專題10 交變電流和變壓器

131331R中學(xué)教育131331R專題10恒定電流、交電流和變壓2021屆建省廈門外國語高三質(zhì)檢）如圖所示的電路中，電源的電動勢為E、內(nèi)阻為r，C為容器，和R為值電阻為敏電阻阻值隨光照增強(qiáng)而減小A為想電流表為靈敏電流計(jì)，已知>。當(dāng)開關(guān)閉合且電路穩(wěn)定后，在逐漸增大對R的照強(qiáng)度過程中（）AA表示數(shù)變小B電源的輸出功率變大C．源內(nèi)部消耗的熱功率變小D．G表有從電流【答案】B【解析】A增大對R的光照強(qiáng)度，其電阻減小，電路總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中的干路電流增大，則A表示數(shù)變大。故A錯(cuò)；B由于>r結(jié)合電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系可知，當(dāng)外電阻減小時(shí)，電源的輸出功率增大，故B正確；C．據(jù)公式

r，合A選，可知電流增大，電源內(nèi)部消耗的熱功率增大。故誤；D．閉電路歐姆定UE(1

可知，并聯(lián)部分電壓減小，即電容器兩端電壓減小，所以電容器處于放電過程，電流從向a。故錯(cuò)誤。故選B。2021屆慶市第一中學(xué)高三模擬）如圖所示，R為定值電阻，R為阻箱，E

為電源電動勢，r為電源內(nèi)電阻（

下說法中正確的是（）A當(dāng)

R21

時(shí)，獲最大功率中學(xué)教育

12112212112221211221211222B當(dāng)

R21

時(shí)，

R

獲得最大功率C．D．

R21R21

時(shí)，電源的輸出功率最大時(shí)，電源效率最高【答案】B【解析】A根據(jù)=I2

知電路中電流最大時(shí)R獲的功率最大因此，當(dāng)R時(shí)電路中電流最大上得最大功率，故A錯(cuò)誤；B將R看到電源內(nèi)阻R獲的功率等于等效電源的輸出功率，當(dāng)=R+r時(shí)等效電源的輸出功率最大，即R獲的率最大，故B正；C．R＜r，當(dāng)外電阻等于電源的內(nèi)時(shí)，即+R=r時(shí)電源的輸出功率最大，故誤；D．源率為

UI100%EI越，路端電壓U越，源的效率越高，可知，當(dāng)=R+r時(shí)電源效率不是最高，故D誤。故選B。2021屆慶市第一中學(xué)高三模擬）二氧化錫傳感器的電阻隨著一氧化碳的濃度增大而減小，將其接入如圖所示的電路中，可以測量汽車尾氣一氧化碳的濃度是否超標(biāo)。當(dāng)一氧化碳濃度增大時(shí)，下說法正確的是（）AA表數(shù)增大B．V示數(shù)減小C．路的路端電壓變大D．源部消耗功率變大【答案】AD【解析】當(dāng)一氧化碳濃度增大時(shí)，二氧化錫傳感器的電阻減小，外電路總電阻減小，由閉合電歐姆定律知，電路中電流變大，則電流表示數(shù)變大。由歐姆定律知R的壓變大，則電壓表示數(shù)變大，故A正，中學(xué)教育

13312332112312133123321123122B錯(cuò)；電路中電流變大，電源的內(nèi)電壓變大，路端電壓變小，故C錯(cuò)；電路中電流變大，內(nèi)阻不變，由P=I2

r分電源內(nèi)部消耗的功率變大，故D正。故選AD。2021屆南省海南中學(xué)高三模擬）在如圖所示的電路中，各電表均為理想電表，電源電動勢為，內(nèi)阻為r、R為值電阻，為動變阻器。平行板電容器中帶電微粒P于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)滑動變阻器的片向端移動時(shí)，則（）A電流表讀數(shù)減小V的數(shù)減小C．V示變大

B．粒P將下運(yùn)動D．容所帶的電荷量增加【答案】ACD【解析】A當(dāng)滑動變阻器R的滑片向端動時(shí)，電阻R變，外電路總電阻變大，總電流變小，電流表示數(shù)減小，電阻的阻值不變，故其兩端電壓變小，即V的數(shù)減小，故A正；BD帶電粒子原來處于平衡狀態(tài)，重力和電場力衡；電流變小后和r的值都不變，故其兩端電壓變小，則R與R兩的總電壓變大，即電容器所并聯(lián)電路兩端的電壓變大，電場力變，帶電粒P將向上運(yùn)動；電容C變，根據(jù)

