1、1 专题限时集训(九) 直流电路与交流电路 (对应学生用书第133页) (建议用时：40分钟) 一、选择题(本题共8小题，每小题6分在每小题给出的四个选项中，第15题只有一 项符合题目要求，第68题有多项符合题目要求全部选对的得6分，选对但不全的得3 分，有选错的得0分) 1如图919所示电路中，R为某种半导体气敏元件，其阻值随周围环境一氧化碳气体浓 度的增大而减小，当一氧化碳气体浓度增大时，下列说法中正确的是( ) 图919 A电压表V示数增大 B电流表A示数减小 C电路的总功率减小 D变阻器R 1 的取值越大，电压表示数变化越明显 D 当一氧化碳气体浓度增大时，R减小，总电阻减小，则总电流
2、增大，内电压增大， 路端电压减小，可知，通过R 1 的电流减小，因此电压表V示数减小，通过变阻器的电 流减小，则电流表A示数增大，故A、B错误电路的总功率为 PEI，E不变，I增 大，则P增大，故C错误变阻器R 1 的取值越大，R 1 与R并联的阻值越接近R，R对电 路的影响越大，则知变阻器R 1 的取值越大，电压表示数变化越明显，故D正确 2(2017江西萍乡二模)如图920所示为汽车的点火装置，此装置的核心是一个变压器， 该变压器的原线圈通过开关连接到12 V的蓄电池上，副线圈连接到火花塞的两端，开关 由机械控制，当开关由闭合变为断开时，副线圈中产生10 000 V以上的电压，火花塞中 产
3、生火花下列说法中正确的是( ) 【导学号：17214158】 图920 A变压器的原线圈要用粗导线绕制，而副线圈可以用细导线绕制2 B若该点火装置的开关始终闭合，火花塞的两端会持续产生高压 C变压器原线圈输入的12 V电压必须是交流电，否则就不能在副线圈中产生高压 D该点火装置中变压器的副线圈匝数必须小于原线圈的匝数 A 汽车的点火装置是利用变压器原理工作的，当开关始终闭合时，通过原线圈的电 流恒定，原线圈中产生的磁场恒定，则在副线圈上不会产生电压，所以B错误；由题 可知原线圈处接12 V的直流电源，当断开开关瞬间原线圈中电流迅速变化，会产生变 化的磁场，则在副线圈中可能产生高压，所以C错误；
4、由 可知，要在副线圈中 U1 U2 n1 n2 产生高压，则原线圈匝数必须小于副线圈的匝数，所以D错误故选A 3如图921所示，一个匝数为N100匝的线圈以固定转速50转/秒在匀强磁场中转动， 其产生的交流电通过一匝数比为n 1 n 2 101的理想变压器给阻值R20 的电阻供 电，已知电压表的示数为20 V，从图示位置开始计时，则下列说法正确的是( ) 图921 At0时刻流过线圈的电流最大 B原线圈中电流的有效值为10 A C穿过线圈平面的最大磁通量为 Wb 2 50 D理想变压器的输入功率为10 W C t0时刻为中性面位置，故感应电动势为零，故感应电流为零，流过线圈的电流 为零，故A错
5、误；副线圈中的电流I 2 A1 A，根据电流与匝数成反比， U2 R 20 20 I1 I2 ，原线圈中电流的有效值I 1 I 2 1 A01 A，故B错误；根据电压与匝数 n2 n1 n2 n1 1 10 成正比，原线圈两端的电压U 1 200 V，角速度2n100 rad/s，线圈产生最 大感应电动势为200 V，E m NBS，最大磁通量BS Wb 2 Em N 200 2 100 100Wb，故C正确；理想变压器输出功率P 2 U 2 I 2 201 W20 W，输入功率等于输 2 50 出功率，所以变压器的输入功率为20 W，故D错误 4(2017黑龙江哈尔滨一模)在如图922所示电
6、路中，闭合开关S，理想电流表和理想 电压表的示数分别用I和U表示，当滑动变阻器的滑动触头P向左滑动时，两表的示数 都发生变化电源的电动势和内电阻始终不变，则下列说法正确的是( ) 3 【导学号：17214159】 图922 AI变大，U变小 B 变小 U I CR 1 的功率一定变大 D电源的总功率一定减小 D 根据电路图可知，R 1 、R 2 、电流表 串联后接在电源两端，电压表 并联在R 2 两 端当滑动触头P向左滑动时，R 2 连入电路的阻值变大，由闭合电路欧姆定律可判断， I变小，U变大，则 变大，A、B错误；由P R1 I 2 R 1 ，知R 1 的功率P R1 变小，C错误；电 U
7、 I 源的总功率P 总 ，因R 总 变大，则P 总 是变小的，D正确 E2 R总 5如图923甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为101，a、b端输入如图乙所示 的电压，副线圈电路中电阻R5 ，电路中的电表为理想电表，则( ) 2 图923 A电压表V 1 的示数为50 V 6 B电流表的示数为10 A C电压表V 2 的示数为10 V D电阻R消耗的电功率为10 W 2 B 由题图乙可知原线圈两端电压的有效值为U 100 V(在一个周期内，前 U2 1U2 2 2 半个周期的有效值为U 1 100 V，后半个周期的有效值为U 2 100 V)，所以电压表V 1 的 示数为100 V，A错；
8、因变压器对恒定电流不起作用，且原、副线圈匝数比为101， 所以副线圈两端电压的有效值为U 5 V，C错；副线圈中的电 U1 10 2 1 2 24 流I 1 A，B对；电阻R消耗的电功率PI 2 R5 W，D错 U R 2 6(2012江苏高考T 7 )某同学设计的家庭电路保护装置如图924所示，铁芯左侧线圈L 1 由火线和零线并行绕成当右侧线圈L 2 中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁 吸起铁质开关K，从而切断家庭电路仅考虑L 1 在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的 有( ) 【导学号：17214160】 图924 A家庭电路正常工作时，L 2 中的磁通量为零 B家庭电路中使用的电器
