搜索
1．21恒定电流与交变电流1．(2019·浙江等级考试)电动机与小灯泡串联接入电路，电动机正常工作时，小灯泡的电阻为R1，两端电压为U1，流过的电流为I1；电动机的内电阻为R2，两端电压为U2，流过的电流为I2.则()A．I1I2B.U1U2R1R2C.U1U2＝R1R2D.U1U2R1R2答案D解析小灯泡与电动机串联，所以：I1＝I2，故A项错误；对小灯泡，由欧姆定律可得：U1＝I1R1，电动机正常工作时由于线圈的切割磁感线产生反电动势，所以：U2I2R2，所以：U1U2I1R1I2R2＝R1R2.故B、C两项错误，D项正确．2．(2019·天津)(多选)单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图象如图所示．下列说法正确的是()A.T2时刻线框平面与中性面垂直B．线框的感应电动势有效值为2πΦmTC．线框转一周外力所做的功为2π2Φm2RTD．从t＝0到t＝T4过程中线框的平均感应电动势为πΦmT答案BC解析由图可知在T2时刻，线框的磁通量最大，所以线框平面处在中性面，故A项错误；由图可得磁通量的最大值为Φm，周期为T，所以角速度为ω＝2πT，可知线框感应电动势的最大值为Em＝NBSω＝2πΦmT，由于此线框在磁场绕轴转动时产生的电流为正弦交流电，故其电动势的有效值为E＝Em2＝2πΦmT，故B项正确；由于线框匀速转动，根据能量守恒定律可知外力做的功等于线框产生的焦耳热，则有W＝E2RT＝2πΦmT2RT＝2π2Φm2TR，故C项正确；从t＝0到t＝T4的过程中，磁通量减小了ΔΦ＝Φm－0＝Φm，根据E＝nΔΦΔt可得平均电动势为E＝4ΦmT，故D项错误．3．(2019·德阳模拟)用同样的交流电分别用甲、乙两个电路给同样的灯泡供电，结果两个电路中的灯泡均能正常发光，乙图中理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶3，则甲、乙两个电路中的电功率之比为()A．1∶1B．5∶2C．5∶3D．25∶9答案C解析设灯泡的额定电流为I，则甲图中电路的功率为P1＝UI，根据变流比可知，理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶3，则乙图中原线圈中电流为35I，乙图中的功率为P2＝U·35I＝35P1，因此甲、乙两个电路中的功率之比为5∶3，故C项正确，A、B、D三项错误．4．(2019·西安模拟)如图所示，匝数为50匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝210T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5m2，线框电阻不计，线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝100rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220V60W”的灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10A，下列说法正确的是()A．在图示位置线框中产生的感应电动势最大B．线框中产生电动势的有效值为2502VC．变压器原、副线圈匝数之比为25∶22D．允许变压器输出的最大功率为100W答案C解析由图可知，此时线圈和磁场垂直，此时线框的磁通量最大，感应电动势为0，故A项错误；矩形闭合导线框ABCD在磁场中转动，产生的交流电的最大值为Em＝nBSω＝50×210×0.5×100V＝2502V，由于最大值为有效值的2倍，所以交流电的有效值为250V，故B项错误；副线圈接入一只“220V60W”的灯泡，且灯泡正常发光，由于电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈匝数之比为25∶22，故C项正确；由于熔断器允许通过的最大电流为10A，所以允许变压器输出的最大功率为P＝UI＝250×10W＝2500W，故D项错误．5.