专题十二 课时作业

专题十二课时作业|恒定电流和交变电流1．(2023·浙江6月选考)我国1100kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是()A．送电端先升压再整流B．用户端先降压再变交流C．1100kV是指交流电的最大值D．输电功率由送电端电压决定解析：选A升压和降压都需要在交流的时候才能进行，故送电端应该先升压再整流，用户端应该先变交流再降压，故A正确，B错误；1100kV指的是交流电的有效值，故C错误；输电功率是由用户端负载的总功率来决定的，故D错误。2.如图所示的电路中，R1、R2是定值电阻，电表均为理想电表，RB是磁敏材料制作的元件(无磁场时处于断开状态，有磁场时处于导通状态)。闭合开关S，滑动变阻器R的滑片处于某位置，当有磁铁靠近RB时()A．电流表读数减小 B．R1的功率减小C．电压表读数增大 D．电源总功率增大解析：选D当有磁铁靠近RB时，外电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得I＝eq\f(E,R外＋r)，可知电流表读数变大，外电路电压为U＝E－Ir，I变大，其他量不变，所以电压表读数减小，故A、C错误；电源的总功率P＝IE，因为电流I变大，所以电源总功率变大，故D正确；根据题意可知，当有磁铁靠近RB时，RB导通，R1有电流通过，根据P＝I2R1，可知R1的功率增大，故B错误。3.如图是某电阻R的I­U图像，U＝4V时图像的切线交I轴于1A处。将该电阻与电动势E＝8V、内阻r＝2Ω的电源连成闭合回路，根据图中给出的信息可以得出()A．该电阻的电阻率随电压的增大而减小B．该闭合回路接通时，电阻的阻值R＝4ΩC．该闭合回路接通时，电阻的电功率P＝16WD．该闭合回路接通时，电源的总功率P＝16W解析：选DI­U图线上某点和原点连线的斜率表示电阻的倒数，可知该电阻的倒数随电压的增大而减小，该电阻的阻值随电压的增大而增大，根据电阻定律R＝ρeq\f(L,S)，可知该电阻的电阻率随电压的增大而增大，故A错误；根据闭合电路欧姆定律有U＝E－Ir，即I＝eq\f(E,r)－eq\f(1,r)U＝eq\f(8,2)A－eq\f(1,2Ω)U＝4A－eq\f(1,2Ω)U，在I­U图像中作出上述表达式的图线，如图所示，可知电阻的工作电压为4V，电流为2A，故电阻阻值为R＝eq\f(U,I)＝eq\f(4,2)Ω＝2Ω，故B错误；该闭合回路接通时，电阻的功率为P＝UI＝4×2W＝8W，故C错误；该闭合回路接通时，电源的总功率为P＝EI＝8×2W＝16W，故D正确。4.(2023·海南高考)(多选)如图是工厂利用u＝220eq\r(2)sin100πtV的交流电给36V照明灯供电的电路，理想变压器原线圈匝数为1100匝，下列说法正确的是()A．电源电压有效值为220eq\r(2)VB．交变电流的周期为0.02sC．副线圈匝数为180匝D．副线圈匝数为240匝解析：选BC电源电压的有效值U＝eq\f(220\r(2),\r(2))V＝220V，选项A错误；交流电的周期T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2π,100π)s＝0.02s，选项B正确；根据eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)，可得副线圈匝数n2＝eq\f(U2,U1)n1＝eq\f(36,220)×1100＝180匝，选项C正确，D错误。5.如图所示，电源电动势为6V，内阻r为2Ω，M是电动机，电动机线圈电阻为1Ω。闭合开关后，调节滑动变阻器，当流过电动机的电流为1A时，电动机转动，以下判断和理解正确的是()A．电源此时的功率一定为4WB．电动机此时的机械功率为3WC．继续调节滑动变阻器，当滑动变阻器接入电路的电阻为1Ω时，电源的输出功率最大D．调节滑动变阻器，当电源中的电流为1.5A时，电源的输出功率最大解析：选D当流过电动机的电流为1A时，电源此时的功率P＝EI＝6W，A错误；由于电动机转动时是非纯电阻元件，不能通过欧姆定律求其两端电压，所以不能求出电动机此时的机械功率，B错误；电动机不是纯电阻元件，外电路存在线圈，故当R滑＋R线＝r，此时电源的输出功率不是最大，C错误；假设该电路为纯电阻电路，电源的内阻为r，当外电阻等效也为r时，电源的输出功率最大，此时的电流为I＝eq\f(E,2r)＝1.5A，D正确。6.如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P(5.2,3.5)、Q(6,5)。