物理二轮复习跟踪训练 第10课时 直流电路与交流电路

第10课时直流电路与交流电路跟踪训练基础保分练选择题：1.如图所示，电源电动势E＝6V，内阻r＝0.5Ω，直流电动机内阻R1＝1.0Ω。调节滑动变阻器R2，使得额定电压为U0＝4V、额定机械输出功率为P0＝4W的电动机刚好正常工作，则R2连入电路中的阻值为()A.2.0ΩB.1.5ΩC.1.0ΩD.0.5Ω2.如图所示是某报警装置的部分电路示意图，其中R3为光敏电阻，其阻值随光强增大而减小，a、b接报警器。当R3被光照射时，电流表示数I和R1两端电压U与未被光照射前相比()A.I变大，U变大B.I变小，U变大C.I变大，U变小D.I变小，U变小3.如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝2Ω，R4＝4Ω，电源电动势E＝12V，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是()A.R1B.R2C.R3D.R44.如图所示，当滑动变阻器R2滑片向右滑动一小段距离后，理想电流表A1、A2的示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2，理想电压表V的示数变化量的绝对值为ΔU，下列说法中正确的是()A.电压表V的示数增大B.ΔI1小于ΔI2C.ΔU与ΔI2比值等于R2D.电源的效率增大5.图为商场中一种投币器，它是由发射线圈L1与接收线圈L2组成，硬币可竖直通过两线圈中间的狭缝。当发射线圈接有频率为f、电压为U1的低频交流电时，接收线圈有电压U2输出，下列说法正确的是()A.无硬币通过时，投币器可看作理想变压器B.无硬币通过时，线圈L2频率为fC.硬币通过时，穿过硬币中的磁通量不变D.硬币通过时，线圈L2频率降低6.图为某款发电机示意图，矩形线框置于水平向右的匀强磁场中，中心轴OO′与磁场垂直，E、F端分别接在相互绝缘的两个半圆环上，让半圆环和线框一起顺时针转动，两个半圆环在转动过程中先后分别和两个固定电刷C、D接触，初始时刻线框平面与磁场平行，通过电阻R的电流i(以向右为正方向)随时间t变化的图像正确的是()7.在“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”实验中，装置如图所示，原线圈的“0”和“4”两个接线柱接学生电源交流4V，下列操作可使交流电压表示数变大的是()A.原线圈改接直流6VB.取下变压器上部的铁芯C.将电源改接原线圈的“0”和“1”两个接线柱D.将电压表改接副线圈的“2”和“8”两个接线柱8.太阳能电池在空间探测器上广泛应用。某太阳能电池在特定光照强度下工作电流I随路端电压U变化的图线如图8中曲线①，输出功率P随路端电压U的变化图线如图中曲线②。图中给出了该电池断路电压U0和短路电流I0。当路端电压为U1时，工作电流为I1，且恰达到最大输出功率P1，则此时电池的内阻为()A.r＝eq\f(U1,I1)B.r＝eq\f(P1,Ieq\o\al(2,1))C.r＝eq\f(U0I1－P1,Ieq\o\al(2,1))D.r＝eq\f(U0－U1,I0－I1)综合创新练选择题：9.一平行板电容器充放电电路如图所示。开关S接1，电源E给电容器C充电；开关S接2，电容器C对电阻R放电。下列说法正确的是()A.充电过程中，电容器两极板间电势差增加，充电电流增加B.充电过程中，电容器的上极板带正电荷，流过电阻R的电流由M点流向N点C.放电过程中，电容器两极板间电势差减小，放电电流减小D.放电过程中，电容器的上极板带负电荷，流过电阻R的电流由N点流向M点10.(2025·河北卷,6)2024年底,世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站全面投产发电。如图,若该电站通过理想变压器调节输出电压U2时,输入电压U1保持不变。已知副线圈总匝数为n,分接头1、2间和2、3间的线圈匝数n12=n23=n10,开关S接3时输出电压的瞬时值u2=Umsinωt,则S接2时u2-t11.(多选)(2025·湖北卷,8)在如图所示的输电线路中,交流发电机的输出电压一定,两变压器均为理想变压器,左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2,两变压器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是()A.仅增加用户数,r消耗的功率增大B.仅增加用户数,用户端的电压增大C.仅适当增加n2,用户端的电压增大D.仅适当增加n2,整个电路消耗的电功率减小二．计算题：12.某同学制作一个简易的手摇发电机，将匝数N＝100、边长L＝0.1m、内阻r＝4Ω的正方形线圈放入磁感应强度为B＝eq\f(2\r(2),π)T的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴OO1以角速度ω＝10πrad/s匀速转动。其简化示意图如图，输出端与理想变压器的原线圈相连，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝4∶1，副线圈外接电阻R＝1Ω。求：(1)发电机产生的电动势有效值E；(2)电阻R消耗的电功率P。13.(2024·江苏南通一模)如图所示，一个小型交流发电机输出端连接理想变压器，原、副线圈匝数分别为n1、n2，副线圈连接电阻R。交流发电机的线圈匝数为N，电动势瞬时值的表达式为e＝Emsinωt，发电机线圈电阻不计。求：(1)通过发电机线圈磁通量的最大值Φm；(2)变压器原线圈中电流的有效值I。参考答案：1.