- 2021-05-22 发布 |
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文档介绍
【物理】2020届一轮复习人教版夯基固本稳解两类电路问题学案
夯基固本稳解两类电路问题 考法 学法 直流电路和交流电路部分考查的题型一般为选择题,难度中等或中等偏上。考查的内容主要包括:①串、并联电路的特点;②闭合电路欧姆定律;③电路的动态变化分析;④含容电路;⑤交变电流的产生和描述;⑥理想变压器的规律;⑦远距离输电问题。用到的思想方法有:①等效电路法;②动态电路的分析方法;③图像法;④比例法;⑤等效思想;⑥守恒思想。 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ [知能全通]———————————————————————————————— 1.恒定电流 (1)闭合电路中的电压、电流关系:E=U外+U内,I=,U=E-Ir。 (2)闭合电路中的功率关系:P总=EI,P内=I2r,P出=IU=P总-P内。 (3)直流电路中的能量关系:电功W=qU=UIt,电热Q=I2Rt。 纯电阻电路中W=Q,非纯电阻电路中W>Q。 2.直流电路动态分析的3种常用方法 (1)方法1:程序法 R局I总=U内=I总rU外=E-U内确定U支、I支。 (2)方法2:结论法——“串反并同” “串反”:指某一电阻增大(减小)时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增大)。 “并同”:指某一电阻增大(减小)时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(减小)。 (3)方法3:极限法 因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端,使电阻最大或电阻为零去讨论。 [题点全练]———————————————————————————————— 1.[多选](2018·江苏高考)如图所示,电源E对电容器C充电,当C两端电压达到80 V时,闪光灯瞬间导通并发光,C放电。放电后,闪光灯断开并熄灭,电源再次对C充电。这样不断地充电和放电,闪光灯就周期性地发光。该电路( ) A.充电时,通过R的电流不变 B.若R增大,则充电时间变长 C.若C增大,则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大 D.若E减小为85 V,闪光灯闪光一次通过的电荷量不变 解析:选BCD 给电容器充电过程中,随着两极板间所带电荷量增多,电路中的电流逐渐减小,故A错误;充满一次电,电容器增加的电荷量是相同的,即通过R的电荷量Q是一定的,电源恒定,R增大,则电流I减小,根据I=可知,充电时间变长,故B正确;若C增大,电容器两端达到80 V时所带电荷增大,所以闪光时通过闪光灯的电荷量也增大,故C正确;因为C两端电压达到80 V时,电容器就不再充电,只要外接电源提供的电压超过 80 V,产生的效果均相同,闪光灯闪光一次通过的电荷量也相同,故D正确。 2.(2019届高三·自贡模拟)如图所示的电路中,电源电动势为E、内阻为r,R2、R3为总阻值一定的滑动变阻器,R0为定值电阻,R1为光敏电阻(其阻值随光照强度增大而减小)。当开关S闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法中正确的是( ) A.只逐渐增大对R1的光照强度,电阻R0消耗的电功率变大,电阻R3中有向上的电流 B.只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时,电源消耗的功率变大,电阻R3中有向上的电流 C.只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时,电压表示数变大,带电微粒向下运动 D.