1、第2讲 直流电路、交流电路一、选择题：每小题给出的四个选项中，第14题只有一项符合题目要求，第57题有多项符合题目要求1(2019年河北石家庄模拟)在如图所示的电路中，R0为定值电阻，R为光敏电阻(光照减弱时阻值增大)，C为电容器，现减弱对光敏电阻R光照的强度，下列说法正确的是()A电流表的示数减小B电容器C的电荷量减小C电压表的示数变小D电源内部消耗的功率变大【答案】A2(2019年黑龙江名校模拟)如图所示，N匝矩形导线框以角速度绕对称轴OO匀速转动，线框面积为S，线框电阻均不计，在OO左侧有磁感应强度为B的匀强磁场，外电路接有电阻R和理想电流表A，那么可以确定的是()A从图示时刻起，线框产
2、生的瞬时电动势为eNBSsin tB电流表的示数INBSCR两端电压有效值UNBSD一个周期内R的发热量为Q【答案】B【解析】由图可知，线圈只有一半在磁场中，故产生的电动势的最大值为EmNB，故电动势的瞬时表达式为esin t，A错误；电流表的示数为INBS，B正确；R两端电压的有效值UENBS，C错误；一个周期内的发热量QI2RT2R，D错误3(2019年百校联盟保温金卷)如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，R1、R2、R3均是可变电阻，将S1、S2都闭合，下列说法正确的是()A只将R1阻值调大，C1、C2的带电量都增大B只将R3的阻值调大，C1的带电量都减小C只断开开关S2，C1、C2的带
3、电量都增大D只断开开关S1，C1、C2的带电量均不变【答案】C4(2018年安徽马鞍山二模)图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为11 000，降压变压器原、副线圈匝数比为1 0001，输电线的总电阻为1 000 .若升压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为220 V下列说法正确的是() A输电线中的电流为3 AB电站输出的功率为7 500 kWC输电线路损耗功率为90 kWD用户端交变电流的频率为100 Hz【答案】B【解析】由图乙知升压变压器输入端电压的最大值为Um250 V，有效值为U1250 V，根据，得副线圈两端的电压U2U1250 V2.50105 V；用户端电压
4、为220 V，根据，得降压变压器原线圈的电压U3U4220 V2.2105 V，故输电线上损失的电压为UU2U33104 V，则输电线上的电流为I A30 A，电站的输出功率为P1P2U2I7 500 kW，输电线路损耗功率为PI2R900 kW，由乙图可知，原线圈交变电流的周期为T0.02 s，则频率为f50 Hz.故用户端交变电流的频率为50 Hz.故ACD错误，B正确5(2019年河北衡水模拟)如图所示，边长L20 cm的单匝闭合正方形线框ABCD在范围足够大的匀强磁场中以2 rad/s的角速度绕轴OO匀速转动，线框的电阻R2 ，磁感应强度大小B01 T，方向与OO成30角斜向右下方，t
5、0时刻，线框平面与磁场方向平行，则下列说法正确的是()A穿过线框的磁通量0.02sin(2t) WbB回路中电流的有效值为 ACt s至t s内，线框中产生的焦耳热为2104 JD线框转动过程中，0.5 s内通过线框某截面电荷量的最大值为0.02 C【答案】AD【解析】将磁场分解为水平方向和竖直方向两个分量，则穿过线圈的磁通量为0.02sin(2t) Wb，选项A正确；回路中电动势最大值emB0sin 30L20.04 V，回路中电流有效值为I A，选项B错误；t s至t s内线框中电流有效值小于 A，产生的焦耳热小于2104 J，选项C错误；通过线框某截面的电荷量q，0.5 s内通过线框磁通
6、量变化量的最大值为2B0sin 30L20.04 Wb，故0.5 s内通过线框某截面电荷量的最大值为0.02 C，选项D正确6(2019年江西师大附中联考)某课外探究小组设计了一个电路，如图所示，一理想变压器的原线圈匝数为n1，连接一理想电流表；副线圈接入电路的匝数n2可以通过滑动触头调节，副线圈接有定值电阻R0和压敏电阻R(R的阻值会随压力的增大而变小)，物块m置于压敏电阻上，保持原线圈输入电压不变，则()A原、副线圈电流之比为n1n2B只使n2增大，电流表示数变大C只增大物块对R的压力，电流表示数变大D只增大物块对R的压力，原线圈的输入功率变小【答案】BC7(2019年武汉武昌调研)如图甲
7、所示的电路中，变压器原、副线圈匝数比为21，L1、L2、L3是规格均为“10 V5 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表闭合开关S后，该变压器cd输入端交变电压u的图象如图乙以下说法正确的是() Aab输入端电压的瞬时值表达式为Uab20sin 100tBab输入端输入功率Pab15 WC电流表的示数为1 A，且三只灯泡均正常发光D若断开开关S，电压表V的示数将变小【答案】BC【解析】由cd输入端交变电压最大值为20 V，有效值是U20 V，副线圈电压为UU10 V，所以副线圈两只灯泡均能正常发光灯泡的额定电流I0 A0.5 A；电流表的读数为I22I01 A，原线圈电流为I1I20.5 A
