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1、
2013年高考二輪復(fù)習(xí)課下限時訓(xùn)練九
恒定電流和交變電流
1.2012夏季,我國北方部分地區(qū)平均最高氣溫達39℃.為了解暑,人們用風(fēng)扇降溫.如圖9—1所示為降溫所用的一個小型電風(fēng)扇電路簡圖,其中理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為n,原線圈接電壓為U的交流電源,輸出端接有一只電阻為R的燈泡L和風(fēng)扇電動機D,電動機線圈電阻為r.接通電源后,電風(fēng)扇正常運轉(zhuǎn),測出通過風(fēng)扇電動機的電流為I,下列說法錯誤的是( )
圖1
A.風(fēng)扇電動機D兩端的電壓為Ir
B.理想變壓器的輸入功率為+
C.風(fēng)度電動機D輸出的機械功率為-I2r
D.若電風(fēng)扇由于機械故障被卡住,則通過原線圈的電流為
2、2.某一熱敏電阻其阻值隨溫度的升高而減小,在一次實驗中,將該熱敏電阻與一小燈泡串聯(lián),通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖2所示,M為兩個元件的伏安特性曲線的交點.則關(guān)于熱敏電阻和小燈泡的下列說法中不正確的是( )
圖2
A.圖中圖線a是小燈泡的伏安特性曲線,圖線b是熱敏電阻的伏安特性曲線
B.圖中圖線b是小燈泡的伏安特性曲線,圖線a是熱敏電阻的伏安特性曲線
C.圖線中的M點,表示該狀態(tài)小燈泡的電阻與熱敏電阻的阻值相等
D.圖線中M點對應(yīng)的狀態(tài),小燈泡的功率與熱敏電阻的功率相等
3.A、B兩塊正對的金屬板豎直放置,在金屬板A的內(nèi)側(cè)表面系一絕緣細線,細線下端系一帶電小球.兩塊
3、金屬板接在如圖3所示的電路中,R1為光敏電阻,R2為滑動變阻器,R3為定值電阻,當(dāng)R2的滑動觸頭P在中間時閉合開關(guān)S,此時電流表和電壓表的示數(shù)分別為I和U,帶電小球靜止時絕緣細線與金屬板A的夾角為θ.已知電源電動勢E和內(nèi)阻r一定,光敏電阻隨光照的增強電阻變小,以下說法正確的是( )
圖3
A.保持光照強度不變,將滑動觸頭P向b端滑動,則R3消耗的功率變大
B.保持滑動觸頭P不動,讓R1周圍光線變暗,則小球重新平衡后θ變小
C.將滑動觸頭P向a端滑動,用更強的光照射R1,則電壓表示數(shù)變小
D.保持滑動觸頭P不動,用更強的光照射R1,則U的變化量的絕對值與I的變化量的絕對值的比值變
4、小
4.圖4甲、乙中,電源電動勢均為E=12 V,內(nèi)阻均為r=3 Ω,R0=1 Ω,直流電動機內(nèi)阻R′0=1 Ω.當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器使R1=2 Ω時,圖甲電路輸出功率最大.調(diào)節(jié)R2使圖乙電路輸出功率最大,且此時電動機剛好正常工作(額定功率為6 W),則此時R2的阻值和電動機的內(nèi)阻消耗的功率P為( )
甲 乙
圖4
A.R2=2 Ω,P=4 W B.R2=1.5 Ω,P=6 W
C.R2=2 Ω,P=6 W D.R2=1.5 Ω,P=4 W
5.某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)系中,如圖5
5、中的a、b、c所示.下列判斷錯誤的是( )
圖5
A.直線a表示電源的總功率
B.曲線c表示電源的輸出功率
C.電源的電動勢E=3 V,內(nèi)阻r=1 Ω
D.電源的最大輸出功率Pm=9 W
6.如圖6所示,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,R1、R2為定值電阻,L為小燈泡,R3為光敏電阻,當(dāng)照射光強度增大時( )
圖6
A.電壓表的示數(shù)增大
B.R2中電流增大
C.小燈泡的功率減小
D.電路的路端電壓升高
7.如圖7所示電路中,A1、A2、A3為相同的電流表,C為電容器,電阻R1、R2、R3的阻值相同,線圈L的電阻不計.在某段時間內(nèi)理想變壓器原線圈內(nèi)磁場的變化如圖乙
6、所示,則在t1~t2時間內(nèi)( )
圖7
A.電流表A1的示數(shù)比A2的小