若断开开关S,电容器所带电荷量变大,带电微粒向上运动 解析:选A 只逐渐增大对R1的光照强度,R1的阻值减小,总阻值减小,总电流增大,电阻R0消耗的电功率变大,电阻R2两端的电压变大,电容器两端的电压增大,电容器下极板带的电荷量变大,所以电阻R3中有向上的电流,故A正确;电路稳定时,电容器处相当于断路,只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时,对电路没有影响,故B错误;只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时,电容器并联部分的阻值变大,所以电容器两端的电压变大,由 E=可知,电场力变大,带电微粒向上运动,故C错误;若断开开关S,电容器处于放电状态,电荷量变小,故D错误。 3.在如图所示的电路中,电源电动势为E、内阻为r,L1和L2 为两个相同的灯泡,每个灯泡的电阻和电源内阻的阻值均相同,D为理想二极管,C为电容器,R为滑动变阻器,开关S处于断开状态,下列说法中正确的是( ) A.滑动变阻器滑片向右移动,电流表示数变小 B.滑动变阻器滑片向右移动,电源内阻的发热功率变小 C.开关S闭合后,L2亮度变暗 D.开关S闭合后,电流表示数不变 解析:选D 电容器处可视为断路,所以只有L2中有电流通过,滑动变阻器滑片向右移动,电流表的示数不变,故A错误;滑动变阻器滑片向右移动,电路电流不变,电源内阻的发热功率不变,故B错误;开关S闭合后,因为二极管具有单向导电性,L1中无电流,电路总电阻不变,总电流不变,电流表的示数不变,L2亮度不变,故C错误,D正确。 [知能全通]———————————————————————————————— 1.线圈通过中性面时的特点 (1)穿过线圈的磁通量最大。 (2)线圈中的感应电动势为零。 (3)线圈每经过中性面一次,感应电流的方向改变一次。 2.交变电流“四值”的应用 最大值 Em=nBSω,分析电容器的耐压值 瞬时值 E=Emsin ωt(由中性面开始计时),计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的受力情况 有效值 电表的读数及计算电热、电功、电功率及保险丝的熔断电流 平均值 E=n,计算通过电路截面的电荷量 [题点全练]———————————————————————————————— 1.(2018·全国卷Ⅲ)一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q方;若该电阻接到正弦交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值均为u0,周期均为T,如图所示。则Q方∶Q正等于( ) A.1∶ B.∶1 C.1∶2 D.2∶1 解析:选D 由焦耳定律和有效值概念知,一个周期内产生热量Q方=·+·=T,Q正=T=T=·T,故Q方∶Q正=2∶1,D正确。 2.[多选](2018·太原模拟)图1中,单匝矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO′转动。改变线圈的转速,穿过该线圈的磁通量随时间分别按图2中图线甲、乙的规律变化。已知线圈的电阻为1.0 Ω,则( ) A.图线甲对应线圈在t=0时产生的感应电动势最大 B.图线甲、乙对应的线圈在t=0.2 s时,线圈平面均平行于磁感线 C.图线甲、乙对应的线圈转速之比为5∶4 D.图线甲对应的线圈中交变电流的峰值为2.5π A 解析:选BC 在t=0时,Φ甲最大,则产生的感应电动势最小,故A错误;因为在 t=0.2 s时,Φ甲=Φ乙=0,所以线圈平面均平行于磁感线,故B正确;由题图2可知图线甲、乙对应的周期之比为4∶5,而线圈的转速n=,所以图线甲、乙对应的线圈转速之比为 5∶4,故C正确;图线甲对应的线圈中交流电压的峰值Em=BSω=Φmω=0.4× V= 5π V,电流的峰值Im==5π A,故D错误。 3.[多选](2018·洛阳模拟)如图所示是小型交流发电机的示意图,线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动,角速度为ω,线圈匝数为n,电阻为r,外接电阻为R,电流表为理想交流电流表,线圈从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)转过60°时的瞬时感应电流为i,下列说法正确的是( ) A.电流表的示数为2i B.转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为 C.从图示位置开始转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量为 D.