可知電容器所帶的電荷量增加；故B錯(cuò)，正；C．滑動變阻器R的片向端移動時(shí)，電流變小、R和r的值都不變，其兩端電壓變小，故R

3兩端電壓變大，即電壓表V示變大，C確；故選ACD。2021屆南省衡陽市田家炳實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三模擬）如圖所示，圖中的四個(gè)電表均為理想電表，當(dāng)滑動變阻器滑片向端移動時(shí)，下面說法中正確的是（）中學(xué)教育

11112222111112122222211221211中學(xué)教11112222111112122222211221211A電壓表V的讀數(shù)減小，電流表A的數(shù)增大B電壓表V的讀數(shù)增大，電流表A的數(shù)減小C．壓表V的讀數(shù)減小電流表A的數(shù)增大D．壓V的讀數(shù)增大，電流表A的數(shù)減小【答案】AD【解析】當(dāng)滑動變阻器滑動觸點(diǎn)向端移動時(shí)，變阻器接電路的電阻減小，由閉合電路歐姆定律得知，干路電流I

增大，路端電壓U小，則電流表A讀增大；電壓表V讀U=E-I（R+rI

增大，其他量不變，則U減；通過電流表A的流，U減，則I

減??；流過的電流I-I

，I

增大，I

減小，則I增大，則伏特表V的數(shù)增大．綜上，電壓表V的數(shù)小，電流表A的數(shù)增大，伏特表V的數(shù)增大，電流表A的數(shù)減?。收_錯(cuò)．故選．2021屆南省株洲市高三模擬）利用圖甲所示電路可研究電容器的充、放電。圖乙為某次實(shí)驗(yàn)中通過計(jì)算機(jī)在同一圖中描畫出的電壓和電流的變化情況Ⅰ和Ⅱ的面積分別為S推斷）A圖乙反映了電容器充電時(shí)的情況B表極電壓為時(shí)帶電荷量C．=D．值阻R的值【答案】中學(xué)教育

1中學(xué)教育1【解析】A由圖乙可知電容器兩端的電壓在不斷地減小，即電容器處于放電的狀態(tài)，故A錯(cuò)；B在it

圖像中，面積表示在一段時(shí)間內(nèi)通過某一橫截面的電量，即S表示的是在一段時(shí)間內(nèi)通某一橫截面的電量，或表示電容器電壓變化而引起的電量變化量，不表示極板電壓5V時(shí)帶的電荷量，故B錯(cuò)誤；C．it圖像中，S1表的是在一段間內(nèi)通過某一橫截面的電量，或者說是電容器電壓變化而引起電量的變化量，故有5V)同理0V)有S，正；D．開放電時(shí)，電容器兩端電壓為10V，此時(shí)路中的電流為，根據(jù)歐姆定律可求出定值電阻R的阻值UR200I故D正。故選。屆江蘇省南京市秦淮中學(xué)高三擬）如圖所示，電源電動勢為E內(nèi)阻為r，不計(jì)電壓表電流表內(nèi)阻對電路的影響，當(dāng)開關(guān)閉合后，兩小燈泡均能發(fā)光。在將滑動變阻器的滑片逐漸向右滑動過程中，下列說法正確的是（）A小燈泡L、L均變暗12B小燈泡L變，小燈泡L變1C．流表A的數(shù)變小，電表V的數(shù)變大中學(xué)教育

221中學(xué)教育221D．流A的讀數(shù)變大，電壓表V的數(shù)變小【答案】C【解析】滑動變阻器的觸片向右滑動，電阻變大，總電阻變大，總電流變小，所以電流表A的數(shù)變小，小燈泡L變?？傠娏髯冃?，電壓變小，路端電壓變大，即電壓表V的數(shù)變大。又小燈泡L分壓變小，所以并聯(lián)部分分壓變大，小燈泡L變亮。故選C2021屆蘇省蘇州八校聯(lián)盟高三聯(lián)考）如圖所示，電路中的是兩個(gè)完全相同的燈泡，是個(gè)自感系數(shù)很大、電阻可忽略的自感線圈，C是電容很大的電容器，當(dāng)開關(guān)S斷與閉合時(shí)，燈發(fā)光情況是（）ABC．D．S