如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是()A．电源1与电源2的内阻之比是2∶3B．电源1与电源2的电动势之比是1∶1C．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2D．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7∶10解析：选B根据图像可知，E1＝E2＝10V，r1＝eq\f(10,8)Ω＝eq\f(5,4)Ω，r2＝eq\f(10,12)Ω＝eq\f(5,6)Ω，所以r1∶r2＝3∶2，E1∶E2＝1∶1，故A错误，B正确；曲线Ⅲ与其他两条直线的交点坐标表示该小灯泡单独与这两种电源连接下的工作电压和工作电流，根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为P1＝18.2W，P2＝30W，小灯泡的电阻分别为R1＝eq\f(35,52)Ω，R2＝eq\f(5,6)Ω，可得R1∶R2＝21∶26，P1∶P2＝91∶150，故C、D错误。7．(2023·全国乙卷)(多选)黑箱外有编号为1、2、3、4的四个接线柱，接线柱1和2、2和3、3和4之间各接有一个电阻，在接线柱间还接有另外一个电阻R和一个直流电源。测得接线柱之间的电压U12＝3.0V，U23＝2.5V，U34＝－1.5V。符合上述测量结果的可能接法是()A．电源接在1、4之间，R接在1、3之间B．电源接在1、4之间，R接在2、4之间C．电源接在1、3之间，R接在1、4之间D．电源接在1、3之间，R接在2、4之间解析：选CD根据题意画出电路图，A选项如图甲所示，可见U34>0，A错误；B选项如图乙所示，可见U34>0，B错误；C选项如图丙所示，符合上述测量结果，C正确；D选项如图丁所示，符合上述测量结果，D正确。8．(多选)某同学将一玩具车的太阳能电池板取下，并通过测量多组电池板的路端电压U及流过其电流I的数据描绘了电池板的U­I图像，如图甲所示，图像的横、纵截距分别为I0和U0。现将该电池板与一定值电阻相连组成如图乙所示的电路，电压表和电流表的示数分别为U1和I1，两电表均为理想电表，下列说法正确的是()A．该电池板的内阻恒为eq\f(U0,I0)B．该电池板内阻消耗的功率为(U0－U1)I1C．该电池板的输出功率为U0I1D．该电池板的效率为eq\f(U1,U0)解析：选BDU­I图像的斜率表示内阻，该电池板的U­I图像为曲线，故内阻是变化的，A错误；该电池板内阻消耗的功率为P＝U内I1＝(U0－U1)I1，B正确；该电池板的输出功率为P出＝U外I1＝U1I1，C错误；该电池板的效率为η＝eq\f(U1I1,U0I1)＝eq\f(U1,U0)，D正确。9．(多选)如图所示为正弦交流电通过理想变压器对某家庭供电的电路图，线路电阻R较大。开关K1、K2均合上，各用电器均正常工作。某时突然发现指示灯L亮度增加，可能的原因是()A．电阻R变大 B．开关K2断开C．输入电压U变小 D．关闭了电视机解析：选BD电阻R变大，则副线圈总电流减小，通过指示灯L的电流减小，指示灯L亮度减小，故A错误；开关K2断开，则副线圈输出功率减小，副线圈总电流减小，电阻R两端电压减小，则指示灯L两端电压增大，指示灯L亮度增加，故B正确；输入电压U变小，则副线圈输出电压U2减小，副线圈总电流减小，通过指示灯L的电流减小，指示灯L亮度减小，故C错误；关闭了电视机，则副线圈输出功率减小，副线圈总电流减小，电阻R两端电压减小，则指示灯L两端电压增大，指示灯L亮度增加，故D正确。10．(2023·天津高考)(多选)如图是输电线为用户输电的示意图，电路中升压变压器T1和降压变压器T2都认为是理想变压器，中间输电线上的总电阻为R，下列说法正确的是()A．T1的输出电压与T2的输入电压相等B．T1的输出功率大于T2的输入功率C．若用户接入的用电器增多，则R消耗的电功率减小D．若用户接入的用电器减少，则T2的输出功率减小解析：选BD设输电线中的电流为I2，T1的输出电压与T2的输入电压分别为U2、U3，则有U2＝I2R＋U3，即T1的输出电压大于T2的输入电压，A错误；T1的输出功率为P2＝U2I2，输电线上损耗的功率为ΔP＝I22R，T2的输入功率为P3＝U3I2，则P2＝ΔP＋P3，即T1的输出功率大于T2的输入功率，B正确；若用户接入电路的用电器增多，则T2副线圈中的电流增大，由变压器的工作原理可知，T2原线圈中的电流增大，即输电线上的电流增大，输电线上损耗的电功率增大，即R消耗的电功率增大，C错误；若用户接入电路的用电器减少，则用电器消耗的功率减小，即T2的输出功率减小，D正确。11．