线圈转动一周的过程中,电阻R产生的热量为 解析:选BCD 由题意可得i=imcos 60°,则得感应电流的最大值im=2i,有效值i有= im=i,则电流表的示数为i,故A错误;感应电动势的最大值Em=im(R+r)=2i(R+r),又Em=nBSω,磁通量的最大值 Φm=BS,联立解得Φm=BS=,故B正确;从题图所示位置开始转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量q=n=n=n··=,故C正确;线圈转动一周的过程中,电阻R产生的热量Q=i有2RT= (i)2R·=,故D正确。 [知能全通]———————————————————————————————— 1.理想变压器的基本关系式 (1)功率关系:P入=P出。 (2)电压关系:=。 (3)电流关系:只有一个副线圈时,=; 有多个副线圈时,U1I1=U2I2+U3I3+……+UnIn。 2.原、副线圈中各量的因果关系 (1)电压关系:U1决定U2。 (2)电流关系:I2决定I1。 (3)功率关系:P出决定P入。 3.远距离高压输电的工作原理 (1)功率关系:P1=P2,P3=P4,P2=P3+ΔP。 (2)电压关系:=,=,U2=U3+ΔU。 (3)电流关系:=,=,I2=I3=I线。 (4)输电电流:I线===。 (5)输电线路上损失的电功率:ΔP=P2-P3=I线2R线=2R线=。 [题点全练]———————————————————————————————— 1.(2018·江苏高考)采用220 kV高压向远方的城市输电。当输送功率一定时,为使输电线上损耗的功率减小为原来的,输电电压应变为( ) A.55 kV B.110 kV C.440 kV D.880 kV 解析:选C 输送功率P=UI,输电线上损耗的功率P损=I2r=2r∝。当P损减小为原来的时,输电电压应变为原来的2倍,C正确。 2.(2018·天津高考)教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电,电路如图所示,理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U,R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的,则( ) A.R消耗的功率变为P B.电压表V的读数变为U C.电流表A的读数变为2I D.通过R的交变电流频率不变 解析:选B 发电机产生的感应电动势最大值Em=NBSω,其中ω=2πn,理想变压器的输入电压(有效值)U1=,若线圈的转速n变为原来的,根据=,则电压表V的读数变为U,通过R的电流变为原来的,R消耗的功率变为P,根据=,电流表A的读数变为I,故B正确,A、C错误;交变电流的频率f等于线圈的转速n,故D错误。 3.(2019届高三·济宁七校联考)如图所示,理想变压器的原线圈接有频率为f、电压为U的交流电,副线圈接有光敏电阻R1(光照增强时,光敏电阻阻值减小)、用电器R2。下列说法正确的是( ) A.P位置不动,当光照增强时,变压器的输入功率减小 B.光照强度不变,当P向上滑动时,用电器消耗的功率增大 C.当f减小时,变压器副线圈交流电的频率不变 D.P位置不动,光照强度不变,当U增大时,用电器消耗的功率增大 解析:选D P位置不动,当光照增强时,光敏电阻的阻值减小,变压器的输出功率增大,故输入功率也增大,故A错误;光照强度不变,光敏电阻的阻值不变,当P向上滑动时,原线圈匝数增大,根据=知变压器的输出电压减小,即用电器两端电压减小,则用电器消耗的功率减小,故B错误;变压器不改变交流电的频率,故C错误;P位置不动,光照强度不变,当U增大时,根据=知变压器的输出电压增大,即用电器两端电压增大,则用电器消耗的功率增大,故D正确。 [研一题]———————————————————————————————— (2018·泉州模拟)如图所示,一面积为S、匝数为N的矩形线框处于磁感应强度为B的匀强磁场中,绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动,通过滑环向理想变压器供电,灯泡L1、L2均正常发光,理想电流表的示数为I。已知L1、L2的额定功率均为P,额定电流均为I,线框及导线电阻不计,则( ) A.