【物理】2020届二轮复习直流电路与交流电路作业（江苏专用）
专题过关检测（八） 直流电路与交流电路
一、单项选择题
1．(2019·宿迁期末)飞机在空气中飞行时，其表面不断与空气摩擦而带电，某次飞行中形成的电流约为32 μA，则飞机单位时间内带电量增加约为( )
A．32 mC B．32 μC
C．18 mC D．18 μC
解析：选B 已知飞机在某次飞行过程中形成的电流约为32 μA，根据q＝It可知，单位时间内，其表面不断与空气摩擦带电量增加约为：q＝32 μA×1 s＝32 μC，故选项B正确。
2.(2019·南京一模)变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗。如图所示是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，匝数分别为n1 和n2。下列说法中正确的是( )
A．n1>n2，原线圈比副线圈的导线粗
B．n1>n2，原线圈比副线圈的导线细
C．n1
n2，故C、D错误；输入功率等于输出功率，所以副线圈的电流大于原线圈的电流，则较粗导线的线圈应该作为副线圈，故B正确，A错误。
3.如图所示，小灯泡的规格为“6 V 3 W”，R3＝4 Ω，电源内阻r ＝1 Ω，闭合开关S，灯泡L正常发光，电压表示数为零，电流表示数为1 A，电表均为理想电表，则电源电动势E和电源输出功率P分别为( )
A．E＝8 V，P＝6 W B．E＝8 V，P＝7 W
C．E＝9 V，P＝8 W D．E＝9 V，P＝9 W
解析：选C 由题意可知，路端电压：U＝ILR3＋UL＝V＝8 V，电源电动势E＝U＋Ir＝(8＋1×1)V＝9 V，电源的输出功率为：P出＝IU＝8 W，故C正确。
4.(2019·苏北四市一模)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1，原线圈接交流电u＝220sin 100πt(V)，保险丝的电阻为1 Ω，熔断电流为2 A，电表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A．电压表V的示数为14.1 V
B．电流表A1、A2的示数之比为2∶1
C．为了安全，滑动变阻器接入电路的最小阻值为4 Ω
D．将滑动变阻器滑片向上移动，电流表A1的示数减小
解析：选D 原线圈电压有效值为U1＝ V＝220 V，根据变压器原理可得U2＝U1＝×220 V＝110 V，故电压表V的示数为110 V，A错误；根据变压器原理可知，电流强度与匝数成反比，故电流表A1、A2的示数之比为1∶2，B错误；保险丝的电阻为1 Ω，熔断电流为2 A，为了安全，滑动变阻器接入电路的最小阻值为Rmin＝－r保＝ Ω－1 Ω＝54 Ω，C错误；将滑动变阻器滑片向上移动，滑动变阻器接入电路的总电阻增大，副线圈电流强度减小，则原线圈的电流强度也减小，所以电流表A1的示数减小，D正确。
5．如图所示，一理想变压器的原线圈接有电压为U的交流电，副线圈接有电阻R1和光敏电阻R2(阻值随光照增强而减小)，开关S开始时处于闭合状态，下列说法正确的是( )
A．电流表的示数随时间不断改变
B．当光照变弱时，变压器的输入功率变大
C．当开关S由闭合到断开时，交流电流表的示数变大
D．当滑动触头P向下滑动时，电阻R1消耗的功率增加
解析：选D 光照强度一定，则R2阻值一定，则电流表的示数不变，选项A错误；当光照变弱时，光敏电阻的阻值变大，输出功率减小，输入功率也变小，故B错误；当开关S由闭合到断开，副线圈电压不变，光敏电阻R2阻值不变，则流过光敏电阻的电流不变，故C错误；当滑动触头P向下滑动时，原线圈匝数减小，根据电压与匝数成正比知，副线圈两端的电压增大，电阻R1两端的电压增大，电阻R1消耗的功率增大，故D正确。
二、多项选择题
6.如图所示，在远距离输电时，发电厂发电机的输送电功率为P1，输出电压为U1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R，通过输电导线的电流为I，输电线损失的电功率为P′，输电线末端的电压为U2，用户得到的电功率为P2。下列关系式正确的是( )
A．P′＝ B．P′＝
C．P′＝I2R D．P2＝P1－
解析：选BCD 根据公式P′＝I2R＝，故A错误，B、C正确；根据总功率相等可以知道P2＝P1－I2R＝P1－，故D正确。
7．如图甲所示，不计电阻的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图像如图乙所示，经原、副线圈匝数比为1∶10的理想变压器给一灯泡供电，灯泡上标有“220 V 22 W”字样，如图丙所示，则( )
A．t＝0.01 s时刻穿过线框回路的磁通量为零
B．灯泡中的电流方向每秒钟改变100次