(2019·洛阳一模)电风扇的挡位变换器电路如图所示，把它视为一个可调电压的理想变压器，总匝数为2400匝的原线圈输入电压u＝2202sin100πt(V)，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为240匝、600匝、1200匝、2400匝．电动机M的内阻r＝8Ω，额定电压为U＝220V，额定功率P＝110W．下列判断正确的是()A．该交变电源的频率为100HzB．当选择3挡位后，电动机两端电压的最大值为110VC．当挡位由3变为2后，原线圈的电流变大D．当选择挡位4后，电动机的输出功率为108W答案D解析根据原线圈输入电压的瞬时值表达式知ω＝100π，交变电源的频率f＝ω2π＝100π2π＝50Hz，故A项错误；当选择3挡位后，副线圈的匝数为1200匝，根据电压与匝数成正比得U1U2＝n1n2，即220U2＝24001200，解得U2＝110V，所以电动机两端电压的最大值为1102V，故B项错误；当挡位由3变为2后，根据电压与匝数成正比知，副线圈两端的电压减小，输出功率变小，输入功率变小，根据P1＝U1I1知原线圈电流变小，故C项错误；当选择挡位4，副线圈匝数等于2400匝，根据电压比规律得副线圈两端的电压为220V，电动机正常工作，流过电动机的电流I＝PU＝110220A＝0.5A，电动机的发热功率P热＝I2r＝0.52×8W＝2W，电动机的输出功率为P出＝110W－2W＝108W，故D项正确．6.(2019·广安模拟)如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r一定，A、B为平行板电容器的两块正对金属板，R1为光敏电阻，R2为定值电阻．当R3的滑动触头P在a端时，闭合开关S，此时电流表A和电压表V的示数分别为I和U.以下说法正确的是()A．若仅将R3的滑动触头P向b端移动，则I减小，U增大B．若仅增大A、B板间距离，则电容器所带电荷量增大C．若仅用更强的光照射R1，则I增大，U增大D．若仅用更强的光照射R1，则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变答案D解析若仅将R3的滑动触头P向b端移动，R3所在支路有电容器，被断路，所以I、U保持不变，故A项错误；若仅增大A、B板间距离，该支路被断路，不影响电路中的电流、电压，电容器两端电压不变；根据电容C＝εS4πkd可得：仅增大A、B板间距离d，电容C减小，根据Q＝CU可知：电容器所带电荷量减少，故B项错误；若仅用更强的光照射R1，电阻随光照强度的增大而减小，故外电阻减小，那么电流I增大，路端电压U减小；由U＝E－Ir可得：U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值ΔUΔI＝r是不变的．故C项错误，D项正确．7．(2019·江苏三模)如图所示，理想变压器电路原线圈匝数可调，调节触头为S，副线圈电路中r为光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照的增强而减小，滑动变阻器R与灯泡L并联在电路中，关于电路变化问题，下列说法正确的是()A．保持S位置和光照强度不变，将P向上滑，灯泡L变亮B．保持S位置和光照强度不变，将P向下滑，电流表示数变小C．保持P位置和光照强度不变，将S向下滑，光敏电阻的功率变小D．保持P位置和S位置不变，使光线变暗，原线圈的输入功率变大答案A解析保持S位置和光照强度不变，将P向上滑，滑动变阻器R接入电路电阻增大，并联电路阻值增大，副线圈电压不变，副线圈电流减小，所以并联电路电压增大，灯泡L变亮，故A项正确；保持S位置和光照强度不变，将P向下滑，滑动变阻器R接入电路电阻减小，并联电路阻值减小，副线圈电压不变，副线圈电流增大，所以并联电路电压减小，通过灯泡电流减小，电流表示数变大，故B项错误；保持P位置和光照强度不变，将S向下滑，原线圈匝数减小，根据电压与匝数成正比知，副线圈两端的电压增大，副线圈电流增大，光敏电阻的功率增大，故C项错误；保持P位置和S位置不变，使光线变暗，光敏电阻的阻值变大，副线圈电压不变，输出功率减小，原线圈的输入功率变小，故D项错误．8．(2019·太原模拟)在图乙的电路中，通入如图甲所示的交变电流，此交变电流的每个周期内，前三分之一个周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定．