1、第1讲 直流电路与交流电路 (45分钟)基础题组专练1在如图所示的电路中，电阻R2 。断开S后，电压表的读数为3 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，则电源的内阻r为()A1 B2 C3 D4 解析：当断开S时，电压表的读数等于电源的电动势，即E3 V；当闭合S时，有UIR，又由闭合电路欧姆定律可知，I，联立解得r1 ，A正确，B、C、D错误。答案：A2(多选)(2020高考江苏卷)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时()A车灯的电流变小B路端电压变小C电路的总电流变小D电源的总功率变大解析：汽车启动时，车灯变暗，I灯减小，
2、U灯减小，路端电压变小，则总电流变大，故A、B正确，C错误；由PIE知电源的总功率变大，D正确。答案：ABD3(2020北京市大兴区高三下学期5月模拟)如图(a)(b)(c)(d)(e)过程是交流发电机发电的示意图。线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。下列说法正确的是()A图(a)中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量变化率最大B从图(b)开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系是iImsin tC当线圈转到图(c)位置时，感应电流最小，且感应电流方向改变D当线圈转到图(d)位置时，感应电动势最
3、大，ab边感应电流方向为ab解析：图(a)中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，但磁通量变化率最小为零，故A错误；从图(b)开始计时，线圈产生的感应电动势最大，形成的感应电流最大，线圈中电流随时间变化的关系是iImcos t，故B错误；当线圈转到图(c)位置时，线圈位于中性面位置，此时感应电流最小，且感应电流方向改变，故C正确；当线圈转到图(d)位置时，感应电动势最大，根据楞次定律可知ab边感应电流方向为ba，故D错误。答案：C4如图所示，理想变压器的原线圈接在u220sin 100t V的交流电源上，副线圈接有R55 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为21，电流表、电压表均为理想电表。下列说法
4、正确的是()A原线圈的输入功率为220 WB电流表的读数为1 AC电压表的读数为110 VD副线圈输出交流电的周期为50 s解析：电表的读数均为有效值，原线圈两端电压有效值为220 V，由理想变压器原、副线圈两端电压与线圈匝数成正比，可知副线圈两端电压有效值为110 V，C错误；流过电阻R的电流为2 A，可知负载消耗的功率为220 W，根据能量守恒可知，原线圈的输入功率为220 W，A错误；由PUI可知，电流表的读数为1 A，B正确，由交变电压瞬时值表达式可知，100 rad/s，周期T0.02 s，D错误。答案：B5市区某学校创建绿色校园，新装了一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制。
5、路灯的亮度可自动随周围环境亮度的改变而改变。如图为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻(光照强度增加时，其电阻值减小)。现增加光照强度，则下列判断正确的是()A电源总功率不变 BA灯变亮，B灯变暗CR0两端电压变大 D电源路端电压不变解析：光照强度增加时光敏电阻的阻值变小，则干路电流变大，电源的总功率PEI变大，选项A错误；内电压因电流变大而变大，路端电压减小，流过A灯的电流变小，A灯变暗，选项B、D错误；干路电流增大，A灯的电流变小，故通过R0的电流变大，R0两端电压变大，选项C正确。答案：C6(2020重庆巴蜀中学模拟)电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R
6、2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路。当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时，下列说法正确的是()A定值电阻R2的电功率减小B电压表和电流表的示数都减小C电压表的示数增大，电流表的示数减小DR中电流变化的绝对值小于电流表示数变化的绝对值解析：当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时，R接入电路的电阻减小，总电阻减小，干路电流增大，内电压增大，路端电压减小，电压表的示数减小，R2的电压增大，电功率增大，R1的电压减小，电流表的示数减小，A、C错误，B正确；因为总电流增大，电流表的示数减小，所以R中电流增大，并且R中电流变化的绝对值大于电流表示数变化的绝对值，D错误。答案：B7(多选)(2020广东惠州一中