B.電流表A2的示數(shù)比A3的小
C.電流表A1和A2的示數(shù)相同
D.電流表的示數(shù)都不為零
8.有一臺交流發(fā)電機E,通過理想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠處用戶供電,輸電線的總電阻為R,如圖8所示.T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1,它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2;T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3,它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4.設(shè)T1的輸入電壓U1一定,當(dāng)用戶消耗的電功率變大時,有( )
圖8
A.U2變小,U3變小 B.U2變小,U4變大
C.P1
7、變小,P2變小 D.P2變大,P3變大
9.在某交變電流電路中,有一個正在工作的理想變壓器,如圖9所示.它的原線圈匝數(shù)n1=600匝,副線圈匝數(shù)n2=120匝,交流電源的電動勢e=311sin100πt V(不考慮其內(nèi)阻),電壓表和電流表對電路的影響可忽略不計,原線圈串聯(lián)一個額定電流為0.2 A的保險絲,為保證保險絲不被燒斷,則( )
圖9
A.負(fù)載功率不能超過62 W
B.副線圈電流最大值不能超過1 A
C.副線圈電路中的電阻r不能小于44 Ω
D.副線圈電路中電壓表的讀數(shù)為62 V
10.如圖10所示,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1∶5,原線圈兩端的交變電壓為u=2
8、0sin100πt V.氖泡在兩端電壓達到100V時開始發(fā)光,下列說法中不正確的是( )
圖10
A.開關(guān)接通后,氖泡的發(fā)光頻率為100 Hz
B.開關(guān)接通后,電壓表的示數(shù)為100 V
C.開關(guān)斷開后,電壓表的示數(shù)變大
D.開關(guān)斷開后,變壓器的輸出功率變小
11.電子滅蟲器由兩種主要部件組成:誘蟲的黑光燈和殺蟲的電網(wǎng).黑光燈發(fā)出的紫外線能夠引誘害蟲飛近黑光燈,然后再利用黑光燈周圍的交流高壓電網(wǎng)將其“擊斃”.如圖11所示是電網(wǎng)的工作電路示意圖,理想變壓器將有效值為220 V的交變電壓變壓,輸送到電網(wǎng),電網(wǎng)相鄰兩平行板電極間距為0.5 cm,空氣在常溫下被擊穿的臨界電場強度為62
9、20 V/cm.為防止兩極間空氣擊穿而造成短路,理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)應(yīng)滿足一定條件,則下列說法正確的是( )
圖11
A.此變壓器為降壓變壓器,原、副線圈的匝數(shù)比>10
B.此變壓器為升壓變壓器,副、原線圈的匝數(shù)比<10
C.此變壓器為降壓變壓器,原、副線圈的匝數(shù)比<10
D.此變壓器為升壓變壓器,副、原線圈的匝數(shù)比>10
參考答案:
1.A [解析] 由變壓器的原理可知,風(fēng)扇電動機D兩端的電壓為,由于電風(fēng)扇中含有線圈,故不能利用歐姆定律求電壓,選項A錯誤;由變壓器功率特點可知,理想變壓器的輸入功率等于燈泡L和風(fēng)扇電動機D消耗的功率之和,燈泡L消耗的功率為=
10、,風(fēng)扇電動機消耗的功率為,選項B正確;風(fēng)扇電動機D輸出的機械功率為-I2r,選項C正確;因為副線圈兩端的電壓為,若電風(fēng)扇由于機械故障被卡住,則副線圈回路可視為純電阻電路,該回路的等效電阻為,所以副線圈中的電流為,通過原線圈的電流為,選項D正確.
2.A [解析] 小燈泡的燈絲是一個純電阻,其燈絲溫度會隨著通電電流而增大,阻值也隨著增大,所以圖中b是小燈泡的伏安特性曲線;同理可知,熱敏電阻的溫度隨著通電電流增大,其阻值會逐漸減小,圖線a是熱敏電阻的伏安特性曲線,選項A錯誤,選項B正確;兩個圖線的交點M,表示此狀態(tài)下兩個元件不僅電流相同,電壓也相同,所以此時兩者阻值相同,功率也相同,選項CD正確
11、.