答案D解析电动机额定机械输出功率为P0＝U0I－I2R1，解得I＝2A，根据闭合电路的欧姆定律有E＝U0＋I(R2＋r)，解得R2连入电路中的阻值为R2＝0.5Ω，故D正确。2.答案B解析当R3被光照射时，R3阻值减小，电路总电阻减小，总电流变大，R1两端的电压U变大，电源内阻以及R1两端的电压之和变大，则R2的并联支路的电压减小，R2的电流减小，则电流表示数I变小，故B正确。3.答案A解析由电路图可知R3与R4串联后与R2并联，再与R1串联。并联电路部分的电阻为R并＝eq\f(R2（R3＋R4）,R2＋R3＋R4)＝2Ω，R1与R并串联且R1＝R并，则R1的功率与另外三个灯泡的功率之和相等，故四个灯泡中功率最大的是R1，故选项A正确。4.答案B解析当滑动变阻器R2滑片向右滑动一小段距离后，滑动变阻器R2的阻值变小，则电路的总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可得，总电流变大，即电流表A1的示数变大，根据U＝E－I1r，可知路端电压变小，即电压表的示数减小，故A错误；由于路端电压变小，可得通过R1的电流I3减小，又因为总电流I1增大，则通过滑动变阻器R2的电流I2增大，且因为I1＝I2＋I3，可知I2的增加量比I1的增加量大，即ΔI1小于ΔI2，故B正确；根据闭合电路欧姆定律可得U＝E－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(I2＋\f(U,R1)))r，可得eq\f(ΔU,ΔI2)＝eq\f(rR1,R1＋r)，故C错误；电源的效率为η＝eq\f(UI,EI)＝eq\f(R外,R外＋r)＝eq\f(1,1＋\f(r,R外))，可知外电路电阻减小，则电源的效率减小，故D错误。5.答案B解析无硬币通过时，穿过线圈L1的磁通量不一定都能穿过线圈L2，则投币器不可看作理想变压器，选项A错误；线圈L2频率与线圈L1频率相同，均为f，与硬币是否通过无关，选项B正确，D错误；硬币通过时，穿过硬币中的磁通量先增大后减小，选项C错误。6.答案D解析由于每半个周期，两个半圆环将分别连接到另一个固定电刷，因此通过电阻的电流方向不变。根据右手定则可知，通过电阻R的电流方向始终向左，图示位置切割磁感线的速度与磁感线垂直，根据i＝－eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(Blv·cosωt,R)))，可知图示位置电流最大，则线圈与磁场垂直时电流最小，所以通过电阻R的电流从图示位置开始先减小后增大，然后不断重复这个变化，故D正确。7.答案C解析变压器只适用于交流电，直流电无法产生感应电流，故A错误；如果取下铁芯，线圈的自感系数下降，电压表的示数变小，故B错误；将电源改接原线圈的“0”和“1”两个接线柱，原线圈的匝数将减小，而副线圈匝数不变，则电压表示数将变大，故C正确；将电压表改接副线圈的“2”和“8”两个接线柱，副线圈的匝数将减小，而原线圈匝数不变，则电压表示数将变小，故D错误。8.答案C解析根据题意可知，太阳能电池的电动势为U0，路端电压为U1时，太阳能电池的总功率为P总＝U0I1，太阳能电池内阻的功率为P内＝P总－P1，根据P内＝Ieq\o\al(2,1)r，联立可得r＝eq\f(U0I1－P1,Ieq\o\al(2,1))，故C正确。9.答案C解析电容器不论是充电过程还是放电过程，电流都是逐渐减小的，充电过程电容器两极板的电荷量增加，由C＝eq\f(Q,U)可知电容器两极板间电势差增大，放电过程电容器两极板的电荷量减少，电势差减小，A错误，C正确；根据电路结构可知，不论是充电过程还是放电过程，电容器的上极板都是带正电荷的，充电过程，流过电阻R的电流由N点流向M点，放电过程，流过电阻R的电流由M点流向N点，B、D错误。10.答案D解析当S接3时,n2=n-n12-n23=810n,由理想变压器的电压和匝数关系得U2=U1n1n2=8nU110n1;U1不变,当S接2时,n2'=n-n12=910n,由理想变压器的电压和匝数关系得U2'=U1n1n2'=9nU110n1=98U2。变压器不改变电流的频率,可得S接11.答案AC解析设用户端的总电阻为R,右侧降压变压器的匝数比为k,将降压变压器和用户端等效为一个等效电阻,则等效电阻的阻值R等效=k2R,则输电线路中的电流为I2=U2R等效+r。仅增加用户数,用户端的总电阻减小,R等效减小,U2不变,则输电线路中的电流增大,输电线损失的电压U损=I2r增大,降压变压器的输入电压U3=U2-U损减小,可知用户端的电压U4=1kU3减小;由P=I22r可知r消耗的功率增大,A正确,B错误;仅适当增加n2,升压变压器的输出电压U2增大,输电线路中的电流I2增大,降压变压器副线圈中的电流I3=kI2增大,由U4=I3R可知用户端的电压增大,C正确;仅适当增加n2,升压变压器原线圈中的电流I1=n2n1I2,整个电路消耗的电功率为P总=U1I1,联立解得P总=n2212.答案(1)20V(2)16W解析(1)由题可知，线圈产生电动势的最大值为Em＝NωBS＝20eq\r(2)V则线圈产生电动势的有效值为E＝eq\f(Em,\r(2))＝20V。(2)设变压器原线圈的电流为I1，副线圈的电流为I2，则根据能量守恒定律有EI1＝Ieq\o\al(2,1)r＋Ieq\o\al(2,2)R根据变压器的电流关系有eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)联立解得，电阻R中的电流为I2＝4A则电阻R消耗的电功率P＝Ieq\o\al(2,2)R＝16W。13.答案(1)eq\f(Em,Nω)(2)eq\f(\r(2)neq