电阻R的阻值为12Ω，电表均为理想电表．下列判断正确的是()A．电压表的示数为62VB．该交变电流的有效值为43VC．电阻R一个周期内产生的热量一定大于9JD．电流表的示数为0.5A答案D解析由焦耳定律得6222R×1＋62R×2＝U2R×3，即电压有效值U＝6V，电表读数为有效值，故A项错误；电压表的读数为有效值，即U＝6V，故B项错误；热量根据有效值进行计算，则Q＝U2RT＝9J，故C项错误；电流表读数为有效值，则I＝UR＝0.5A，故D项正确．9．(2019·河南模拟)如图所示，某同学制作了一个简单的直流电源充电器，D为理想二极管，电流表为理想电表，变压器原、副线圈的匝数之比为n1∶n2＝55∶1.现用该直流电源充电器给一内阻为r＝2.0Ω的蓄电池充电，此时电流表示数为I2＝0.1A．已知充电器的输入端接在有效值为220V的交流电源上，则在充电过程中，下列说法正确的是()A．充电过程中是将化学能转化为电能B．蓄电池两端的电压为22VC．变压器的输入功率为0.4WD．该充电器将电能转化为化学能的功率为0.38W答案B解析给蓄电池充电的过程是将电能转化为化学能，故A项错误；由U1U2＝n1n2可得变压器的输出电压为U2＝n2n1U1＝155×220V＝4V，经过二极管后，正弦式交变电流变成半波交变电流，根据有效值的定义得：U22R·T2＝U2R·T，解得蓄电池的充电电压为：U＝22V，故B项正确；理想变压器的输出功率为：P2＝UI2＝22×0.1W＝25W，故C项错误；充电时，蓄电池的热功率为：P＝I22r＝0.12×2W＝0.02W，根据能量守恒定律可得电能转化为化学能的功率为：P′＝25－0.02W≈0.26W，故D项错误．10．(2019·武汉模拟)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1∶3，两端分别接有4个阻值相同的灯泡，已知4盏灯均能发光，则L1和L2的电流之比为()A．3∶1B．6∶1C．9∶2D．11∶2答案D解析由题意知原副线圈电压之比为1∶3，设通过L4的电流为I2，原线圈的电流为I1，根据变压器原理可得：I1＝3I2，原线圈两端电压U1＝13U2，且L3和L4两端电压相等为U22，I2＝U22R则通过L2的电流强度为：I′＝U1R＝23I2，所以L1的电流强度为：I″＝23I2＋3I2＝113I2，所以L1和L2的电流之比为11∶2，故D项正确．11．(2019·汕头一模)如图所示为远距离输电的原理图，发电厂输出的电压恒定，升压、降压变压器均为理想变压器．由于用户负载的变化会造成其得到的电压变化，供电部门要实时监控．监控电表为理想电表．若某次监测发现电压表V2的示数减小，则下列判断正确的是()A．电流表A1的示数增大B．电流表A2的示数减少C．电压表V1的示数增大D．输电线损失的功率减小答案A解析根据题意知，发电厂的输出电压恒为U，升压变压器的变压比不变，所以电压表V1的示数不变，某次监测发现电压表V2的示数减小，根据降压变压器变压比可知，降压变压器的输入电压U2减小，又U1＝U2＋I1R可知，电流表A1的示数增大，故A项正确；根据A项知，电流表A1的示数增大，根据降压变压器变流比可知，电流表A2的示数增大，故B项错误；根据题意知，发电厂的输出电压恒为U，升压变压器的变压比不变，所以电压表V1的示数不变，故C项错误；输电线上损失功率为P损＝I12R，由于电流表A1的示数增大，故输电线损失的功率增大，故D项错误．12．(2019·益阳模拟)如图甲所示，理想变压器副线圈上接有a、b两只完全相同的灯泡和一个理想二极管，原副线圈的匝数比为3∶1，当原线圈两端输入如图乙所示的正弦交流电时，电流表的示数为1A．若假设灯丝的电阻不随温度变化，则下列说法正确的是()A．灯泡的内阻为2ΩB．a灯泡消耗的功率与b灯泡相同C．若二极管短路，则电流表的示数将变为1.5AD．将P沿顺时针缓慢转动，电流表的示数将变大答案A解析如图乙所示，交流电压最大值是122V，所以原线圈两端的有效电压U1＝12V，原副线圈的匝数比为3∶1，根据电压与匝数成正比得副线圈两端的有效电压U2＝4V，一个周期内输入和输出的能量相等，即U1I1T＝U22R×T2＋U22R×T，解得：R＝2Ω，故A项正确；由于二极