剛閉合后，燈亮一下又逐漸變暗，B燈逐漸變亮剛閉合后，燈一又逐漸變暗，燈逐漸變亮閉合足夠長時(shí)間后，A燈泡和B燈泡一樣亮閉合足夠長時(shí)間后再斷開，燈漸熄滅，A燈逐漸熄滅【答案】A【解析】．剛合后，燈泡A與感并聯(lián)，由電感阻礙電流的增大，所以A燈一，但電感的直流電阻為零，故燈后逐漸熄滅B燈電容器并聯(lián)由于電容器充電，所以B燈漸變亮。故A確B錯(cuò)；C．閉足夠長時(shí)間后C中電，相當(dāng)于斷路L當(dāng)于短路，所以很，而不亮，故錯(cuò)；D閉足夠長時(shí)間再斷開，燈與電容器構(gòu)成回路，電容器放電，所燈是逐漸熄滅燈線圈構(gòu)成回路，所以燈閃亮一下然后在逐漸熄滅故D錯(cuò)。故選A。屆寧省遼陽市高三模擬）一個(gè)小型電熱器，當(dāng)將它接在輸出電壓為20V的流電源上時(shí)，其消耗的電功率為P；將它接某個(gè)正弦流電源上時(shí)，其消耗的電功率為。電熱器的電阻不變，則該交流電源輸出電壓的最大值為（）AV

B2

V．40VD．402

V【答案】C中學(xué)教育

效中學(xué)教育效【解析】設(shè)電熱器的電阻為R交流電源的電壓有效值為，電熱器接輸出電壓V的直流電源時(shí)有P

UR當(dāng)電熱器接交流電源時(shí)有2P解得

U效RU

效

20V故該交流電源輸出電壓的最大值U2m故選。

效

40V2021屆寧省沈陽實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三模擬）一理想變壓器原、線圈匝數(shù)比為

n::112

，原線圈中接有定值電阻R副線圈中并聯(lián)有兩個(gè)阻值也為的值電阻，如圖所，原線圈接有電壓U的流電源，則副線圈的輸出電壓為（）A

B

C．

2

D．

U【答案】B【解析】設(shè)原線圈中電流為I則據(jù)電流比等于線圈匝數(shù)的反比可知，副線圈中電流為2；則可知原線圈兩的電壓R副線圈的輸出電壓IR2根據(jù)變壓器電壓之比與線圈匝數(shù)關(guān)系可知中學(xué)教育

212中學(xué)教育212:U:1根據(jù)電路規(guī)律可知

1聯(lián)立以上各式解得1UU3故B確ACD錯(cuò)；故選B．112021屆寧省營口市三模擬）一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電、R和的阻值分別為Ω、Ω

3

A為想交流電流表

為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2：1當(dāng)開關(guān)

斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為I

；當(dāng)

閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為（）A2I

B3I

C．I

D．

I【答案】B【解析】當(dāng)開關(guān)斷時(shí)，副線圈的電流為I1I2I2副線圈的電壓為R)II232原線圈的電壓為UUI2根據(jù)歐姆定律有II1中學(xué)教育

2122中學(xué)教育2122當(dāng)

閉合時(shí)，

R

3

被短路，設(shè)原線圈的電流為

I

1

，則副線圈的電流為I

1I2

1

1副線圈的電壓為2

I2

1原線圈的電壓為UU22根據(jù)歐姆定律有I

I11聯(lián)立解得I

1故ACD錯(cuò)，B確。故選B。2021屆蘇省連云港高三模擬理想變壓器原線圈的匝數(shù)之比為1當(dāng)輸入電壓增加時(shí)，輸出電壓A降低2V【答案】D

B增加2VC降低D．加200V【解析】由理想變壓器原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比即

UnUn2

，得：

U1

1

，即副線圈兩端電壓與原線圈兩端電壓成正比，所以有21

1

，當(dāng)輸入電壓增加20V，輸出電壓增大200V，故D正確．屆蘇省蘇州八校聯(lián)盟高三聯(lián)考）手搖式發(fā)電機(jī)是我們教學(xué)中常用的演工具，如圖甲所示，可以簡化為圖乙。一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈面積為S，匝數(shù)為，線圈總電阻為r在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的強(qiáng)磁場中以形線圈中軸線為軸以角速度勻轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交流電通過M、與電路連接，如圖所示，外電路電燈電阻為R，壓表為理想交流電表。在線圈由平行于磁場方向位置轉(zhuǎn)過的過程中，下面說法正確的是（）中學(xué)教育

