專題11恒定電流和交變電流

1、專題11恒定電流和交變電流(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題8分,共64分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.(2014北京東城模擬)我國(guó)家庭照明電路用的交流電的電壓瞬時(shí)值隨時(shí)間變化的規(guī)律為u=311sin 100t(V),關(guān)于此交流電下列說(shuō)法中正確的是()A.電壓的最大值是311 VB.電壓的有效值是311 VC.交流電的頻率為100 HzD.交流電的周期為100 s2.(2014河南開(kāi)封一模)在如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為R,L1和L2為相同的燈泡,每個(gè)燈泡的電阻和定值電阻阻值均為R。電壓表為理想電表,K為單刀雙擲開(kāi)關(guān),當(dāng)開(kāi)關(guān)

2、由1位置打到2位置時(shí),下列說(shuō)法中正確的是()A.L1亮度不變,L2將變暗B.L1將變亮,L2將變暗C.電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率將變小D.電壓表讀數(shù)將變小3.(2014云南玉溪統(tǒng)考)如圖所示,一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為12;副線圈電路中接有燈泡,燈泡的額定電壓為220 V,額定功率為22 W;原線圈電路中接有交流電壓表和交流電流表?，F(xiàn)閉合開(kāi)關(guān),燈泡正常發(fā)光。若用U和I分別表示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù),則()A.U=110 V,I=0.2 AB.U=110 V,I=0.05 AC.U=110V,I=0.2 AD.U=110V,I=0.2A4.(2014江西聯(lián)考)如圖所示為某款電吹風(fēng)的電路圖。a、b、

3、c、d為四個(gè)固定觸點(diǎn)。可動(dòng)的扇形金屬觸片P可同時(shí)接觸兩個(gè)觸點(diǎn)。觸片P處于不同位置時(shí),電吹風(fēng)可處于停機(jī)、吹熱風(fēng)和吹冷風(fēng)等不同的工作狀態(tài)。n1和n2分別是理想變壓器的兩個(gè)線圈的匝數(shù)。該電吹風(fēng)的各項(xiàng)參數(shù)如表所示。下列說(shuō)法正確的有()熱風(fēng)時(shí)輸入功率480 W冷風(fēng)時(shí)輸入功率60 W小風(fēng)扇額定電壓60 V正常工作時(shí)小風(fēng)扇輸出功率52 WA.吹冷風(fēng)時(shí)觸片P與觸點(diǎn)b、c接觸B.可由表格中數(shù)據(jù)計(jì)算出小風(fēng)扇的內(nèi)阻為60 C.變壓器兩線圈的匝數(shù)比n1n2=13 15D.若把電熱絲截去一小段后再接入電路,電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)的功率將變小,吹冷風(fēng)時(shí)的功率不變5.鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖(a)所示。圖(a)中電流表的讀數(shù)為1

4、.2 A,圖(b)中用同一電纜線繞了3匝,則()A.這種電流表能測(cè)直流電流,圖(b)的讀數(shù)為2.4 AB.這種電流表能測(cè)交流電流,圖(b)的讀數(shù)為0.4 AC.這種電流表能測(cè)交流電流,圖(b)的讀數(shù)為3.6 AD.這種電流表既能測(cè)直流電流,又能測(cè)交流電流,圖(b)的讀數(shù)為3.6 A6.(2014北京海淀模擬)一個(gè)直流電動(dòng)機(jī),線圈電阻是0.5 ,當(dāng)它兩端所加電壓為6 V時(shí),通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是2 A。由此可知()A.電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為10 WB.電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的功率為10 WC.電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為10 WD.電動(dòng)機(jī)的工作效率為20%7.如圖所示,變壓器原、副線圈匝數(shù)比為21。電池和交變電源的電動(dòng)

5、勢(shì)都為4 V,內(nèi)阻均不計(jì),電流表視為理想電表,變壓器視為理想變壓器,則下列說(shuō)法正確的是()A.S與a接通的瞬間,R中無(wú)感應(yīng)電流B.S與a接通穩(wěn)定后,R兩端的電壓為2 VC.S與a接通穩(wěn)定后,R的滑片向上滑,電流表的示數(shù)變小D.S與b接通穩(wěn)定后,R兩端的電壓為2 V8.(2014東北三校第一次聯(lián)考)如圖所示,空間有范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向豎直向下,在其間豎直放置兩彼此正對(duì)的相同金屬圓環(huán),兩環(huán)相距L,用外力使一根長(zhǎng)度也為L(zhǎng)的金屬桿沿環(huán)勻速率運(yùn)動(dòng),用導(dǎo)線將金屬桿和外電阻相連,整個(gè)過(guò)程只有金屬桿切割磁感線。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,圓環(huán)半徑為R,桿轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為,金屬桿和電阻的阻值均為r,其他電阻不

6、計(jì),則()A.當(dāng)金屬桿從圓環(huán)最高點(diǎn)向最低點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,流過(guò)外電阻的電流先變大后變小B.金屬桿兩端電壓最大值為BLRC.流過(guò)外電阻電流的有效值為D.流過(guò)外電阻電流的有效值為二、非選擇題(本題共2小題,共36分)9.(18分)某興趣小組設(shè)計(jì)了一種發(fā)電裝置,如圖所示。在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角均為,磁場(chǎng)均沿半徑方向。匝數(shù)為N的矩形線圈abcd的邊長(zhǎng)ab=cd=l、bc=ad=2l。線圈以角速度繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),bc和ad邊同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)中,兩條邊所經(jīng)過(guò)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,方向始終與兩邊的運(yùn)動(dòng)方向垂直。線圈的總電阻為r,外接電阻為R。求:(1)線圈切割磁感線時(shí),感應(yīng)電動(dòng)

