专题10直流电路与交流电路解析版

1、第四部分 电磁感应与电路专题10直流电路与交流电路（测）（满分：100分 建议用时：60分钟）姓名： 班级: 得分：选择题：本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点.如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U 和电流Z的关系图线（电池内阻不是常数），图线b是某电阻虑的L/-Z图线.在该光照强度下将它们组成闭合回 路时，硅光电池的内阻为（）A. 8QB. 10QC. 12 QD. 12.5 Q【答案】A【解析】 由闭合

2、电路欧姆立律得U=E_h,当Z=0时，U=E,由图线a与纵轴的交点读出电动势为£=3.63 6 2 V根据两图线交点可知，电阻虑两端的电压为2 V,通过人的电流为0.2 A,则硅光电池的内阻 尸二k。= 8Q,故A正确.C. IR2. （2020福建宁德市上学期期末）阻值为R的电炉丝通以大小为I的恒左电流时苴电功率为P、当把它接在某正 弦交流电源两端时其电功率也为P.则该交流电源电压的最大值为（）D. 2IR【答案】B【解析】 电炉幺幺通以大小为Z的恒定电流时，时间内产生的热虽:为0则有：Q=Pt=FRt：电炉丝接在某正 弦交流电源两端时，f时间内产生的热戢为0，则有：Of=Pt=I

3、,2Rt.又O=O即FWr仁解得：If- L则电压的有效值为5=JR=IR故该交流电源电压的最大值为1人=£S=QlR,故选B.3. （2020-辽宁沈阳市第一次质检）某同学将一闭合电路电源的总功率&、输出功率&和电源内部的发热功率几 随电流Z变化的图线画在了同一坐标系中，如图1中的X C所示，则下列判断正确的是（）A. 直线a表示电源内部的发热功率随电流Z变化的图线B. 曲线b表示电源的总功率随电流Z变化的图线C. 曲线c表示电源的输出功率随电流/变化的图线D. 电源的电动势£=3V,内电阻r=2Q【答案】C【解析】 由电源消耗总功率和电源内部消耗功率表达

4、式Pe=EI. Pr=fr可知，a是宜线，表示的是电源消耗 的总功率B随电流Z变化的图线，b是抛物线，表示的是电源内部的发热功率A随电流Z变化的图线，C表示 外电阻的功率即为电源的输出功率从，所以A、B错误，C正确：由题图可知，当短路时电流为2 A,总功率F 3P£=£Z=6W.则可知电源电动势为：E=3V则内电阻为r=j=y Q=1.5Q,故D错误.4. （2020-东北三省三校第二次联合模拟）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方 向的匀强磁场，A为理想交流电流表.线圈绕垂直于磁场的水平轴00,沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势 随时间变化的图象

5、如图乙所示.已知发电机线圈电阻为10 Q,外接一只阻值为90 Q的电阻，不计电路的其他 电阻，贝lj（）甲A.电流表的示数为031 AB.线圈转动的角速度为50tt rad'sC. 0.01s时线圈平而与磁场方向平行D.在线圈转动一周过程中，外电阻发热量约为0.087 J【答案】D【解析】 在交流电路中电流表的示数为有效值，£他=董=22¥,电流表的示数Z=-=y A=0.22 A, A错 误：由题图乙可知线圈转动的周期为0.02 s,则线圈转动的角速度6y=y=100jrrad's, B错误：0.01s时线圈的电压 为0,因此线圈在中性而处，C错误：在线圈

6、转动一周的过程中，夕卜电阻发热虽：0=M=（O.22）2x9Ox2xlO 2 J=0.087 J, D正确.5. （2020湘东六校联考）如图所示，平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的 影响，当滑动变阻器丘的滑片向b端移动时，贝）A. 质点尸将向上运动B.电流表读数减小C.电压表读数减小D.念上消耗的功率逐渐增大【答案】C【解析】 由题图可知，心与滑动变阻器皿串联后与皿并联，再与皿串联接在电源两端，电容器与皿并联, 当滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则电路总电阻减小，电路总电流增大，路端电压减小， 用两端的电压增大，故并联部分的电圧减小.由欧姆左律可

7、知流过凡的电流减小，而流过凡的电流增大，故 电流表读数增大，故B错误；因并联部分电压减小，而&两端的电压增大，故电圧表读数减小，故C正确： 因皿两端的电压减小，由公式P=y可知，念上消耗的功率减小，故D错误：因电容器两端电压减小，故质 点P受到的向上的电场力减小，则重力大于电场力，质点P将向下运动，故A错误.6. （2020-四川综合能力提升卷（三）如图所示为远距离输电示意图，发电机的输出电圧“、输电线的电阻及理想 变压器的匝数均不变，当用户开启的用电器越来越多时，下列表述正确的是（）fh心升压变压器A升圧变压器副线圈电压S降低C.输电线消耗的功率增大B. 降压变压器原线圈电压S升髙D

