专题九 恒定电流和交变电流.docx
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专题九恒定电流和交变电流
专题九 恒定电流和交变电流
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考点
题号(难易度)
1.直流电路
1(易),2(易),9(中),10(中)
2.交变电流的产生和描述
3(易),8(中),13(中),14(难)
3.理想变压器和远距离输电问题
4(易),5(易),6(中),7(中),
11(中),12(中),13(中)
1.(2016·黑龙江实验中学期末)在如图所示电路中,电源电动势为12V,电源内阻为1Ω,电路中电阻R0为1.5Ω,小型直流电动机M的内阻为0.5Ω.闭合开关S后,电动机转动,电流表的示数为2A.则以下判断中正确的是( B )
A.电动机的输出功率为14W
B.电动机两端的电压为7V
C.电动机的发热功率为4W
D.电源输出的电功率为24W
解析:
电路中电流表的示数为2A,所以电动机两端的电压为U=E-U内-
UR0=E-Ir-IR0=(12-2×1-2×1.5)V=7V,所以B正确;电动机的总功率为P总=UI=7×2W=14W,电动机的发热功率为P热=I2R=22×0.5W=2W,所以电动机的输出功率为14W-2W=12W,所以A,C错误;电源的输出功率为P输出=EI-I2R=12×2W-22×1W=20W,所以D错误.
2.(2016·重庆巴蜀中学月考)在某控制电路中,需要连成如图所示的电路,主要由电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1,R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成,L1,L2是红绿两个指示灯,当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时,下列说法中正确的是( B )
A.L1,L2两个指示灯都变亮B.L1,L2两个指示灯都变暗
C.L1变亮,L2变暗D.L1变暗,L2变亮
解析:
当电位器的触头向a端滑动时,电路的总电阻减小,干路电流增大,所以内电压增大,路端电压减小,则灯L1变暗;通过电阻R1的电流变大,所以电位器两端的电压减小,即通过灯L2的电流减小,所以L2变暗,故A,C,D错误,B正确.
3.如图所示的电路中,电源电压u=311sin100πt(V),A,B间接有“220V 440W”的电暖宝、“220V 220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝.下列说法正确的是( C )
A.交流电压表的示数为311V
B.电路要正常工作,保险丝的熔断电流不能小于3A
C.电暖宝的发热功率大于抽油烟机的2倍
D.1min抽油烟机消耗的电能为220J
解析:
交流电压表测量的是电压的有效值,因此电压表的示数为V
=220V,A错误;电路中各电器的总额定功率为660W,因此电路中的最大电流Im==3A,B错误;抽油烟机的功率为220W,消耗的电功率转化为热功率和机械功率,由此可知电暖宝的发热功率大于抽油烟机发热功率的2倍,C正确;由W=Pt可知1min抽油烟机消耗的电能为220×60J=13200J,D错误.
4.(2016·福建厦门质检)如图,T1,T2是监测交流高压输电参数的互感器,其中,是交流电压表或交流电流表.若高压输电线间的电压为220kV,T1的原、副线圈匝数比为1∶100,交流电压表的示数为100V,交流电流表的示数为1A,则下列说法正确的是( A )
A.是交流电压表
B.T2的原、副线圈匝数比为100∶1
C.高压线路输送的电流为1A
D.高压线路输送的电功率为220kW
解析:
T1串联在电路中是电流互感器,为交流电流表,T2并联在电路中,为交流电压表,故选项A正确;T2的原、副线圈匝数比n1∶n2=U1∶U2=220000∶100=2200∶1,故选项B错误;由T1原、副线圈电流比与匝数比的关系N1I1=N2I2,I2=1A,得I1=100A,故选项C错误;由T1知高压线路输送的电功率P=U1I1=220×103×100W=22000kW,故选项D错误.