8、，所以原线圈的灯泡也能正常发光，ab输入端电压为UabUUL320 V10 V30 V；输入端电压的瞬时值表达式为uab30sin(100t) V，A错误，C正确三个灯泡都正常发光，所以ab输入端输入功率Pab300.5 W15 W，故B正确；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L3的电流减小，L3上消耗的电压减小，原线圈上的电压降减小，所以电压表V读数将变大，故D错误二、非选择题8(2019年苏州模拟)如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，极板长l80 cm，两板间的距离d40 cm，电源电动势E40 V，内电阻r1 ，电阻R15 ，闭合开关
9、S，待电路稳定后，将一带负电的小球从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v04 m/s水平向右射入两板间，该小球可视为质点若小球带电荷量q1102 C，质量为m2102 kg，不考虑空气阻力，电路中电压表、电流表均是理想电表若小球恰好从A板右边缘射出(g取10 m/s2)求：(1)滑动变阻器接入电路的阻值；(2)此时电流表、电压表的示数；(3)此时电源的输出功率【答案】(1)24 (2)1 A39 V(3)39 W【解析】(1)设小球在板间飞行时间为tt s0.2 s根据dat2得小球在电场中的飞行加速度a m/s220 m/s2对小球根据牛顿第二定律得qmgma，解得UAB V24 V所以滑
10、动变阻器两端电压U滑UAB24 V设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律得I A1 A滑动变阻器接入电路的阻值R滑24 .(2)此时电流表的示数为1 A电压表的示数为UEIr(4011) V39 V.(3)电源的输出功率P出IU39 W.9如图甲所示，光滑金属导轨abcdef由水平平行导轨abef和半径为r的四分之一圆弧导轨bcde组成，两导轨在b、e处平滑连接，导轨的间距为L，电阻不计在轨道的顶端c、d间接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B.现有一根长度也为L、质量为m且电阻不计的金属棒，在水平拉力F作用下从水平轨道的af处由静止开始做匀加速直线运动，在水
11、平导轨上运动的时间为t0；接着通过调节拉力使金属棒沿圆弧做匀速圆周运动至cd处，已知金属棒在af和be之间运动时拉力随时间变化的关系图象如图乙所示(其中F0、t0为已知量)求：(1)金属棒做匀加速运动的加速度大小；(2)金属棒沿四分之一圆弧做匀速圆周运动的过程中拉力做的功【答案】(1)a(2)Wmgr【解析】(1)金属棒做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得Fma即Fmat由图象可知，运动的时间为t0时，FF0代入解得a.(2)金属棒沿四分之一圆弧做匀速圆周运动，经过时间t，感应电流Icost且v0at0则此过程中电路产生的焦耳热为Q2R由能量守恒得Wmgrmgr.10(2019年枣阳模拟)如图甲
12、所示，发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具，它在飞起时能够持续闪烁发光某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化：如图乙所示，半径为L的导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴O1O2以角速度匀速转动，圆环上接有电阻均为r的三根金属辐条OP、OQ、OR，辐条互成120角在圆环左半部分分布着垂直圆环平面向下磁感应强度为B的匀强磁场，在转轴O1O2与圆环的边缘之间通过电刷M、N与一个LED灯相连(假设LED灯电阻恒为r)其他电阻不计，从辐条OP进入磁场开始计时(1)在辐条OP转过60的过程中，求通过LED灯的电流；(2)求圆环每旋转一周， LED灯消耗的电能；(3)为使LED灯闪烁发光时更亮，可采取哪些改进措施
13、？(请写出三条措施)提示：由n个电动势和内电阻都相同的电池连成的并联电池组，它的电动势等于一个电池的电动势，它的内电阻等于一个电池的内电阻的n分之一【答案】(1)(2)(3)增大角速度，增强磁场，增加辐条的长度，减小辐条的电阻等等【解析】(1)在辐条OP转过60的过程中， OP、OQ均处在磁场中，电路的电动势为EBL2电路的总电阻为Rr由闭合电路欧姆定律，电路的总电流为I通过LED灯的电流I1I.(2)设圆环转动一周的周期为T，在辐条OP转过60的过程中，LED灯消耗的电能Q1Ir在辐条OP转过60120的过程中，仅OP处在磁场中，电路的电动势为EBL2电路的总电阻为Rrr由闭合电路欧姆定律，电路的总电流为I通过LED灯的电流I2I LED灯消耗的电能Q2Ir圆环每旋转一周，LED灯珠消耗的电能发生三次周期性变化所以Q3(Q1Q2).(3)例如：增大角速度，增强磁场，增加辐条的长度，减小辐条的电阻等