中學(xué)教育A電壓表V的數(shù)為

nBS

RRB通過燈泡的電荷量為

nBSC．燈中產(chǎn)生的焦耳熱為

2S2R

2

RD．線由平行于磁場方向位置轉(zhuǎn)過90°，流過線圈的電流為【答案】C【解析】A電動勢

RE

當(dāng)線圈平行于磁場方向時(shí)電動勢最大，其峰值E

nBS所以，有效電流I

E2()

nBS2()電壓表示數(shù)U

n2(R)故A錯(cuò)；B通過燈泡的電荷量為中學(xué)教育

中學(xué)教育

2tR)2故B錯(cuò)誤；C．動勢的有效值E

2電流的有效值I

nBS2()電燈中產(chǎn)生的焦耳熱Q

2

Rt

2S4(R

2

R故C正；D．過圈的電流為I

E2()

nBS2()故D錯(cuò)。故選。2021屆北省衡水市第一中學(xué)高三模擬）如圖甲所示，匝數(shù)

20

的矩形金屬線框在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，金屬線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。交變電流通過原、副線圈匝數(shù)比為（）

n::11

的理想變壓器給燈泡供電，理想交流電壓表V并聯(lián)在燈泡兩端。則中學(xué)教育

中學(xué)教育A通過燈泡的電流方向每秒鐘改變100次B通過金屬線框的最大磁通量為

2100

WbC．

t

時(shí)，僉屬線框所在平面與中性面垂直D．

t0.015s

時(shí)，電壓表的示數(shù)為零【答案】ABC【解析】A由交變電流的圖像知，周期T0.02s

，故其頻率f

T

變壓器不會改變交變電流的頻率過燈泡的交變電流的頻率也是0Hz周期內(nèi)電流方向改變兩次，故通過燈泡的電流方向每秒鐘改變100，故A正；B感應(yīng)電動勢的最大值ENBSm

，其中

2V

，

N

20

，角速度

T

100/s最大磁通量為m

E2mWbN100π故B確；C．

t0.01s

時(shí)，感應(yīng)電動勢瞬時(shí)值最大，故線圈所在平面與中性面垂直，故正；D．

t0.015s

時(shí)，感應(yīng)電動勢瞬時(shí)值為零，但電壓表的示數(shù)為有效值，并不為零，故D錯(cuò)誤。中學(xué)教育

中學(xué)教育故選ABC2021屆建省廈門外國語高三質(zhì)檢）如圖a）所示，在勻強(qiáng)磁場中，一電阻均的正方形單匝導(dǎo)線框abcd繞磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻轉(zhuǎn)動，線圈產(chǎn)生的交變電動勢隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖）所示，若線框總電阻為，則（）Acd邊兩端電壓有效值為B當(dāng)線框平面與中性面的夾角為45時(shí)線框產(chǎn)生的電動勢的大小為2VC．

t

到

t

時(shí)間內(nèi)，通過線框某一截面的電荷量為4.4

D．框動一周產(chǎn)生的焦耳熱為

.87J【答案】【解析】A根據(jù)電動勢隨時(shí)間的變化曲線可得，交流電的電動勢的瞬時(shí)值為e22

t222sin100πt則交流電的電動勢的有效值為22V邊端電壓的有效值為

E所以A正；B當(dāng)線框平面與中性面的夾角為45時(shí)即t

π則此時(shí)的電動勢為所以B正；C．圖象可得交流電的周期為中學(xué)教育

1L2L中學(xué)教育1L2LT0.02s從t到t

時(shí)間內(nèi)，即半個(gè)周期內(nèi)，通過線框某一截面的電荷量為

2由電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式可知EBSm

T

2VBS

50π

T

則

2C4.0C所以錯(cuò)誤；D．交電的電流有效值為EI4.4A根據(jù)焦耳定律可得，線框轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生的焦耳熱為I

2所以D錯(cuò)。故選。2021屆北省選擇性考試模擬演練）如圖，理想變壓器原圈匝數(shù)為100，接有一阻值為的電阻，電壓表V示為。線圈接有一個(gè)阻值恒為的燈泡，繞鐵芯的單匝線圈接有一理想電壓表V，數(shù)為0.10V。已知R：：1，則副線圈的匝數(shù)為（）A【答案】C中學(xué)教育