8、.发电机的输出功率不变【答案】C【解析】 当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则降压变压器原线圈电流增大，输电线 上的电流增大，可知输电线上的功率损失增大；发电机的输出电压5不变，升压变压器匝数比不变，则副线圈 电压5不变，由输电线上的电压损失增大，可知降压变压器的输入电压5减小，故A、B错误，C正确：发 电机输出功率随用户开启的用电藩增多而增加，D错误.7. (2020-辽宁重点协作体模拟)图甲所示的变压器原.副线圈匝数比为3二1,图乙是K闭合时该变压器c d输入 端交变电压的图象，Lb J、L3、J为四只规格均为“12V 6W“的相同灯泡，各电表均为理想交流电表.以下 说法

9、正确的是()Ac b输入端电压的瞬时值表达式为Uab=36y2沁1 00m(V)B. 电流表的示数为1.5A, Li能正常发光C. a、b输入端输入功率几b=18WD. 断开KL?中的电流不变【答案】B【解析】 由输入端交变电压"的图象，可知苴最大值为36迈V,有效值为“ = 36V,副线圈电压为：U2=l 3 = 12V,所以副线圈三只灯泡均能正常发光.灯泡的额定电流：/。=备=备A=0.5A,电流表的示数为2= 3x0.5 A=1.5 A,原线圈电流为7i=Z2=0.5 A,所以原线圈的灯泡Li也能正常发光，a、b输入端电压为乙仏 = S+3S=12V+36V=48V, a、b输

10、入端电压的瞬时值表达式为Ua=48V2sm 100nr (V),故A错误，B正 确：四只灯泡都正常发光，所以a、b输入端输入功率 血=46W=24W,故C错误：若将K断开，则副线圈 上的输出电流将减小，所以原线圈的输入电流也减小，则流过灯泡Li的电流减小，L）上消耗的电压减小，所以 原线圈上的电压将增大，副线圈的电压也增大，则可知L?中的电流将变大，故D错误.8. （2020-黄冈市高三调研）一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻凡、心和心的阻值分别为3Q、1Q和 4Q, A为理想交流电流表，Z7为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒左.当开关S断开时，电流表的示数为 厶当S闭合时，电流表的示

11、数为4Z该变压器原、副线圈匝数比值为（）A. 2B. 3C. 4D. 5【答案】B【解析】设理想变圧器原、副线圈匝数比值为匕根据题述，当开关S断开时，电流表示数为则由闭合电路 欧姆宦律得，£7=血+ 3由变压公式趁=斤及功率关系57=5/2,可得今=*，即副线圈输出电流为h=kL Ui=<2（心+凡）=/心+凡）.当开关S闭合时，电流表示数为4Z,则有凤+ LA.由变圧器公式及功率 关系U 4I=im，可得务=乩即副线圈输岀电流为门=4好，Ui=r2Ri=4kIRix联立解得斤=3, B正确.9. （2020-江西吉安高三模拟）已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大

12、，并且磁场越强电阻越 大.为探测有无磁场，利用磁敏电阻作为传感器设汁了如图5所示电路，电源的电动势E和内阻厂不变，在没 有磁场时调节变阻器A使电灯L正常发光.若探测装置从无磁场区进入强磁场区，贝” ）A. 电灯L变亮B.电灯L变暗C. 电流表的示数减小D.电流表的示数增大【答案】ACE【解析】 探测装置从无磁场区进入强磁场区时，磁敏电阻阻值变大，则电路的总电阻变大，根据1=可知 总电流变小，所以电流表的示数减小，根据U=E-Ir,可知/减小，L/增大，所以电灯两端的电压增大，电灯 L变亮，故A. C正确，B、D错误.10. （2020潍坊模拟）如图所示，边长为Z的正方形单匝线圈abed.电阻为

13、儿外电路的电阻为R. ab的中点和 cd的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界线OO,上，磁场的磁感应强度为D若线圈从图示位宜开始以角速度 0绕00,轴匀速转动，则以下判断正确的是（）A. 图示位置线圈中的感应电动势最大，为Em=BL2coB. 从图示位置开始汁时，闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e=BL2cosm cot1BL2C. 线圈从图示位置转过180。的过程中，流过电阻尺的电荷量为q=羔D. 线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为冬【答案】BD【解析】 题图位置线圈中的感应电动势最小，为零，A错误：若线圈从题图位宜开始转动，闭合电路中感应 电动势的瞬时值表达式e=BL2cosm

14、cot, B正确：线圈从题图位宜转过180。的过程中，流过电阻R的电荷量为C错误；E边三BL%,线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热虽为0=kB2coL4R4 R+r 29D正确.11. （2020-山东济南模拟）如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S,电路正常工作，过了一会儿，电 流表©的示数变为零.若电路中故障发生在灯L、电阻人上，用一根导线来判断电路故障，则下列判断正确的 是（）r si1A将导线并联在R两端，电流表无示数，一左是L断路B. 将导线并联在L两端，电流表无示数，一泄是人断路C. 将导线并联在R两端，电流表有示数，一迫是R断路D.将导线并联在L两端，电流表

