号的电池充电的简单原理图，现在变压器的原线圈接入有效电压为 220 V 的正弦交变电流，变压器原、副线圈的匝数比为 1101，交流电流表的示数为A，电池的内阻为 2 ，二极管具有单向导电性，下列说法正确的是( )110图 15A电池的充电电压为 2 VB理想变压器的输入功率为 W15C充电时，电池的热功率为 W210D充电时，电能转化为化学能的功率为( ) W210 150【答案】D515.在如图 6 所示的电路中， E 为电源，电源内阻为 r，L 为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，
8、 为理想电压表， R1、 R2为定值电阻， R3为滑动变阻器，将滑动变阻器的滑片向上移动，则( )图 6A电压表的示数变大B小灯泡消耗的功率变小C通过 R2的电流变小D电源的内耗电压变大【答案】B16.如图 7 所示，电路中灯泡 L1和 L2均正常发光，由于电路某处发生断路故障，发现灯泡 L1变暗，而灯泡 L2变亮了。则下列判断正确的是( )图 76A R1断路B R2断路CS 断开D发生故障后电容器 C 的带电荷量减少【答案】B【解析】因为是断路(相当于该处电阻增至无穷大)，电路中电阻增大。此时电路中电流减小，路端电压增大。L 1亮度比原来暗，说明 L1中电流减小，根据“串反并同”规律，断路
9、处必定与 L1串联或间接串联。L 2比原来亮，说明 L2中电流增大，根据“串反并同”规律，断路处必定与 L2并联或间接并联。分析题图可知， R2出现了断路故障，S 断开不影响 L1、L 2。发生故障后，路端电压增大，即 C 两端电压增大，所以电容器带电荷量增加。 19如图所示，平行金属板中带电质点 P 原来处于静止状态，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 相等将滑动变阻器 R4的滑片向 b 端移动，则( )AR 3上消耗的功率增大B电流表读数减小，电压表读数增大C电源的输出功率增大D质点 P 将向下运动【答案】 CD20如图(甲)所示，理想变压器原、副线圈匝数比 n1
10、：n 22 ：1，电压表和电流表均为理想电表，二极管为理想二极管，灯泡电阻 R55 ，原线圈两端加如图(乙)所示的电压，下列说法正确的是( )7A电流表的读数为 A2B电压表的读数为 110 VC灯泡 L 的功率为 110 WD副线圈两端电压为 110 V2【答案】 AC21如图所示，有一矩形线圈的面积为 S，匝数为 N，电阻不计，绕 OO轴在水平方向的磁感应强度为 B 的匀强磁场中以角速度 做匀速转动，从图示位置开始计时，矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻 R0和滑动变阻器 R，下列判断正确的是( )A矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 eNBS cost B矩形
11、线圈从图示位置经过 时间内，通过电流表 A1的电荷量为 02C当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电流表 A1和 A2示数都变小D当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表 V1示数不变， V2和 V3的示数都变小【答案】 AC【解析】初始位置是与中性面垂直的平面，则矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为eNBS cost，选项 A 正确； 是四分之一个周期，由 Q 可得，通过电流表 A1的电荷量不为零，2 R选项 B 错误；当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，滑动变阻器的阻值变大，电路总电阻变大，电流表 A28示数变小，结合 可得，电流表 A1示数也变小，选项 C 正确；当滑动变阻器的滑片向上滑
12、动过程中，I1I2 n2n1电压表 V1示数不变，结合 ， V2示数也不变，电压表 V3示数变大，选项 D 错误U1U2 n1n222如图所示，MN、PQ 是两条水平、平行放置的光滑金属导轨，导轨的右端接理想变压器的原线圈，变压器的副线圈与电阻 R20 组成闭合回路，变压器的原副线圈匝数之比 n1 ：n 21 ：10，导轨宽L5 m质量 m2 kg、电阻不计的导体棒 ab 垂直 MN、PQ 放在导轨上，在水平外力 F 作用下，从 t0 时刻开始在图示的两虚线范围内往复运动，其速度随时间变化的规律是 v 2sin20 t(m/s)垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度 B4 T导轨、导线和线圈电阻均
13、不计求：(1)ab 棒中产生的电动势的表达式；ab 棒中产生的是什么电流？(2)电阻 R 上的电热功率 P.(3)从 t0 到 t10.025 s 的时间内，通过外力 F 所做的功【答案】(1)见解析(2)4103 W (3)104 J(3)由以上分析可知，该正弦交流电的周期 T 0.1 s从 t0 到 t10.025 s，经历了四分之一2个周期设在这段时间内电阻 R 上产生的热量为 Q，则 Q 100 JU2R T4在 t10.025 s 时刻，ab 棒的速度为 v，则则 v2 sin20 t12 m/s9由能量守恒定律可得这段时间内外力 F 做的功WQ mv2104 J1223如图 11
14、甲所示，长、宽分别为 L1、 L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为 n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴 O1O2转动，线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环 C、 D(集流环)焊接在一起，并通过电刷和定值电阻 R 相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度 B 的大小随时间 t的变化关系如图乙所示，其中 B0、 B1和 t1均为已知。在 0 t1时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直； t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度 匀速转动。求：图 11(1)0 t1时间内通过电阻 R 的电流大小；(2)线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻 R 产生的热
15、量；(3)线框匀速转动后，从图甲所示位置转过 90的过程中，通过电阻 R 的电荷量。【答案】(1) (2) R ( )2 (3)nL1L2（ B1 B0）（ R r） t1 nB1L1L2R r nB1L1L2R r【解析】在 0 t1时间内，金属线框中的感应电动势为E1 n t nL1L2（ B1 B0）t1故 ab 棒中产生的是正弦交变电流(3)由以上分析可知，该正弦交流电的周期 T 0.1 s从 t0 到 t10.025 s，经历了四分之一210个周期设在这段时间内电阻 R 上产生的热量为 Q，则 Q 100 JU2R T4在 t10.025 s 时刻，ab 棒的速度为 v，则则 v2 sin20 t12 m/s由能量守恒定律可得这段时间内外力 F 做的功WQ mv2104 J12