图示位置穿过线框的磁通量变化率为零 B.线框转动的角速度为 C.理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2 D.若L1灯丝烧断,电流表示数将增大 [解析] 题图所示位置线框平面与磁场方向平行,产生的瞬时感应电动势最大,磁通量变化率最大,故A错误;理想变压器输入功率等于输出功率,又两灯泡均正常发光,可知线框的输出功率为2P,则有2P=I=NBSωI,可得ω=,故B正确;原线圈的电流为I,因两灯泡并联且均正常发光,则副线圈中电流为2I,可知原、副线圈的匝数之比n1∶n2=2I∶I=2∶1,故C错误;若L1灯丝烧断,则副线圈电流减小,原线圈的电流也相应减小,电流表示数减小,故D错误。 [答案] B [悟一法]———————————————————————————————— 交变电流的综合问题,常涉及交变电流的四值、变压器、远距离输电等知识与电磁感应、安培力、闭合电路欧姆定律的综合应用,解答时应注意以下两点: 1.分清交变电流“四值”的不同计算方法和物理意义。 2.能够将直流电路、闭合电路欧姆定律的知识应用在交流电路中。 [通一类]———————————————————————————————— 1.[多选](2018·南宁模拟)手摇发电机产生的正弦交流电经变压器给灯泡供电,其电路如图所示,当发电机线圈以角速度ω匀速转动时,电压表示数为U,灯泡正常发光。已知发电机线圈的电阻为r,灯泡正常发光时的电阻为R,其他电阻可忽略,变压器原线圈与副线圈的匝数比为k,变压器视为理想变压器。则( ) A.灯泡的额定电压为 B.灯泡的额定功率为 C.发电机线圈中产生的电动势最大值为U D.从发电机线圈位于中性面开始计时,原线圈输入电压的瞬时值表达式为u=Usin ωt 解析:选AD 电压表测量的是原线圈的电压有效值,因为此时灯泡正常发光,则灯泡的额定电压等于此时副线圈的电压,则由=k得灯泡的额定电压UL=,A正确;灯泡的额定功率PL==,B错误;副线圈的电流IL==,因原、副线圈的电流之比=,故原线圈的电流I1=,因此发电机线圈中产生的电动势的有效值E=U+I1r,最大值Em=E=U,C错误;原线圈输入电压最大值为U,则从发电机线圈位于中性面开始计时,原线圈输入电压的瞬时值表达式为u=Usin ωt,D正确。 2.[多选]如图所示,矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路,电压表为理想交流电压表。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动,磁场只分布在bc边的左侧,磁感应强度大小为B,线圈转动的角速度为ω、匝数为N,线圈电阻不计。下列说法正确的是( ) A.将原线圈抽头P向上滑动时,灯泡变暗 B.电容器的电容增大时,灯泡变暗 C.线圈处于图示位置时,电压表读数为0 D.若线圈转动的角速度变为2ω,则电压表读数变为原来的2倍 解析:选AD 根据=可得U2=U1,P向上滑动,n1增大,而U1不变,所以U2减小,故灯泡变暗,A正确;电容器的电容增大,容抗减小,故灯泡变亮,B错误;线圈处于题图所示位置时,感应电动势的瞬时值为零,交流电路中交流电表示数为有效值,所以电压表读数不为0,C错误;根据Em=NBSω可得交流电最大值变为原来的2倍,所以有效值变为原来的2倍,D正确。 3.[多选]如图甲所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1,原线圈接入图乙所示的电压,副线圈接火灾报警系统(报警器未画出),电压表和电流表均为理想电表,R0为定值电阻,R为半导体热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小。下列说法中正确的是( ) A.图乙中电压的有效值为110 V B.电压表的示数为44 V C.R处出现火警时电流表示数增大 D.R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大 解析:选ACD 根据电流的热效应×0.01 J=×0.02 J,解得U=110 V,即题图乙中电压的有效值为110 V,故A正确;由=,可得=,解得U2≈ 31.1 V,所以电压表的示数为31.1 V,故B错误;R处出现火警时,阻值减小,由于电压不变,所以副线圈电流增大,输出功率增大,根据输入功率等于输出功率知,输入功率增大,根据P1=U1I1,可知电流表的示数增大,故C正确;R处出现火警时,阻值减小,由于电压不变,电流增大,R0消耗的电功率增大,故D正确。 [专题强训提能] 1.(2018·重庆一诊)利用如图所示电路可测量待测电阻Rx的阻值。定值电阻R1、R2的阻值已知,闭合开关S,调节电阻箱使其接入电路的阻值为R3时,电流表示数为零,则Rx的阻值等于( ) A.R2 B. C. D. 解析:选D 根据串并联电路特点及欧姆定律可知:I1(R1+R2)=I2(Rx+R3),由于电流表示数为零,则说明电流表两端的电势相等,则一定有:I1R1=I2R3,两式联立可得:Rx= ,故D正确。 2.(2018·闽粤大联考)如图所示,A和B为竖直放置的平行金属板,在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球。开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动头P在a处,此时绝缘线向右偏离竖直方向的偏角为θ(电源的内阻不能忽略)。下列判断正确的是( ) A.小球带负电 B.当滑动头从a向b滑动时,绝缘线的偏角θ变大 C.当滑动头从a向b滑动时,电流表中有电流,方向从上向下 D.当滑动头从a向b滑动时,电源的输出功率一定变大 解析:选C 由题图知,A板带正电,B板带负电,电容器内电场方向水平向右,绝缘线向右偏,小球所受电场力向右,则小球带正电,故A错误;滑动头向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,外电路总电阻变小,总电流变大,路端电压U=E-Ir变小,电容器电压变小,小球所受电场力变小,绝缘线的偏角θ变小,故B错误;滑动头从a向b滑动时,电容器电压变小,电容器放电,因A板带正电,则流过电流表的电流方向向下,故C正确;根据外电阻等于内阻时电源的输出功率最大,可得当外电阻大于内阻时,外电阻减小,输出功率增大;当外电阻小于内阻时,外电阻减小,输出功率减小。由于外电阻与内阻大小关系未知,故无法判断电源输出功率大小的变化,故D错误。 3.[多选](2018·南平质检)如图所示电路中,由于理想变压器原线圈的输入电压降低,使灯泡L变暗,下列哪些措施可以使灯泡L重新变亮( ) A.其他条件不变,P1上移,同时P2下移 B.其他条件不变,P1下移,同时P2上移 C.其他条件不变,断开开关S D.其他条件不变,将滑动变阻器滑片P向下移动 解析:选BC 其他条件不变,P1上移,即原线圈匝数增多,P2下移,即副线圈匝数减少,由U2=U1可得U2减小,灯泡L变暗,故A错误;其他条件不变,P1下移,即原线圈匝数减少,P2上移,即副线圈匝数增多,由U2=U1可得U2增大,可以使灯泡L重新变亮,故B正确;其他条件不变,断开开关S,并联部分电阻增大,副线圈中电流减小,R1分担电压减小,灯泡L两端电压增大,可以使灯泡L重新变亮,故C正确;其他条件不变,将滑动变阻器滑片P向下移动,并联部分电阻减小,灯泡L两端电压减小,灯泡L变暗,故D错误。 4.[多选](2019届高三·衡水中学调研)某电路如图所示,电源电动势为E、内阻为r,R1、R2为定值电阻,R为电位器(滑动变阻器),L是小灯泡,电压表和电流表均为理想电表。当电位器的触片滑向b端时,下列说法正确的是( ) A.小灯泡L将变亮 B.电压表示数与电流表A1示数的比值将变大 C.电流表A1的示数将变大 D.电源的总功率将变大 解析:选ACD 电位器的触片滑向b端时,电位器接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,由闭合电路欧姆定律知,总电流变大,电流表A1的示数将变大,则内阻分担电压变大,路端电压变小,电压表V的示数将减小,流过R1和R2的电流均减小,流过L的电流将增大,L将变亮,故A、C正确;电压表的示数与电流表A1示数的比值等于外电路总电阻,可知该比值将变小,故B错误;总电流变大,由P=EI知,电源的总功率将变大,故D正确。 5.