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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)Ae400sin50t(V)Be400cos50t(V)Ce400sin100t(V)De400cos100t(V)解析因f50Hz，可知2f100rad/s，线圈从垂直中性面开始转动，则瞬时值表达式是：e400cos100t(V)，故选D。2(2018四川省凉山州高三第三次诊
2、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CR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PI2R，可知R消耗的功率变成原来的；由于P出P入，变压器的输入功率变成原来的；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1
3、2，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)AIBICID2I解析当开关S断开时，副线圈两端的电压U2I(R2R3)5I，根据电压与匝数成正比，得原线圈两端的电压为U1U2I，根据电流与匝数成反比，得原线圈电流I12I，则电阻R1两端的电压为UR1I1R12I，在原线圈回路中总电压为UU1UR1；S闭合时R3被短接，电流表示数为I，则副线圈两端的电压U2IR22I，根据电压与匝数成正比，得原线圈两端的电压为U1U2I，根据电流与匝数成反比，得原线圈电流I12I，则电阻R1两端的电压为UR1I1R1
4、2I，在原线圈回路中总电压为UU1URI3I，即3I，解得I，故ABD错误，C正确；故选C。4(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
5、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IAII3，I增大，I3减小，则IA增大，所以电流表读数增大。R4的电压U4U3U2，U3减小，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，C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
6、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匝数n1或者仅增加副线圈的匝数n2，则根据可知，副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n1n21k，降压变压器T2的原
7、、副线圈匝数比n3n4k1，电阻r3。升压变压器原线圈输入电压为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)AkBk3Ck4Dk9解析用电器的电流为I4A3A，则输电线上的电流：I3；U3kU415k；因U216k，则U2I3rU3，即16k315k。解得，k3，故选B。7(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、电阻箱和若干定值电阻。他设计的电路如图甲所示
8、，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)An10000Bn1000Cn100Dn10解析由于要测量阻值约20的电阻，测量结果才比较准确，则有R120，干路电流I，流经电流计电流I，所以n751，故n的取值最合适的是100
9、0，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，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80VD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；矩形线圈产生的交流电周期为T0.04s，故B错误；矩形线圈产生的电动势最大值为EmaxNBS10
10、0.0850V80V，矩形线圈产生的电动势有效值为E有80V，故C错误；变压器原、副线圈匝数之比为51，故D正确；故选AD。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；根据匝数之比可以求出电流之比为
11、14，根据PUI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)At0.005s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C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，
12、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Em20V，有效值为：E20V，根据闭合电路的分压特点得电灯两端的电压为：UV20V19V；故C正确；根据q得：00.01s时间内通过灯泡的电量为q；EmBSBS100BS；代入数据联立得：qC，故D正确；故选CD。11(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u220sin100(V)的交流电压上，原、副线圈匝数比n1n2221，定值电阻的阻值为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当变压器的输出功
13、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fHz50Hz，变压器不改变交流电的频率，故副线圈输出电压为50Hz，故A正确；根据PUI，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U1U2n1n2，解得：U2U1220V10V，则此时的电流为IA0.4A，则电压表U表IR0.42.5V10V，故B错误；将定值电阻R看成内电阻，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IA0.2A，
14、故C正确；当滑片P滑到最右端时滑动变阻器的有效值为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PUI100.4W4W，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n1n251。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，定值电阻R1R24，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；则由有效值的定义可得UV10V；则电流表的示数为IA2.5A，B错误；原线圈输入功率等于副线圈输出的功率，输出功率PW(2.5)24W150W，C正确；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，D正确。7