高考物理二轮作业手册 第8讲 恒定电流和交变电流

专题限时集训(八)[第8讲恒定电流和交变电流](时间：40分钟)1.如图8－1所示，电路中L1、L2、L3是三盏完全相同的白炽小灯泡，把它们串联后接在电压恒为6V的电源上，三个小灯泡都正常发光，后来三个小灯泡都不亮了，用电压表接a、c两端时，示数是6V；接b、d两端时，电压表示数为零；接a、b两端时，示数也为零．导线连接良好，则灯丝烧断的小灯泡可能是()图8－1A．仅是L1B．仅是L2C．L1和L2D．L2和L32．如图8－2所示的电路中，R是压敏电阻，其阻值随所受压力F的增大而减小．闭合开关S后，在缓慢增大F的过程中，下列判断正确的是()图8－2A．灯泡L1亮度将变大B．灯泡L2亮度将变大C．电容器C所带电荷量将增大D．电源的输出功率一定减小3．在如图8－3所示的四个电路中，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻为R0，当滑动变阻器的滑片R从a向b滑动时，理想电压表读数将变大的是()图8－34．如图8－4所示，正方形单匝线框abcd的边长为L，每边电阻均为r，线框在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω绕cd轴从图示位置开始匀速转动，转轴与磁感线垂直．一理想电压表用电刷接在线框的c、d两点上．下列说法中正确的是()A．电压表读数为eq\f(\r(2),2)BωL2B．电压表读数为eq\f(\r(2),8)BωL2C．从图示位置开始计时，流过线框电流的瞬时值表达式为i＝eq\f(BωL2,4r)sinωtD．线框从图示位置转过eq\f(π,2)的过程中，流过cd边的电荷量为q＝eq\f(BL2,r)图8－45．如图8－5甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电．当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定功率10W的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40Ω，图中电压表为理想电表，下列说法正确的是()甲乙图8－5A．变压器输入电压的瞬时值表达式为u＝220eq\r(2)sinπt(V)B．电压表的示数为220VC．变压器原、副线圈的匝数比为11∶1D．变压器的输入功率为110W6．如图8－6所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为20∶1，当原线圈两端接入u1＝4400eq\r(2)sin314t(V)的交变电压时，副线圈接入“220V，60W”的灯泡10只，不计输电线上的电阻，则下列说法正确的是()图8－6A．理想电压表的示数为220eq\r(2)VB．理想电流表的示数为eq\f(3,22)AC．原线圈输入功率为1200WD．变压器铁芯中磁通量变化率的最大值是4400eq\r(2)Wb/s7．如图8－7所示，导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷分别与两导线c、d相接，c、d两导线的端点分别接在匝数比n1∶n2＝10∶1的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为L(电阻不计)，绕与ab平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO′以角速度ω匀速转动．如果变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则()图8－7A．变阻器上消耗的功率为P＝10I2RB．变压器原线圈两端的电压U1＝10IRC．取ab在环的最低端时t＝0，则棒ab中感应电流的表达式是i＝eq\r(2)IsinωtD．ab沿环转动过程中受到的最大安培力F＝eq\r(2)BIL8．有人为汽车设计的一个“再生能源装置”原理简图如图8－8所示，当汽车减速时，线圈受到磁场的阻尼作用帮助汽车减速，同时产生电能储存备用．图甲中，线圈的匝数为n，ab长度为L1，bc长度为L2.图乙是此装置的侧视图，切割处磁场的磁感应强度大小恒为B，有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是90°.某次测试时，外力使线圈以角速度ω逆时针匀速转动，电刷M端和N端接电流传感器，电流传感器记录的i－t图像如图丙所示(I为已知量)，取ab边刚开始进入左侧的扇形磁场时刻t＝0.不计线圈转动轴处的摩擦．甲乙丙图8－8(1)求线圈在图乙所示位置时，产生电动势E的大小，并指明电刷M和N哪个接电源正极．(2)求闭合电路的总电阻R和外力做功的平均功率P.(3)为了能够获得更多的电能，依据所学的物理知识，请你提出改进该装置的三条建议．

专题限时集训(八)1.C2．AC[解析]F缓慢增大的过程中R减小，由串反并同的规律知，L1、L3变亮，L2变暗，由Q＝CU可知C所带电荷量将增大，A、C正确，B错误；由于不知电源内阻与外电阻的关系，故不能判断电源输出功率的变化情况，D错误．3．D[解析]A图电压表表短路，读数始终为零，A错误；B图电压表读数减小，B错误；C图电压表测量R0两端的电压，读数减小，C错误；D图电压表测量路端电压，读数增大，D正确．4．B[解析]从图示位置开始计时，ab切割磁感线产生的感应电动势e＝BL2ωcosωt，电流的瞬时表达式i＝eq\f(BωL2,4r)cosωt，感应电动势的有效值为E＝eq\f(\r(2),2)BL2ω，c、d两点的电压Ucd＝eq\f(1,4)E＝eq\f(\r(2),8)BL2ω，选项A、C错误，选项B正确；线框从图示位置转过eq\f(π,2)的过程中，流过cd边的电荷量为q＝eq\f(ΔΦ,4r)＝eq\f(BL2,4r)，选项D错误．5．C[解析]由图乙可知，变压器输入电压的瞬时值表达式为u＝220eq\r(2)sin100πt(V)，选项A错误．由P＝eq\f(U2,R)可得额定功率10W的小灯泡额定电压为20V，小灯泡恰好正常发光，电压表的示数为20V，选项B错误；根据变压器变压公式，可得变压器原、副线圈的匝数比为11∶1，选项C正确；根据额定功率10W的小灯泡恰好正常发光，理想变压器输入功率等于输出功率，变压器的输入功率为40W，选项D错误．6．B[解析]原线圈的电压为4400V，由变压器原、副线圈电压比eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，则副线圈两端的电压U2＝220V，选项A错误；由功率关系U1I1＝P2，电流表的示数I＝eq\f(P2,U1)＝eq\f(60×10,4400)A＝eq\f(3,22)A，选项B正确，选项C错误；由法拉第电磁感应定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，变压器铁芯中磁通量变化率的最大值eq\f(ΔΦm,Δt)＝eq\f(Em,n1)≠4400eq\r(2)Wb/s，选项D错误．7．D[解析]变压器原、副线圈电流比eq\f(I2,I1)＝eq\f(n1,n2)，则通过变阻器的电流为10I，消耗的功率为P＝100I2R，选项A错误；变压器副线圈两端的电压U2＝10IR，由变压器原、副线圈电压比eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，则原线圈两端的电压U1＝100IR，选项B错误；ab在环的最低端时，感应电动势最大，安培力最大，且最大安培力F＝eq\r(2)BIL，从该位置计时棒ab中感应电流的表达式是i＝eq\r(2)Icosωt，选项C错误，选项D正确．8．(1)nBL1L2ωM端是电源正极(2)eq\f(nBL1L2ω,I)eq\f(nBL1L2ωI,2)(3)增加磁感应强度；增加线圈匝数；增加磁场区域面积；适当增加线圈面积；变成多组线圈等．[解析](1)ab和cd在磁场中切割磁感线，产生的感应电动势E＝2nBL1v而速度v＝eq\f(1,2)ωL2则电动势E