[多选](2018·湖北八校联考)如图所示,矩形单匝线圈abcd放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动,转动的周期为T,ab中点和cd中点的连线恰好位于转轴所在直线上,且转轴OO′位于匀强磁场的边界线上,转轴OO′垂直于磁场方向,线圈电阻阻值为R,外电阻的阻值也为R,从图示位置开始计时,线圈转过30°时的瞬时感应电流为I,则以下判断正确的是( ) A.线圈的面积为 B.线圈消耗的电功率为4I2R C.线圈中感应电动势的表达式为e=2IRsin t D.t时刻穿过线圈的磁通量为Φ=cos t 解析:选AD 设线圈面积为S,从题图所示位置开始计时,感应电动势的表达式为 e=B·ωsin ωt=sin θ,转过30°时的瞬时感应电流I==sin 30°=,故S=,则e=4IRsin t,A正确,C错误;线圈消耗的电功率为P=2R=2I2R,B错误;t时刻穿过线圈的磁通量为Φ=B·cos ωt=cos t,D正确。 6.(2018·福建大联考)如图所示为模拟远距离交流输电的电路,升压变压器T1的原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶k ,降压变压器T2的原、副线圈匝数比n3∶n4=k∶1,模拟输电导线的电阻r=3 Ω,T2的负载是规格为“15 V 45 W”的灯泡L。当T1的输入电压为16 V时L正常发光,两个变压器可视为理想变压器,则k的值为( ) A. B.3 C.4 D.9 解析:选B 根据=,得U2=kU1=16k,灯泡的额定电流为I== A=3 A,降压变压器副线圈电流I4=3 A,根据电流与匝数成反比,得=,即I3==,根据=,得U3=kU4=15k,由U2=U3+I3r,整理得16k=15k+×3,解得k=3,B对。 7.[多选](2018·厦门高三质检)如图所示,电路中变压器为理想变压器,其原线圈接在u=20sin 50πt(V)的交流电源上,副线圈与阻值为R1=2 Ω的电阻连接成闭合电路,电流表为理想电流表。另有一阻值R2=32 Ω的电阻与变压器原线圈并联,电阻R1与R2消耗的电功率恰好相等。则( ) A.电阻R1消耗的电功率为12.5 W B.通过电阻R1的交变电流的周期为0.02 s C.电流表的示数为10 A D.变压器原、副线圈匝数之比为4∶1 解析:选AD 加在R2两端电压的有效值为UR2=U= V=20 V,R2消耗的功率为PR2==12.5 W,又电阻R1与R2消耗的电功率恰好相等,故A正确;由u=20 sin 50πt(V),知ω=50π rad/s,故周期T==0.04 s,变压器不改变交变电流的周期,故B错误;R1的消耗功率PR1=PR2=12.5 W,通过R1的电流IR1==2.5 A,则电流表的示数为2.5 A,故C错误;副线圈两端电压为U2=IR1R1=5 V,原线圈两端电压U1=U=20 V,则原、副线圈匝数之比n1∶n2=U1∶U2=4∶1,故D正确。 8.(2018·山西五地市联考)如图所示,L1、L2、L3、L4为四盏规格均为“12 V,6 W”的灯泡,分别接入理想变压器原、副线圈回路中,a、b两端连接交流电源,交流电流表A的示数为0.5 A,已知灯泡L2正常发光,以下说法正确的是( ) A.a、b端输入功率为18 W B.a、b端输入电压为36 V C.灯泡L1的功率为6 W D.若副线圈回路再并联一盏同样的灯泡,灯泡L2仍能正常发光 解析:选C 灯泡的额定电流IL== A=0.5 A,因交流电流表A的示数为0.5 A,所以L1正常发光,其功率为6 W,因L2正常发光,则L3、L4也正常发光,则变压器的输出功率为三盏灯泡的总功率,变压器的输入功率等于输出功率,则a、b端输入功率等于四盏灯泡的总功率,即Pab=6×4 W=24 W,故A错误,C正确;根据Pab=UabIA可得Uab= V=48 V,故B错误;若副线圈回路再并联一盏同样的灯泡,使得副线圈的总电流增大,则原线圈的电流也增大,L1分担的电压增大,原线圈两端电压减小,副线圈两端电压减小,L2不能正常发光,故D错误。 9.(2018·石家庄质检)如图所示,理想变压器三个线圈的匝数之比n1∶n2∶n3=10∶5∶1,其中匝数为n1的原线圈接到220 V的交流电源上,匝数为n2和n3的两个副线圈分别与电阻R2、R3组成闭合回路。已知通过电阻R3的电流I3=2 A,电阻R2=110 Ω,则通过电阻R2的电流I2和通过原线圈的电流I1分别是( ) A.10 A,12 A B.10 A,20 A C.1 A,0.7 A D.1 A,3 A 解析:选C 由=,得U2=U1=110 V,则I2==1 A。