5.如图所示,在A,B间接入正弦交流电U1=220V,通过理想变压器和二极管D1,D2给阻值R=20Ω的纯电阻负载供电,已知D1,D2为相同的理想二极管,正向电阻为0,反向电阻无穷大,变压器原线圈n1=110匝,副线圈n2=20匝,Q为副线圈正中央抽头,为保证安全,二极管的反向耐压值至少为U0,该电阻R上消耗的热功率为P,则有( A )
A.U0=40V,P=20WB.U0=40V,P=80W
C.U0=40V,P=80WD.U0=40V,P=20W
解析:
变压器副线圈两端的电压U2=U1=×220V=40V,故二极管的反向耐压值至少为40V;电阻R两端电压有效值为20V,则R消耗的热功率为P==W=20W,故A正确.
6.(2016·安徽百校联考)在如图(甲)所示的理想变压器的原线圈输入端a,b加如图(乙)所示的电压.理想变压器的原、副线圈匝数之比为5∶1,电路中电阻R1=5Ω,R2=R3=6Ω,开始时开关S断开,则下列说法正确的是( D )
A.电压表的示数大于44V
B.闭合开关S后,流过R2的电流变大
C.闭合开关S后,电流表的示数变小
D.闭合开关S后a,b端的输入功率为121W
解析:
由于变压器只能输送交变电流,因此只有(乙)图中的正向电压能输送,由有效值的定义×=T,得U1=110V,U2=U1=×
110V=22V<44V,故选项A错误;闭合开关S后,R3和R2的并联电阻变小,分得的电压变小,R2两端的电压变小,流过R2的电流变小,故选项B错误;闭合开关S后,副线圈的电压不变,电阻变小,电流变大,则原线圈的电流变大,电流表的示数变大,故选项C错误;闭合开关S后,a,b端的输入功率P==121W,故选项D正确.
7.(2016·天津卷,5)如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表.下列说法正确的是( B )
A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1消耗的功率变大
B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大
C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数变大
D.若闭合开关S,则电流表A1示数变大,A2示数变大
解析:
当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻R变大,则副线圈所在电路的总电阻R总变大,因原、副线圈两端的电压U1,U2不变,则通过R1的电流I2=变小,R1消耗的功率PR1=R1变小,选项A错误;R1两端的电压UR1=I2R1变小,则电压表V的示数UV=U2-UR1变大,选项B正确;因通过原、副线圈的电流关系=,I2变小,则I1变小,即电流表A1的示数变小,选项C错误;若闭合开关S,则副线圈所在电路的总电阻R总′变小,通过副线圈的电流I2′=变大,则通过原线圈的电流I1′变大,电流表A1的示数变大,R1两端的电压UR1′=I2′R1变大,则R2两端的电压UR2′=U2-UR1′变小,电流表A2的示数变小,选项D错误.
8.(2016·湖南四县联考)图(甲)所示的变压器原、副线圈匝数比为3∶1,图(乙)是该变压器c,d输入端交变电压u的图像,L1,L2,L3,L4为四只规格均为“9V,6W”的相同灯泡,各电表均为理想交流电表.以下说法正确的是( C )
A.a,b输入端电压的瞬时值表达式为uab=27sin100πt(V)
B.a,b输入端输入功率Pab=18W
C.电流表的示数为2A,且四只灯泡均能正常发光
D.断开开关S,电压表V读数将变小
解析:
由输入端交变电压u的图像,可知其最大值为27V,有效值是27V,副线圈两端电压为U′=×U1=×27V=9V,所以副线圈三只灯泡均能正常发光.灯泡的额定电流I0==A=A,电流表的读数为I2=3×
A=2A,原线圈电流为I1=×I2=×2A=A,所以原线圈的灯泡也能正常发光,a,b输入端电压为Uab=U+U1=(9+27)V=36V,输入端电压的瞬时值表达式为uab=36sin100πt(V),选项A错误,C正确;四个灯泡都正常发光,所以a,b输入端输入功率Pab=4×6W=24W,故选项B错误;若将S断开,则副线圈上的输出电流将减小,所以原线圈的输入电流也减小,则流过灯泡L1的电流减小,L1两端的电压减小,所以原线圈上的电压将增大,即电压表V读数将变大,故选项D错误.