7、模拟)如图所示，C16 F，C23 F，R13 ，R26 ，电源电动势E18 V，内阻不计。下列说法正确的是()A开关S断开时，a、b两点电势相等B开关S闭合后，a、b两点间的电流是2 AC开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大D不论开关S断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带的电荷量大解析：S断开时外电路处于断路状态，两电阻中无电流通过，电阻两端电势相等，由图知a点电势与电源负极电势相等，而b点电势与电源正极电势相等，A错误。S断开时两电容器两端电压都等于电源电动势，而C1C2，由QCU知此时Q1Q2，当S闭合时，稳定状态下C1与R1并联，C2与R2并联，电路中电流I2 A
8、，此时两电阻两端电压分别为U1IR16 V，U2IR212 V，则此时两电容器所带电荷量分别为Q1C1U13.6105 C，Q2C2U23.6105 C，对电容器C1来说，S闭合后其两端电压减小，所带电荷量也减小，故B、C正确，D错误。答案：BC8(2020福建厦门高三下学期5月质检)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2115，原线圈接u1220sin 100t V的交流电，电阻R1R250 ，D为理想二极管，则()AR2两端的电压为100 VBR2两端的电压为100 VC原线圈的输入功率为300 WD原线圈的输入功率为400 W解析：根据可得，副线圈两端的电压的有效值为U2100
9、V，由于二极管具有单向导电性，因此R2消耗的功率是没有二极管时的一半，根据P可求出R2两端电压的有效值为U250 V，A、B错误；R1消耗的功率P1200 W，R2消耗的功率是R1的一半，因此两个电阻消耗的总功率P总100 W200 W300 W，变压器输入功率与输出功率相等，因此原线圈输入的功率为300 W，C正确，D错误。答案：C能力题组专练9如图甲所示，电动势为E、内阻为r的电源与R6 的定值电阻、滑动变阻器RP、开关S组成串联回路，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示。下列说法正确的是()A电源的电动势E V，内阻r4 B图乙中Rx2.5 C定值电阻R消
10、耗的最大功率为0.96 WD调整滑动变阻器RP的阻值可以得到该电源的最大输出功率为1 W解析：当RPRr10 时，滑动变阻器消耗的功率最大，R6 ，可得内阻r4 ，最大功率P0.4 W，解得E4 V，选项A错误；滑动变阻器的阻值为4 时消耗的功率与阻值为Rx时消耗的功率相等，有4 Rx(Rr)2，解得Rx25 ，选项B错误；当回路的电流最大时，定值电阻R消耗的功率最大，故最大功率为()2R0.96 W，选项C正确；当外电路电阻与内阻相等时，电源输出功率最大，本题中定值电阻R的阻值已经大于内阻的阻值，故滑动变阻器RP的阻值为零时，电源的输出功率最大，最大功率为()2R0.96 W，选项D错误。答
11、案：C10(多选)(2020河南郑州一模)如图甲所示，变压器原、副线圈上有L1、L2、L3、L4四只灯泡，它们的规格都是“9 V12 W”，当在该变压器cd端输入交变电压u(ut图像如图乙所示)时，四只灯泡都正常发光，各电表均为理想交流电表。以下说法正确的是()Aab端输入电压的瞬时值表达式为uab27sin 100t VB原、副线圈匝数比为31C流过灯泡L2的电流方向每秒钟改变50次D电流表的示数为4 A，ab端输入的功率Pab为48 W解析：由变压器cd端输入交变电压u的图像，可求出其有效值为27 V，灯泡规格都是“9 V12 W”，四只灯泡都正常发光，所以ab端输入电压的有效值是27 V
12、9 V36 V，交流电的周期是0.02 s，故ab端输入电压的瞬时值表达式为uab36sin 100t V，A错误；四只灯泡都正常发光，所以副线圈电压为9 V，根据理想变压器电压比规律可得出变压器原、副线圈匝数比为31，B正确；由图像知交流电的周期为0.02 s，交流电的频率为50 Hz，流过灯泡L2的电流方向每秒钟改变100次，C错误；电流表的示数为I3 A4 A，ab端输入的功率Pab412 W48 W，D正确。答案：BD11(2020北京市海淀区高三下学期5月检测)如图所示，理想变压器的原线圈通过保险丝接在一个交变电源上，交变电压瞬时值随时间变化的规律为U220sin t V，副线圈所在
13、电路中接有电灯L、电阻R、理想交流电压表和理想交流电流表。已知理想变压器原、副线圈匝数比为51，电灯额定功率为44 W，电阻阻值为22 ，电灯以额定功率正常工作，则()A电压表示数为62.5 VB电流表示数为2 AC通过保险丝的电流为15 AD电阻消耗的功率为88 W解析：已知交变电压瞬时值随时间变化的规律为U220sin t V，则原线圈电压的有效值为U1 V220 V，根据，解得U244 V，即电压表示数为44 V，故A错误；灯泡与电阻并联，所以灯泡两端的电压与电阻、副线圈两端电压相等，对于灯泡，由于灯泡正常工作，因此有PLU2IL，对于电阻，根据欧姆定律可得IR，又因为I2ILIR，代入