由=,得U3=U1=22 V,又I1U1=I2U2+I3U3,解得I1=0.7 A,选项C正确。 10.(2019届高三·南昌模拟)如图甲所示是一台交流发电机的构造示意图,线圈转动产生的感应电动势随时间变化的规律如图乙所示;发电机线圈电阻为1 Ω,负载电阻为4 Ω,则( ) A.线圈转速为50 r/s B.电压表的示数为2.5 V C.负载电阻的电功率为2 W D.若线圈转速加倍,电压表读数变为原来的4倍 解析:选C 由题图乙可知,线圈转动周期为0.04 s,则转速为n= r/s=25 r/s,故A错误;电动势的最大值为5 V,有效值为E= V=2.5 V,则电压表的示数为U=R=×4 V=2 V,故B错误;负载电阻消耗的电功率P== W=2 W,故C正确;若线圈转速加倍,则角速度加倍,电压最大值Em=NBSω,故最大值变为原来的2倍,有效值也变为原来的2倍,故电压表示数变为原来2倍,故D错误。 11.[多选](2018·上饶六校联考)如图所示,一正弦式交流电瞬时值为e=220sin 100πt(V),通过一个理想电流表接在一个理想变压器 两端,变压器起到降压作用,开关闭合前后A、B两端输出的电功率相等,以下说法正确的是( ) A.流过r的电流方向每秒钟变化50次 B.变压器原线圈匝数小于副线圈匝数 C.开关从断开到闭合时,电流表示数变大 D.R=r 解析:选CD 由正弦式交流电瞬时值表达式知交流电的频率f= Hz=50 Hz,因变压器不改变交流电的频率,所以流过r的电流方向每秒钟变化100次,A错误;降压变压器原线圈匝数大于副线圈匝数,B错误;开关从断开到闭合时,副线圈回路总电阻减小,副线圈两端电压不变,所以副线圈回路中电流增大,再根据I1U1=I2U2知,原线圈电流即电流表示数变大,C正确;开关闭合前,A、B两端输出的电功率为PAB=2R,开关闭合后,A、B两端输出的电功率为PAB′=2·=·2R,又开关闭合前后A、B两端输出功率相等,则有PAB=PAB′,解得R=r,D正确。 12.(2018·天津河东区模拟)在日常生活中,各种家用电器所使用的电压不同,经常需要用变压器把220 V交流电变成所需的电压。如图所示为原、副线圈匝数比为n1∶n2=10∶1的理想变压器,b是原线圈中的中心抽头,电压表和电流表均为理想交流电表,从某时刻开始在原线圈c、d两端加上u=220sin 100πt(V)的交变电压,则( ) A.当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为22 V B.当单刀双掷开关与a连接时,在滑动变阻器滑片P 向上移动的过程中,电压表和电流表的示数均变小 C.当单刀双掷开关由a扳向b时,原线圈输入功率变小 D.当单刀双掷开关由a扳向b时,调节滑动变阻器滑片P到适当位置,有可能实现调节前、后原线圈输入功率相等 解析:选D 当单刀双掷开关与a连接时,由=,又n1∶n2=10∶1,有效值U1= V=220 V,可得副线圈的电压U2=22 V,则电压表的示数为22 V,故A错误;当单刀双掷开关与a连接时,在滑片P向上移动的过程中,因输入电压及原、副线圈匝数之比不变,则副线圈两端电压不变,所以电压表的示数不变;滑片P向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,则副线圈电流变小,电流表示数变小,故B错误;当单刀双掷开关由a扳向b时,原线圈匝数变小,根据=,可知副线圈两端的电压U2变大,输出功率P2=变大,又输入功率等于输出功率,所以原线圈输入功率变大,故C错误;当单刀双掷开关由a扳向b时,副线圈两端电压变大,调节滑片P到适当位置使其连入电路的电阻R变大,输出功率P2=可能不变,又输入功率等于输出功率,所以有可能实现调节前、后原线圈输入功率相等,故D正确。 13.(2018·上海虹口区模拟)如图所示,电源电动势为E、内阻为r, R1、R2为定值电阻,R2>R1>r,且R1大于滑动变阻器R0的最大阻值。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由最上端滑到最下端,若电压表V1、V2、电流表A的读数改变量的大小分别用ΔU1、ΔU2、ΔI表示,则下列说法中正确的是( ) A.=R2 B.查看更多