B．D4400

21Ln中學(xué)教育21Ln【解析假理想變壓器原線圈的輸入電壓U根理想變壓器線圈兩端電壓之比為線圈匝數(shù)之比可知，原線圈兩端電壓和

V

滿足110Vn1100113

3解得原線圈輸入電壓為U理想變壓器原副線圈電流之比等于線圈匝數(shù)的反比，原線圈電流I和通過燈泡的電流I滿In1In2定值電阻

滿足歐姆定律

I

110V

，則通過燈泡的電流為IIn結(jié)合

2L

2可知副線圈電壓為I22L

11002

4V原線圈與副線圈的電壓之比等于線圈匝數(shù)之比110Vnn代入U(xiǎn)得2

n1100變形得n2

1100解得副線圈得匝數(shù)為n22002中學(xué)教育

12123223112222232121232231122222322故選。2021屆北省選擇性考試模擬演練）如圖a所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為：n：，定值電阻的阻值為10

Ω，滑動變器的大阻值為

Ω，值電阻R的阻值為

Ω，中表均為理想電表。原線圈輸入如圖b所示的交變電流，其有效值不隨負(fù)載變化當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值由50

Ω減到0的程中（）A電流表的示數(shù)為5AC．壓表的示數(shù)減小

B．過的流減小D．和R的電功率先增大后減小【答案】C【解析】A由圖（）所示的交變電流，可得其有效值為I(m

)+()2A=52A7.1A即電流表的示數(shù)為

，故A出誤；BC可知原副線圈兩端的總電流不變，當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值由0

Ω減小到，此時(shí)副線圈的總電阻減小，則副線圈兩端的電壓減小，即電壓表的示數(shù)減??；根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知R兩的電壓減小，則通過R的流小，根據(jù)并聯(lián)分流可知，通過R和的流增大；故錯(cuò)，C正；D．通R和的流為III1+R+R123則R和的總電率為

，則根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可得P232

2

R21R+13

可得R和R的總電功率隨R減而增大，故D錯(cuò)。故選。屆南省三湘名校聯(lián)盟高三聯(lián)考）如圖所示，長度相同的平行金屬導(dǎo)軌定在絕緣水平面上，導(dǎo)中學(xué)教育

中學(xué)教育軌間距為L導(dǎo)右端接有阻值為的值電阻空間存在垂直導(dǎo)軌平面向的勻強(qiáng)磁場場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B兩質(zhì)量均為m的屬棒MPQ垂放在導(dǎo)軌上金棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)均為，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力力速度為軌阻不計(jì)金棒M施一個(gè)水平向的恒力，當(dāng)金屬棒N剛離導(dǎo)軌時(shí)速度恰好為零時(shí)PQ剛要滑動金屬棒接入電路中的電阻均為R，此過程通過金屬棒PQ電量為q屬N從始運(yùn)動到離開導(dǎo)軌的過程中說法正確的）A拉力大小為

F2mgB金屬棒N要離開導(dǎo)軌時(shí)速度大小為

3mgRC．屬棒M在軌上運(yùn)動的距離

2qRBLD．路產(chǎn)生的焦耳熱為

69m3g2BL24L4【答案】BD【解析】A兩金屬棒的電阻均為R，MN相當(dāng)于電源，在電路中與定值電阻R聯(lián)，因此PQ中流只是N中電流的一半，設(shè)剛要滑動時(shí)，中流為I，則有

mg對于N有F故A錯(cuò)；B設(shè)金屬棒剛要離開導(dǎo)軌時(shí)速度為v，則BLv，路中總電流I解得

3mgR2故B確；中學(xué)教育

中學(xué)教育C．過金屬棒的量為BLxBLxR3R解得x

故C錯(cuò)；D．回產(chǎn)生的焦耳熱為，根據(jù)功能關(guān)系得Fx

解得69gQBL4L4故D正。故選BD。湖南省長沙市長郡中學(xué)高三模擬圖示想變壓器原線圈接電壓為220V的弦交流電，開關(guān)接1時(shí)原、副線圈的匝比為∶，滑動變阻器接入電路的阻值10壓表和電流表均為理想交流電表．下列說法中正確的()A變壓器輸入功率與輸出功率之比為11∶1B1min內(nèi)動變阻器上產(chǎn)生的熱量為40JC．將S從到，電流表示數(shù)減小D．將動變阻器的滑片向下滑動，兩電表示數(shù)均減小【答案】C【解析】A根據(jù)理想變壓器的特點(diǎn)可知，變壓器的輸入功率與輸出功率之比為：1，故A錯(cuò)；B原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比，所以副線圈兩端電壓為中學(xué)教育

211211212121212中學(xué)