14、数据得IR2 A，I23 A，即电流表示数为3 A，故B错误；根据，可得I10.6 A，因此通过保险丝的电流为0.6 A，故C错误；根据公式PRU2IR，代入数据解得PR88 W，即电阻消耗功率为88 W，故D正确。答案：D12(多选)图甲为一种自耦变压器(可视为理想变压器)的结构示意图。线圈均匀绕在圆环形铁芯上，滑动触头P在某一位置，在B、C间接一个交流电压表和一个电阻R。若A、B间输入图乙所示的交变电压，则()At1102 s时，电压表的示数为零BA、B间输入电压的瞬时值为u220sin 100t VC滑动触头P顺时针转动时，R两端的电压增大D滑动触头P逆时针转动时，A、B间输入功率增大解
15、析：电压表的读数为有效值，不为零，故A错误；由图乙可知T2102 s，故f50 Hz，2f100 rad/s，所以A、B间输入电压的瞬时值表达式为u220sin 100t V，故B正确；滑动触头P顺时针转动时，n2变小，根据变压器电压关系知，R两端的电压减小，故C错误；滑动触头P逆时针转动时，n2变大，根据变压器电压关系知，R两端的电压增大，因输入功率等于输出功率P入P出，所以滑动触头P逆时针转动时，A、B间输入功率增大，故D正确。答案：BD13(多选)(2020山东滨州质检)如图甲所示，一理想变压器原线圈匝数为n1，副线圈匝数为n2，电流表和电压表是理想电表，副线圈接有“220 V220 W
16、”的抽油烟机和“220 V40 W”的白炽灯。如果原线圈电压按图乙所示规律变化，抽油烟机正常工作，则下列说法正确的是()A理想变压器原、副线圈的匝数比B电流表A2的示数为1 A，电压表的示数为220 VC抽油烟机的内阻为220 D变压器的输入功率为260 W解析：原线圈两端电压为U1 V2 200 V，抽油烟机正常工作，则副线圈两端电压U2220 V，理想变压器原、副线圈的匝数比，故A正确；电流表A2的示数为I2 A A1.18 A，电压表的示数为220 V，故B错误；抽油烟机正常工作时不符合欧姆定律，所以根据题中条件无法计算其内阻，故C错误；变压器的输入功率等于输出功率，即为P入P出220
17、W40 W260 W，故D正确。答案：AD14如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴OO以角速度匀速转动，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为12，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处于图示位置开始计时。下列判断正确的是()A交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为eNBL2sin tB变压器的输入功率与输出功率之比为21C电压表V的示数为NBL2D若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均减小解析：图示线圈位置是与中性面垂直的位置，从图示位置开始计时，感应电动势
18、的瞬时值表达式为eNBL2cos t，A错。理想变压器的输入功率与输出功率相等，B错。原线圈电压的有效值U1NBL2，由得U2NBL2，由于二极管的单向导电性，副线圈中只有半个周期内有电流，设电压表示数为U，根据有效值的定义得T，所以电压表的示数UNBL2，C对。若将滑动变阻器的滑片向下滑动，副线圈的总阻值增大，原线圈电压不变，副线圈电压也不变，电压表示数不变，由欧姆定律得副线圈的电流变小，原线圈中的电流也变小，电流表示数变小，D错。答案：C15(多选)在如图甲所示的远距离输电示意图中，变压器均为理想变压器。升压变压器原、副线圈匝数比为1100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为10
19、0 。降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小。电压表V显示加在报警器上的电压(报警器未画出)。未出现火情时，升压变压器的输入功率为750 kW。下列说法正确的是()A降压变压器副线圈输出的交变电流频率为50 HzB输电线中的电流为60 AC输电线路损耗的功率为90 kWD当传感器R2所在处出现火情时，电压表V的示数变大解析：由图乙知交变电流的周期T0.02 s，所以降压变压器副线圈输出的交变电流频率为f50 Hz，选项A正确；由图乙知升压变压器输入端电压有效值为250 V，根据电压与匝数成正比知，副线圈电压为25 000 V，所以输电线中的电流为I30 A，选项B错误；输电线损失的电压为UIR30100 V3 000 V，输电线路损耗的功率为PUI90 kW，选项C正确；当出现火情时，传感器R2的阻值减小，升压变压器副线圈两端电压U2不变，由I2U2IRI(R1R2)，I2n3I3n4，得U2I2R(R1R2)，因为R2减小，U2不变，则I2增大，输电线上电压损失增大，降压变压器原、副线圈两端电压都减小，且定值电阻的分压增大，所以电压表V的示数变小，选项D错误。答案：AC