3.C [解析] 根據(jù)電路圖可知,電阻R3、R2的aP部分和R1串聯(lián)后組成電源的外電路,電壓表測量路端電壓,電流表測量干路電流,而平行板電容器兩極板間的電壓等于R1兩端電壓,考慮到是直流電源,所以當(dāng)電路穩(wěn)定時,電容器可以看作是斷開的.保持光照強度不變,將滑動觸頭P向b端滑動,R2接入電路的電阻變大,外電路總內(nèi)阻變大,干路電流變小,R3消耗的功率變小,選項A錯誤;保持滑動觸頭P不動,當(dāng)R1周圍光線變暗時,R1的阻值增大,R1兩端電壓也增大,A、B兩板間電壓增大,因為兩板間距不變,所以板間場強增大,小球受到水平向右的電場力增大,重新平衡后θ變大,選項B錯誤;將滑動觸頭P向a端滑動,R2接入電
12、路的電阻變小,用更強的光照射R1,R1的電阻也變小,則干路電流變大,路端電壓變小,選項C正確;U的變化量的絕對值與I的變化量的絕對值的比值等于電源的內(nèi)阻r,是定值,選項D錯誤.
4.D [解析] 兩圖中電源相同,它們的最大輸出功率相同,根據(jù)圖甲可知,當(dāng)電流I=2 A時,電源的輸出功率最大,最大值為P出=IE-I2r=12 W,圖乙中電動機消耗的功率為6 W(包括輸出的機械功率和內(nèi)阻消耗的熱功率),R2消耗的功率為6 W,即I2R2=6 W,可得R2=1.5 Ω,電動機的內(nèi)阻消耗的功率P=I2R′0=4 W,選項D正確.
5.D [解析] 電源的總功率為PE=EI,電源的輸出功率為PR=EI
13、-I2r,電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr=I2r,所以直線a表示電源的總功率,選項A正確;曲線b表示電源內(nèi)部的發(fā)熱功率,曲線c表示電源的輸出功率,選項B正確;直線a的斜率表示電動勢E,解得E=3 V,由曲線b上某點坐標(biāo)可得電源內(nèi)阻為1 Ω,選項C正確;當(dāng)外電路電阻等于電源內(nèi)阻時,電源輸出功率最大,Pm==2.25 W,對應(yīng)曲線c的最高點,選項D錯誤.
6.A [解析] 照射光強度增大時,光敏電阻R3的電阻值減小,外電路電阻減小,由閉合電路歐姆定律得,電路中總電流I增大,所以定值電阻R1的兩端電壓U1增大,電路的路端電壓U=E-Ir減小,選項A正確,選項D錯誤;由以上分析知,并聯(lián)電路部分的電壓U2=U
14、-U1減小,所以通過定值電阻R2的電流減小,由于電路總電流增大,故通過小燈泡的電流增大,小燈泡功率隨之增大,選項BC錯誤.
7.C [解析] 理想變壓器原、副線圈的磁場變化情況相同,由圖乙知原線圈的磁場均勻變化,據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=n=n·S知副線圈中產(chǎn)生恒定電流,線圈對直流電無阻礙作用,直流電不能通過電容器,所以電流表A1、A2的示數(shù)相同,A3的示數(shù)為零,C選項符合題意.
8.D [解析] 由于U1和T1的線圈的匝數(shù)不變,根據(jù)=得U2不變,選項B錯誤;用戶功率P4增大時,用戶電流I4隨之增大,T2的原線圈功率P3=P4也增大,通過輸電線的電流IR增大,輸電線上的電壓降UR=IRR增大
15、,所以T2的初級電壓U3=U2-IRR減小,選項A錯誤;因用戶消耗的電功率P4變大時,線路消耗的電功率PR=IR變大,由能量守恒定律得P1=P2=P4+PR變大,選項C錯誤,選項D正確.
9.C [解析] 由=解得U2=44 V,選項D錯誤;由=解得I2≤1 A,所以負(fù)載功率P2=U2I2≤44 W,選項A錯誤;副線圈中的電流最大值為Im= A,選項B錯誤;由R=得R≥44 Ω,選項C正確.
10.C [解析] 在解題時要注意變壓器的三個決定關(guān)系,副線圈電壓由線圈決定,則不論負(fù)載如何變化,電壓表的讀數(shù)不變,始終為有效值100 V,B正確,C錯誤;每個交流電周期內(nèi)氖管發(fā)光兩次,每秒發(fā)光100次,則氖管發(fā)光頻率為100 Hz,A正確;開關(guān)斷開后,負(fù)載電阻增大、電流減小,則變壓器的輸出功率減小,D正確.
11.B [解析] 電網(wǎng)相鄰兩電極間的最高電壓為U2=Ed=6220×0.5 V=3 110 V,理想變壓器輸入電壓的最大值為U1m=220× V=311 V,根據(jù)變壓器變壓公式=,變壓器的副、原線圈的匝數(shù)比<10,為升壓變壓器,選項B正確.
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