1、课时作业10恒定电流和交变电流一、选择题(18题为单项选择题，911题为多项选择题)1在变电站里，经常要用交流电表监测电网上的强电流所用的器材叫电流互感器，如图所示，能正确反映其工作原理的是()解析：电流互感器把大电流变成小电流，测量时更安全，据变压器原理，I2I1，所以要求线圈匝数n2n1，原线圈要接在火线上，故本题只有A正确答案：A2在如图所示的电路中，E为电源，电源内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，V 为理想电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，将滑动变阻器的滑片向上移动，则()A电压表的示数变大B小灯泡消耗的功率变小C通过R2的电流变小D电源的内耗电压变大解析：将
2、滑动变阻器的滑片向上移动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路中的总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流减小，故R1两端的电压减小，并联部分电压增大，通过R2的电流变大，A、C错误；由并联电路的电流规律可知，流过灯泡的电流一定减小，故由PI2R可知，小灯泡消耗的功率变小，B正确；因电路中电流减小，故电源的内耗电压减小，D错误答案：B3(2017湖南省五市十校高三联考)如图所示，理想变压器原、副线圈中分别接有电阻R1、R2，R1R210 ，原、副线圈的匝数之比N1：N22：1，R2两端电压为10 V，则R1两端的电压为()A5 VB10 VC15 V D20 V解析：设R1两端的电压为U
3、R1，原、副线圈回路中电流分别为I1、I2，由理想变压器的电流关系I1：I2N2：N1，而I1，I2，联立以上三式并代入数据得UR15 V，所以选项A正确答案：A4(2017河北邢台质检)如图甲是远距离输电线路示意图，图乙是用户端电压随时间变化的图象，则()A发电机产生的交流电的频率是100 HzB降压变压器输出的电压有效值是340 VC输电线的电流仅由输送功率决定D仅增加升压变压器的副线圈匝数，其他条件不变，输电线上损失的功率减小解析：由乙图可知交流电的周期T0.02 s，则频率f50 Hz，变压器不改变交流电的周期与频率，则A错由乙图可知Um340 V，有效值U340 V，则B错输电线的电
4、流由输送功率和输送电压共同决定，则C错当仅增加升压变压器的副线圈匝数时，则输电电压增大，由PUI可知，输电电流减小，再由PI2R可知输电线上损失的功率减小，则D正确答案：D5(2017福建省毕业班质量检查)因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：n21：k，降压变压器T2的原、副线圈匝数比n3：n4k：1，模拟输电导线的电阻r3 ，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. B3C. 4 D9解析：由变压器的工作原理可知，变压器T1原线圈的电压为16 V，则副线圈的输出电压
5、为16k V，降压变压器T2的输出电压为15 V、输出电流为I4 A3 A，则降压变压器T2原线圈两端的电压为15k V、输入电流为 A，又16k V V，解得k3，B正确答案：B6如图所示，在同一水平面内有两根足够长的光滑水平金属导轨，间距为l，电阻不计，其左端连接一阻值为R的定值电阻两导轨之间存在着磁感应强度大小为B的磁场，磁场边界由多个半周期正弦曲线衔接而成，磁场方向如图所示当置于两金属导轨上的导体棒在水平外力F(图中未画出)作用下以速度v(较大)匀速向右运动，导体棒与两金属导轨垂直且始终接触良好，电压表和电流表均为理想交流电表，导体棒电阻不计，则()A由于磁场方向周期性变化，电流表示数
6、也周期性变化B电压表的示数在导体棒位于图中ab位置时最大C当导体棒运动到图中虚线cd位置时，水平外力F0D若导体棒运动的速度加倍，则导体棒在图中ab位置时水平外力F的瞬时功率也将加倍解析：当导体棒切割磁感线时，产生的感应电动势为EBLv，由于L按半周期的正弦规律变化，且磁场方向周期性变化，故这个过程产生正弦式变化的电流，电流表、电压表的示数均不变，故A、B错误；当导体棒运动到题图所示虚线cd位置时，感应电流为零，水平外力F0，故C正确；若导体棒运动的速率为2v，则导体棒在题图所示ab位置时，电流加倍，安培力大小加倍，所以水平外力F的瞬时功率将变为原来的4倍，D错误答案：C7如图所示的变压器，按
7、如图甲所示的交流电时，灯泡正常发光，电容器能正常工作，现将电源换成如图乙所示的交流电，则()A由于乙交变电流的周期短，因此灯泡比第一次亮B由于乙的频率比甲的大，因此电容器有可能被击穿C无论接甲电源，还是接乙电源，若滑动触头P向上移动，灯泡都变暗D若将原线圈n1的匝数增加，灯泡消耗的功率将变大解析：灯泡的亮度与周期无关，取决于有效值，故A错误；电容器的击穿电压取决于电压的最大值，与频率无关，故B错误；无论接哪个电源，输入电压相同，滑片向上移动时，接入电阻增大，则灯泡均变暗，故C正确；若将副线圈n1的匝数增加，则输出电压将减小，故灯泡消耗的功率将变小，故D错误答案：C8(2017广西重点高中高三一
8、模)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为21，a、b端接入一正弦式交流电源L1、L2为两只规格均为“22 V，6 W”的灯泡，两电表为理想交流电表当滑动变阻器的滑片P处于中间位置时，两灯泡恰好都正常发光下列说法正确的是()A电流表示数为0.27 AB电压表示数为44 VC滑片P向下移动时，灯泡L2将变暗D滑片P向上移动时，灯泡L1将变暗解析：由于原、副线圈匝数比为2 ：1，则原、副线圈电流比为1：2，因两灯泡正常发光，所以原线圈电流为 A，则副线圈电流为 A0.55 A，A错原、副线圈两端电压比为2：1，副线圈两端电压为22 V，所以原有线圈两端电压为44 V，B对滑片P向下移动时，副线圈