9、增多时，L 2 中的磁通量不变 C家庭电路发生短路时，开关 K将被电磁铁吸起 D地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起 ABD 由于零线、火线中电流方向相反，产生磁场方向相反，所以家庭电路正常工作 时，L 2 中的磁通量为零，选项A 正确；家庭电路短路和用电器增多时均不会引起L 2 的 磁通量的变化，选项B正确，C 错误；地面上的人接触火线发生触电时，线圈L 1 中磁 场变化引起L 2 中磁通量的变化，产生感应电流，吸起K，切断家庭电路，选项D正 确 7(2017山东潍坊二模)如图925甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场 可视为水平方向的匀强磁场， 为交流电流表线圈绕
10、垂直于磁场的水平轴OO沿逆时 针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所 示以下判断正确的是( ) 图925 A电流表的示数为10 A B线圈转动的角速度为50 rad/s C001 s时线圈平面与磁场方向平行 D002 s时电阻R中电流的方向自右向左5 AC 由题图乙知I m 10 A，I 10 A，A正确T210 2s， 100 2 Im 2 2 T rad/s，B错误t001 s时，iI m ，此时线圈平面与磁场方向平行，C正确由右 手定则判定002 s时电阻R中电流方向自左向右，D错误 8(2017武汉二调)如图926为发电厂向远处用户的输电电路示意图，
11、升压变压器和降 压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变若输送功率增大， 下列说法中正确的有( ) 图926 A升压变压器的输出电压增大 B降压变压器的输出电压增大 C输电线上损耗的功率增大 D输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 CD 已知发电厂的输出电压不变，升压变压器的原、副线圈匝数比不变，则由 n1 n2 知，升压变压器的输出电压U 2 不变，A错若输送功率增大，输电电压U 2 不变，则 U1 U2 由PU 2 I 2 知，输电线上电流I 2 增大，又输电线的电阻不变，由U 损 I 2 R知输电线上 损失电压增大，则降压变压器输出电压减小，B错因输电电流增大，则由P
12、I R知， 2 2 输电线上损耗的功率变大，C对输电线上损耗功率占总功率的比例( )增大， I2 2R U2I2 I2R U2 D对 二、计算题(共2小题，32分) 9(12分)如图927所示，用导线绕成匝数N50匝的直角三角形线框ACD，该线框绕与 匀强磁场垂直的OO轴(OO轴与AD边共线)匀速转动，转速为n25 r/s垂直纸面向 里的匀强磁场的磁感应强度B05 T；三角形线框的AC边长为30 cm，AD边长为50 cm，三角形线框的总电阻r5 ，不计一切摩擦当线框通过滑环和电刷与R10 的外电阻相连时，求：6 图927 (1)线圈从图示位置转过 的过程中通过外电阻R上的电量q； 3 (2)
13、线圈从图示位置转过的过程中外力所做的功 【解析】 (1)通过外电阻R上的电量q t I 由闭合电路欧姆定律得 I E Rr 由法拉第电磁感应定律有 N E t 而磁通量的变化量大小 BS 1 2 由几何关系易得 40 cm，同时得三角形线框的面积S DC 1 2 AC DC 由联立并代入数据得：q510 2C (2)线框匀速转动的角速度2n50 rad/s 线框转动产生的电动势的最大值为E m NBS75 V 电动势的有效值E V Em 2 75 2 电路中产生的电功率P 电 W E2 Rr 3752 2 整个电路在半周期内消耗的电能E 电 P 电 J T 2 152 4 根据功能关系知半周期
14、内外力所做的功WE 电 J 152 4 【答案】 (1)510 2C (2) J 152 4 10(20分)(2017河南阳信一模)如图928甲所示，长、宽分别为L 1 、L 2 的矩形金属线 框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O 1 O 2 转动线框的两个 末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相 连线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关 系如图乙所示，其中B 0 、B 1 和t 1 均为已知在0t 1 时间内，线框保持静止，且线框平7 面和磁场垂直；t 1 时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直
15、中心轴以角速度匀速转 动求： 图928 (1)0t 1 时间内通过电阻R的电流大小； (2)线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量； (3)线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90的过程中，通过电阻R的电荷量 【导学号：17214161】 【解析】 (1)在0t 1 时间内，金属线框中的感应电动势为E 1 n t nL1L2B1B0 t1 根据闭合电路欧姆定律，通过电阻R的电流 I 1 E1 Rr nL1L2B1B0 Rrt1 (2)线框产生感应电动势的最大值E m nB 1 L 1 L 2 感应电动势的有效值E nB 1 L 1 L 2 2 2 通过电阻R的电流的有效值I 2nB1L1L2 2Rr 线框转动一周所需的时间t 2 此过程中，电阻R产生的热量 QI 2 RtR( ) 2 nB1L1L2 Rr (3)线框从图甲所示位置转过90的过程中 平均感应电动势 n E t nB1L1L2 t 平均感应电流 I E Rr nB1L1L2 tRr 通过电阻R的电荷量q t I nB1L1L2 Rr8 【答案】 见解析