7、勢(shì)的大小Em;(2)線圈切割磁感線時(shí),bc邊所受安培力的大小F;(3)外接電阻上電流的有效值I。10.(18分)某發(fā)電站的輸出功率為104kW,輸出電壓為4 kV,通過(guò)理想變壓器升壓后向80 km遠(yuǎn)處供電。已知輸電導(dǎo)線的電阻率為=2.41m,導(dǎo)線橫截面積為1.51m2,輸電線路損失的功率為輸出功率的4%,求:(1)升壓變壓器的輸出電壓;(2)輸電線路上的電壓損失。答案與解析專題11恒定電流和交變電流1.A解析:閉合線圈從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí),則其正弦交流電瞬時(shí)值表達(dá)式為u=Umsint與題中表達(dá)式比較可知照明電路交流電最大值為Um=311V,選項(xiàng)A正確;有效值為U有= V=220V,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;周期

8、為T(mén)=0.02s,頻率為f=50 Hz,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。2.D解析:開(kāi)關(guān)在位置1時(shí),外電路總電阻R總=R,電壓表示數(shù)U=E=E,兩燈電壓U1=U2=E,電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率為P熱=。開(kāi)關(guān)在位置2時(shí),外電路總電阻R總=R,電壓表示數(shù)U=E=E,燈泡L1的電壓U1=E,L2的電壓U2=E,電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率為P熱=,L1亮度不變,L2將變亮,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率將變大,故C錯(cuò)誤;由以上分析可知電壓表讀數(shù)變小,選項(xiàng)D正確。3.A解析:燈泡正常工作時(shí)電壓為額定電壓U2=220V,I2=A=0.1 A,根據(jù)解得U=U1=110V,根據(jù)解得I=I1=0.2A。本題只有選項(xiàng)A正確。4.A解析:

9、當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí),電路中只有小風(fēng)扇工作,觸片P與觸點(diǎn)b、c接觸,選項(xiàng)A正確;小風(fēng)扇消耗的功率轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率和熱功率,顯然機(jī)械功率不為零,而60是風(fēng)扇消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時(shí)的電阻,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)變壓器的原線圈、副線圈的匝數(shù)與電壓的關(guān)系可得,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)公式 P=可知電源電壓不變,電阻越小,電功率越大,所以把電熱絲截去一小段后再接入電路,電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)的功率將變大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5.C解析:鉗形電流表的工作原理是電磁感應(yīng),所以它只能測(cè)定交變電流,根據(jù)變壓器的原理,I1n1=I0n0,其中n1指鉗形電流表內(nèi)部線圈的匝數(shù),n0指待測(cè)電流導(dǎo)線的匝數(shù),I0指外接電流。當(dāng)在圖(b)中用同一電纜線繞

10、了n0=3匝,則n0=3n0,則滿足I2n1=I0n0,解得I2=3I1=3.6A。6.C解析:根據(jù)題意,電動(dòng)機(jī)消耗的電功率P總=UI=12W,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的功率P內(nèi)=I2R=2W,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P機(jī)=P總-P內(nèi)=10W,選項(xiàng)C正確;電動(dòng)機(jī)的工作效率為=83%,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7.D解析:在S與a接通的瞬間,由于電流由零突然變大,所以線圈中的磁通量會(huì)發(fā)生變化,副線圈中的R會(huì)有感應(yīng)電流,故A錯(cuò)誤;在S與a接通穩(wěn)定后,電路中的電流穩(wěn)定,磁通量不會(huì)發(fā)生變化,所以副線圈中不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,電阻R兩端的電壓為0,所以B錯(cuò)誤;在S與a接通穩(wěn)定后,電路中的電流穩(wěn)定,磁通量不會(huì)發(fā)生變

11、化,所以副線圈中不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,滑動(dòng)滑片對(duì)原線圈無(wú)影響,故電流表示數(shù)不變,所以C錯(cuò)誤;在S與b接通穩(wěn)定后,由于b是交流電源,根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知,副線圈的電壓U2=U1=4V=2V,所以D正確。8.C解析:金屬桿從圓環(huán)最高點(diǎn)向最低點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中,垂直磁場(chǎng)方向的分速度先減小再增大,可知流過(guò)外電阻的電流先減小再增大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;金屬桿在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生正弦交流電,最大值為Um=BLR,則金屬桿兩端電壓最大值為BLR,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;流過(guò)外電阻的電流的有效值為I=,可知選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤。9.答案:(1)2NBl2(2)(3)解析:(1)bc、ad邊的運(yùn)動(dòng)速度v=,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Em=4NBlv解得Em=2NBl2(2)電流Im=安培力F=2NBIml解得F=(3)一個(gè)周期內(nèi),通電時(shí)間t=TR上消耗的電能W=Rt且W=I2RT解得I=10.答案:見(jiàn)解析解析:(1)設(shè)線路電阻為R,線路的損失功率為P損