C．灯泡正常发光
D．电流表示数为 A
解析：选BC 由题图乙可知，当t＝0.01 s时，感应电动势为零，则此时穿过线框回路的磁通量最大，故A错误；由题图乙可知，交流电的周期T＝0.02 s，则f＝＝50 Hz，所以灯泡中的电流方向每秒钟改变100次，故B正确；原线圈输入电压的有效值为22 V，则副线圈的电压为22×10 V＝220 V，由P＝UI可知，副线圈电流I2＝0.1 A，则电流表示数I1＝1 A，灯泡正常发光，故C正确，D错误。
8.如图所示，Rt为正温度系数热敏电阻，R1为光敏电阻，其阻值随光照增强而减小，R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r, V为理想电压表。现发现电压表示数增大，可能的原因是( )
A．热敏电阻温度升高，其他条件不变
B．热敏电阻温度降低，其他条件不变
C．光照增强，其他条件不变
D．光照减弱，其他条件不变
解析：选BD 热敏电阻温度升高时，其阻值增大，外电路总电阻增大，总电流减小，路端电压随之增大，而R2的电压减小，则并联部分的电压增大，通过光敏电阻的电流增大，所以通过R3的电流减小，电压表的示数减小，不符合题意，故A错误。同理可得热敏电阻温度降低，其他条件不变时，电压表的示数增大，符合题意，B正确。光照增强时，光敏电阻的阻值减小，外电路总电阻减小，总电流增大，路端电压随之减小，而R2的电压增大，则并联部分的电压减小，电压表的示数减小；同理可得光照减弱，其他条件不变时，电压表的示数增大，故D正确，C错误。
9.如图所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S，下列说法正确的有( )
A．路端电压为10 V
B．电源的总功率为10 W
C．a、b间电压的大小为5 V
D．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1 A
解析：选AC 根据串并联电路的特点可得，外电路总电阻为10 Ω，根据闭合电路的欧姆定律得通过电源的电流为I＝ A＝1 A，则路端电压为U＝IR外＝10 V，选项A正确；电源的总功率P＝EI＝12 W，选项B错误；若取电源负极的电势为0，则a点电势为φa＝2.5 V，b点电势为φb＝7.5 V，a、b间电压的大小为5 V，选项C正确；a、b间用导线连接起来后外电路总电阻为7.5 Ω，电路的总电流为I＝ A≈1.26 A，选项D错误。
三、计算题
10.(2019·盐城一模)旋转磁极式发电机通过磁极的旋转使不动的线圈切割磁感线而产生感应电流，其原理示意图如图所示，固定不动的单匝矩形线圈abcd的电阻为r，外电阻为R，磁场绕转轴OO′匀速转动，角速度为ω。图中的电压表为理想电表，示数为U。求：
(1)发电机线圈内阻消耗的功率；
(2)从图示位置开始计时，t＝0时，通过外电阻R的电流及方向；
(3)从图示位置开始计时，t＝时，穿过矩形线圈abcd的磁通量。
解析：(1)根据热功率公式可知，Pr＝2r；
(2)旋转磁极式发电机产生正弦式交变电流，根据正弦式交变电流的最大值与有效值的关系可知，Umax＝U，所以t＝0时，通过外电阻R的电流I＝，根据“楞次定律”可知，电流方向为自左向右；
(3)从图示位置开始计时经过，线圈转到中性面位置，磁通量Φ＝BS，Emax＝BSω，
又Emax＝I(R＋r)＝
联立以上各式可解得：Φ＝。
答案：(1)2r (2) 方向自左向右 (3)
11.如图所示，水平导体棒ab质量为m、长为L、电阻为R0，其两个端点分别搭接在竖直平行放置的两光滑金属圆环上，两圆环半径均为r、电阻不计。阻值为R
的电阻用导线与圆环相连接，理想交流电压表V接在电阻两端。整个空间有磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。导体棒ab在外力F作用下以角速度ω绕两圆环的中心轴OO′匀速转动，产生正弦交流电。已知重力加速度为g。求：
(1)导体棒ab沿环运动过程中受到的安培力最大值Fm；
(2)电压表的示数U和导体棒从环的最低点运动到与环心等高处过程中通过电阻R的电荷量q；
(3)导体棒ab从环的最低点运动半周到最高点的过程中外力F做的功W。
解析：(1)导体棒ab产生的最大感应电动势
Em＝BLv＝BLωr
根据欧姆定律可得：I＝
受到的安培力最大值：Fm＝BIL
解得：Fm＝。
(2)电动势的有效值为：E＝
通过电阻R的电流I＝
电压表的示数U＝IR
解得：U＝
导体棒从环的最低点运动到与环心等高处过程产生的平均感应电动势＝
通过电阻R的电荷量q＝·Δt＝·Δt
磁通量的变化量ΔΦ＝BLr
解得：q＝。
(3)此过程安培力做的功为：W安＝－I2(R＋R0)·
由动能定理有：W＋W安－mg·2r＝0
解得：W＝2mgr＋。
答案：(1) (2) (3)2mgr＋