15、有示数，一左是L断路【答案】CD【解析】 电流表的示数变为零，说明电路故障为断路.将导线与用电器并联进行检测时，若电流表有示汰 说明与导线并联的用电器断路：若电流表无示数，说明列一个用电器断路或两个用电器都断路.若将导线并联 在R两端，电流表无示数，则可能是L断路，也可能是R、L都断路，故选项A错误：若将导线并联在L两端， 电流表无示数，则可能是R断路，也可能是A、L都断路，故选项B错误：若将导线并联在人两端，电流表有 示数，则一泄是R断路，选项C正确：若将导线并联在L两端，电流表有示数，则一泄是L断路，选项D正 确.12. （2020-山东淄博市3月模拟）如图所示，虑是一个光敏电阻，其阻值随

16、光照强度的增加而减小.理想变圧器原、 副线圈的匝数比为10Z1,电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬 时值表达式为"i=22Qsinl00M（V）,贝）A. 电压表的示数为22<2 VB. 副线圈中交流电的频率为50 HzC. 在天逐渐变黑的过程中，电流表A?的示数变小D. 在天逐渐变黑的过程中，理想变压器的输入功率变大【答案】BC【解析】 原线圈电压的最大值为22（h血V,根据电压之比等于线圈匝数之比可知，副线圈的电压的最大值为 22迈V,电圧表的示数为电压的有效值，所以示数为"=爭¥=22¥,故A错误：由于

17、变压器不改变交流 电频率，则副线圈中交流电的频率为Hz=50 Hz,选项B正确：在天逐渐变黑的过程中，光照变 弱，R阻值增大，电路的总电阻变大，而副线圈两端的电压不变，所以副线圈的电流变小，电流表A：的示数变 小，故C正确：由于变压器的输入和输出的功率是相等的，副线圈的电流减小，副线圈的电压不变，所以由P =S可知，输出的功率要减小，故输入的功率也要减小，故D错误.第卷(非选择题，共52分)13. (2020-皖南八校高三联考)(10分)如图所示，E=8V, r=2Q> Ri = 8Q, &为变阻器接入电路中的有效阻值，问:(1) 要使变阻器获得的电功率最大则心的取值应是多大？这

18、时用的功率是多大？(2) 要使凡得到的电功率最大，则凡的取值应是多大？凡的最大功率是多少？这时电源的效率是多大?(3) 调节忌的阻值，能否使电源以最大的功率签输出？为什么？【答案】(1)10 Q 1.6 W (2)0 5.12 W 80%(3)不能 理由见解析【解析】 将凡和电源等效为一新电源，则新电源的电动势F=£=8V,内阻/=r+ = 10Q,且为定值.利 rf2 o2用电源的输出功率随外电阻变化的结论知，当& = X=10Q时，皿有最大功率，即Amax = ±7=市 W=1.6W. 因Ri是宦值电阻，所以流过R的电流越大,R的功率就越大.当凡=0时，电路中有

19、最大电流，即屉x=£: =0.8 A,凡的最大功率Pimax=Zmax2i=5.12W,这时电源的效率=云¥孑100%=80%.(3)不能.因为即使心=0,外电阻凡也大于儿不可能仃嚣的最大输岀功率.14. (10分)如图所示，电源电动势£=10V,内阻？=1Q,闭合开关S后，标有“8V,12W“的灯泡恰能正常发 光，电动机M的内阻局=4Q,求：10 s内电动机产生的热量0：电动机的机械功率.【答案】16W10J (3)3 W【解析】(1)由题意知，并联部分电压为U=S故内电压为U=E-U=2V总电流Z=2A,电源的输出功率P出= 17= 16 W：(2)流过灯泡的

20、电流A =¥= 1.5 A则流过电动机的电流72=7/1 = 0.5 A电动机的热功率Po=Z22o=1 W10 s内电动机产生的热.O=P0r=10J：电动机的总功率P=L72=4W电动机的机械功率P机=P_P°=3 W.15. (12分)如图甲为一理想变压器，ab为原线圈，"为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正 弦式交变电压的u-t图象如图乙所示.若只在e间接一只R“=400 Q的电阻或只在de间接一只蘇=225 Q的 电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.甲(1) 请写出原线圈输入电压瞬时值2尬的表达式：求只在“间接400 Q电阻时，原线圈中的电流厶:求“和血间线圈的匝数比举【答案】:见解析【解析】：(1)由题图乙知e=200“ad/s,弘=400V电压瞬时值的表达式为 负=400sin 200兀心）(2) 电压有效值6=200>/2 V理想变压器Pi=P2 原线圈中的电流厶吃，解得20.28A（或半A）