9.(2016·黑龙江实验中学期末)(多选)如图所示,电动势为E,内阻为r的电源与滑动变阻器R1、定值电阻R2、定值电阻R3、平行板电容器C及理想电流表A组成闭合电路,图中电压表V为理想电压表,当滑动变阻器R1的触头向左移动一小段时,则下列说法正确的是( ACD )
A.电流表读数增大
B.电容器带电荷量增加
C.R2消耗的功率减小
D.电压表与电流表示数变化量之比不变
解析:
变阻器R1的触头向左移动一小段时,R1阻值减小,回路的总电阻减小,所以电路的总电流增大,则电流表读数增大,路端电压U减小,所以电压表的示数减小,则电容器带电荷量减少,故A正确,B错误;由于电路总电流增大,则R3电压增大,因此R2电压减小,所以R2消耗的功率减小,故C正确;由于闭合电路中UI图线的斜率表示电源内阻,因此电压表与电流表变化量的示数之比即为电源的内阻,因此该比值不变,故D正确.
10.(2016·福建南平质检)(多选)在图示电路中,灯L1,L2的电阻分别为R1,R2,变阻器的最大电阻为R0,且R0>R2,电容器C和R串联.若有电流通过,灯就能发光,假设灯的电阻不变,当变阻器的滑片P由a端向b端移动过程中,以下说法中正确的是( AC )
A.L1先变暗后变亮,L2一直变亮
B.L1先变亮后变暗,L2先变暗后变亮
C.电容器极板所带的电荷量先增大后减小
D.电源的效率先减小后增大
解析:
由于R0>R2,灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻先大于后小于右部分的电阻,当变阻器的滑片P由a端向b端移动时,总电阻先增大后减小,所以总电流先减小后增大,所以通过灯L1的电流先减小后增大,故L1先变暗后变亮,而L1和电源两端电压先增大后减小,通过L2的电流一直变大,L2不断变亮,电容器上的电压先增大后减小,则电容器极板所带的电荷量先增大后减小,故选项A,C正确,B错误;电源的效率η=×100%=×100%=×100%,由于路端电压先增大后减小,则电源的效率先增大后减小,故D错误.
11.(2016·湖南益阳调研)(多选)变压器有很多种类,其中有一种称为可调变压器,它可以通过调节原副线圈的匝数来改变电压比.如图所示就是一种可以调节副线圈匝数的理想变压器,原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P处于图示位置时,灯泡L能发光.则下面说法正确的是( BC )
A.向下滑动P,则灯泡变亮
B.向上滑动P,则灯泡变亮
C.增大交流电源的频率,则原线圈的输入功率增大
D.减小电容器C的电容,则灯泡变亮
解析:
向下滑动P,副线圈匝数减少,电压减小,则灯泡变暗,故选项A错误;向上滑动P,副线圈匝数增加,电压增大,则灯泡变亮,故选项B正确;增大交流电源的频率,则减小了电容器的容抗,通过电容器的电流变大,原线圈电流变大,则原线圈的输入功率增大,故选项C正确;减小电容器C的电容,则增大了容抗,流过灯泡的电流变小,灯泡变暗,故选项D错误.
12.(2016·黑龙江哈尔滨测试)(多选)某小型发电站通过升压变压器向60km远处的用户供电,在用户端用降压变压器将电压变为220V供用户使用(设两个变压器均为理想变压器),输电示意图如图所示.已知输电线的电阻率为ρ=1.25×10-8Ω·m,横截面积为1.5×10-4m2,发电机输出功率为20kW,输出电压为250V,若线路损耗的功率为输出功率的5%.则下列
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- 专题九 恒定电流和交变电流 专题 恒定 电流