(2022·广东高考)如图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，n1>n2，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是()A．两线圈产生的电动势的有效值相等B．两线圈产生的交变电流频率相等C．两线圈产生的电动势同时达到最大值D．两电阻消耗的电功率相等解析：选B转子转动过程中，在两线圈中产生正弦式交变电流，其最大值为Em＝nBSω，有效值为E＝eq\f(Em,\r(2))，由于n1>n2，则两线圈中产生的电动势的最大值不同，有效值也不同，故A错误；两线圈产生的交变电流的频率由同一转子的转速决定，故频率相等，B正确；当n1线圈中产生的电动势最大时，n2线圈中产生的电动势为零，故C错误；由于两线圈中产生的电动势的有效值不同，根据P＝eq\f(E2,R)知，两电阻消耗的电功率不相等，故D错误。12．(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是50∶1，P是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R＝10Ω，其余电阻不计。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的正弦交变电压。下列说法正确的是()A．单刀双掷开关与a连接，电压表的示数为4.4VB．单刀双掷开关与a连接，t＝0.01s时，电流表示数为零C．单刀双掷开关由a拨向b，原线圈的电压减小D．单刀双掷开关由a拨向b，原线圈的输入功率变大解析：选AD单刀双掷开关与a连接时，有eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，U1＝eq\f(220\r(2),\r(2))V＝220V，故可知电压表的示数为U2＝4.4V，此时电流表的示数为I2＝eq\f(U2,R)＝0.44A，电表均为理想的交流电表，示数为电流的有效值，不随时间的变化而变化，所以t＝0.01s时，电流表示数不为零，A正确，B错误；当单刀双掷开关由a拨向b，原线圈两端的正弦交变电压不变，所以原线圈的电压不变；原、副线圈的匝数比减小，故副线圈的电压变大，电阻R上消耗的功率变大，所以原线圈的输入功率也变大，C错误，D正确。13.(多选)如图为理想的自耦变压器，其中P为变压器上的滑动触头，P′为滑动变阻器上的滑片，若输入电压U1一定，则()A．P不动，P′向下滑动时，U2一直在减小B．P′不动，P顺时针转动一个小角度时，U1和U2的比值增大C．P′不动，P顺时针转动一个小角度时，电流表读数增大D．P顺时针转动一个小角度，同时P′向下滑动时，小灯泡的亮度可以不变解析：选BD根据原副线圈电压与匝数比有eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，P不动，则匝数比一定，可知U2不变，A错误；P′不动，P顺时针转动一个小角度时，副线圈接入的线圈匝数变小，根据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知，U1和U2的比值增大，B正确；P′不动，P顺时针转动一个小角度时，根据上述分析可知，U2减小，则通过副线圈的电流减小，根据eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，可知，通过原线圈的电流减小，即电流表读数减小，C错误；P顺时针转动一个小角度，同时P′向下滑动时，副线圈接入的线圈匝数变小，根据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，可知，U2减小，由于I2＝eq\f(U2,R灯＋R)，P′向下滑动时滑动变阻器接入电阻R减小，结合上述分析，电流I2可能不变，即P顺时针转动一个小角度，同时P′向下滑动时，小灯泡的亮度可以不变，D正确。14.(多选)在如图所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器(R2>R1)，闭合开关S，不同规格的灯泡L1和L2均正常发光，现将滑动变阻器的滑片P向上移动一定的距离，理想电流表A1、A2、电压表的示数均会发生一定变化，其变化量分别用ΔI1、ΔI2和ΔU表示，则下列分析判断可能正确的是()A．电压表V示数变大，电流表A1示数变小B．电流表A2示数不可能变为零C．灯泡L1、L2变暗D．电源的内阻r＝eq\f(ΔU,ΔI1)解析：选AD当滑动变阻器的滑片P向上移动时，电阻R2接入电路中的电阻变大，外电路由于局