9、电路的电阻变小，电流变大，则原线圈电路中电流也变大，即通过灯泡L2的电流变大，灯泡L2可能变亮或烧毁，C错滑片P向上移动时，通过灯泡L2的电流变小，原线圈两端电压变大，则副线圈两端电压也变大，灯泡L1可能变亮或烧毁，D错答案：B9如图所示，平行金属板中带电质点P原来处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，R1的阻值和电源内阻r相等将滑动变阻器R4的滑片向b端移动，则()AR3上消耗的功率增大B电流表读数减小，电压表读数增大C电源的输出功率增大D质点P将向下运动解析：将滑动变阻器R4的滑片向b端移动，其接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知干路电流I增大电容器
10、极板间的电压等于R3两端的电压R4减小，并联部分的总电阻减小，则R3的电压减小，R3上消耗的功率减小，电容器极板间场强减小，质点P所受的电场力减小，所以质点P将向下运动流过电流表的电流IAII3，I增大，I3减小，则IA增大，所以电流表读数增大R4的电压U4U3U2，U3减小，U2增大，则U4减小，所以电压表读数减小由于R1的阻值和电源内阻r相等，则外电路总电阻大于电源的内阻r，当外电阻减小时，电源的输出功率增大，A、B错误，C、D正确答案：CD10(2017福建莆田质检)如图(甲)所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n22：1，电压表和电流表均为理想电表，二极管为理想二极管，灯泡电阻R55
11、 ，原线圈两端加如图(乙)所示的电压，下列说法正确的是()A电流表的读数为 AB电压表的读数为110 VC灯泡L的功率为110 WD副线圈两端电压为110 V解析：原线圈两端电压的有效值为U1 V220 V，副线圈两端的电压为U2220 V110 V，正向导通时电流为I2 A2 A，电流表的示数为有效值I，则有I2RTIR，得I A，则选项A正确、D错误；电压表的示数为UIR55 V，故选项B错误；灯泡L的功率为PI2R( A)255 W110 W，故选项C正确答案：AC11(2017江西省五校高考模拟)如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，电阻不计，绕OO轴在水平方向的磁感应强度为B的
12、匀强磁场中以角速度做匀速转动，从图示位置开始计时，矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻R0和滑动变阻器R，下列判断正确的是()A矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为eNBScostB矩形线圈从图示位置经过时间内，通过电流表A1的电荷量为0C当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电流表A1和A2示数都变小D当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表V1示数不变，V2和V3的示数都变小解析：初始位置是与中性面垂直的平面，则矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为eNBScost，选项A正确；是四分之一个周期，由Q可得，通过电流表A1的电荷量不为零，选项B错误；当滑动变阻器的滑片向
13、上滑动过程中，滑动变阻器的阻值变大，电路总电阻变大，电流表A2示数变小，结合可得，电流表A1示数也变小，选项C正确；当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表V1示数不变，结合，V2示数也不变，电压表V3示数变大，选项D错误答案：AC二、非选择题12如图所示，MN、PQ是两条水平、平行放置的光滑金属导轨，导轨的右端接理想变压器的原线圈，变压器的副线圈与电阻R20 组成闭合回路，变压器的原副线圈匝数之比n1：n21：10，导轨宽L5 m质量m2 kg、电阻不计的导体棒ab垂直MN、PQ放在导轨上，在水平外力F作用下，从t0时刻开始在图示的两虚线范围内往复运动，其速度随时间变化的规律是v2sin20
14、t(m/s)垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度B4 T导轨、导线和线圈电阻均不计求：(1)ab棒中产生的电动势的表达式；ab棒中产生的是什么电流？(2)电阻R上的电热功率P.(3)从t0到t10.025 s的时间内，通过外力F所做的功解析：(1)ab棒中产生的电动势的表达式为EBLv40sin20t (V)故ab棒中产生的是正弦交变电流(2)设原线圈上电压的有效值为U1，则U120 V设副线圈上电压的有效值为U2，则解得U2200 V电阻R上的电热功率P4103 W(3)由以上分析可知，该正弦交流电的周期T0.1 s从t0到t10.025 s，经历了四分之一个周期设在这段时间内电阻R上产生的热量为Q，则Q100 J在t10.025 s时刻，ab棒的速度为v，则则v2sin20t12 m/s由能量守恒定律可得这段时间内外力F做的功WQmv2104 J答案：(1)见解析(2)4103 W(3)104 J