1、第一部分专题五电路和电磁感应第1讲直流电路和交流电路对应学生用书第140页限时45分钟；满分70分选择题(每小题5分，共70分)1(2019贵阳月考)阻值相等的三个电阻R、电容器C及电池E(内阻不计)连接成如图5113所示电路。保持S1闭合，开关S2断开，电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S2，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2，则Q1与Q2的比值为图5113A.B.C.D.解析开关S2断开时的等效电路如图甲所示，电路稳定时电容器两极板之间的电压为U1，电容器所带的电荷量为Q1 CU1；开关S2闭合后的等效电路如图乙所示，电路稳定时电容器两极板之间的电压为U2E，电容器所带的电荷量为
2、Q2CU2CE，则Q1Q212，即Q1与Q2的比值为，A正确。答案A2(多选)(2019南昌高三调研)如图5114甲所示，阻值均为 的三个相同的电阻接在原、副线圈匝数比为n1n221的理想变压器的输入和输出端，变压器的输入端通过一小型发电机供电，已知交流发电机线圈的匝数n10，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按如图乙所示的正弦规律变化，不计发电机线圈的内阻，A、V均为理想电表，则图5114A发电机电压的瞬时值表达式为e20cos 200t(V)B电压表的示数为 VC电流表的示数为2 AD三个电阻消耗的功率都相同且均为 W解析因为EmnBSnm20 V，故发电机电压的瞬时值表达式为e20cos 20
3、0t(V)，A正确；设通过副线圈中电阻R的电流为I，则副线圈的电流为2I，则有，则有I1I，三个电阻两端的电压相等，即有，可得U2 V，B错误；由欧姆定律可得I1 ，A、C错误；因为三个电阻的电压和电流都相同，故功率相等，其功率为PU2I W W，D正确。答案AD3(2019昆明质检)如图5115甲所示的电路中，理想变压器输入电压u随时间t按正弦规律变化如图乙所示。图甲中L1和L2为两个相同的小灯泡，小灯泡都标有“12 V,6 W”字样，电容器C的击穿电压为13 V，电压表和电流表均为理想交流电表。开关S1和S2都断开时，小灯泡L1正常发光。下列说法正确的是图5115A理想变压器的原、副线圈的
4、匝数比为31B输入电压u随时间t变化的规律为u48sin 100t(V)C闭合开关S1、断开开关S2时，电压表的示数为48 V，电流表的示数为0.25 AD闭合开关S2后，电容器C不会被击穿解析由图乙可知，原线圈输入电压为48 V，电流变化周期T0.04 s，根据小灯泡正常发光可知副线圈输出电压为12 V，根据变压器变压公式可知，理想变压器的原、副线圈的匝数比为4812 41，选项A错误；输入电压u随时间变化的规律为u 48sin V48sin (50t)(V)，选项B错误；闭合开关S1、断开开关S2时，变压器输入电压不变，电压表示数不变，根据变压器输入功率等于输出功率，P26 W12 W，可
5、知输入电流为0.25 A，电流表的示数为0.25 A，选项C正确；闭合开关S2后，电容器两端最大电压等于12 V，大于击穿电压13 V，电容器会被击穿，选项D错误。答案C4(2018天津卷)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5116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，则图5116AR消耗的功率变为PB电压表V的读数变为UC电流表A的读数变为2ID通过R的交变电流频率不变解析交流发电机产生的感应电动势最大值EmNBS，且有2n，所以当发电机线圈转速减半后，感
6、应电动势最大值减半，有效值减半，又理想变压器原、副线圈电压有效值之比等于原、副线圈匝数比，故电压表示数减为原来的一半，B项正确；由电功率P可知，变压器输出功率即R消耗的功率变为原来的，A项错误；由PUI可知，原线圈中电流减为原来的一半，C项错误；交流电的频率与发电机线圈转动角速度成正比，故D项错误。答案B5如图5117甲所示的电路中，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动，根据电路中电压表和电流表的数据描绘了如图乙所示的两条UI图线，则下列关于调节过程中说法正确的是图5117A图线乙是根据V1与A的示数描绘的B电源的内阻为0.5 C两图线交点处电源的输出功率最大D两图线交点处电源效率最大解析
7、由部分电路的欧姆定律可得，电压表V2和电流表A的示数的比值为定值电阻R0，三者之间满足关系：U2IR0，结合数学知识可得应为图线乙，A错误；由闭合电路欧姆定律：UEIr，结合数学知识可得图线甲为根据电压表V1与电流表A的示数描绘的，图线斜率的绝对值为电源内电阻大小，故有：r 1 ，B错误；图线的交点处表示两电压表示数相等，分析电路可知此时滑动变阻器分压为零，即此时滑动变阻器的电阻R0，由于R0 2 r1 ，故此时负载电阻最小，电源的输出功率最大，C正确；负载电阻越大，电源的效率越大，交点处负载电阻最小，电源效率最小，D错误。答案C6一自耦变压器如图5118所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接
8、在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈。在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中图5118AU2U1，U2降低 BU2U1，U2升高CU2U1，U2降低 DU2U1，U2升高解析由变压器的变压公式可知，由于原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2，因此有U2U1，当滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中，n2减小，因此U2降低，C正确。答案C7(2018江苏卷)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A55 kV B110 kV C44
9、0 kV D880 kV解析设输送功率为P，则有PUI，其中U为输电电压，I为输电电流。为使输电线上损耗的功率减小为原来的四分之一，由P损I2R(R为输电线的电阻，恒定不变)可知应使I变为原来的二分之一，又输送功率不变，则输电电压应变为原来的2倍，即440 kV，选项C正确。答案C8(2019山西省高三质量检测)如图5119，理想变压器的原、副线圈电路中接有四只规格相同的灯泡，原线圈电路接在电压恒为U0的交变电源上。当S断开时，L1、L2、L3三只灯泡均正常发光。若闭合S，已知灯泡都不会损坏，且灯丝电阻不随温度变化，则图5119A灯泡L1变亮 B灯泡L2变亮C灯泡L3亮度不变 D灯泡L4正常发
10、光解析当S断开时，设原线圈电流为I1，电压为U1，副线圈电流为I2，电压为U2，灯泡电阻为R，由变压器规律得，则U1U2I2R并2I1R并。因原线圈有灯泡，故U0I1RU1I1RI1R并；闭合S时R并减小，故I1增大，则灯泡L1变亮；变压器的输入电压减小，而匝数比不变，则变压器的输出电压减小，则灯泡L2和L3变暗，L4不能正常发光。故选项A正确，B、C、D错误。答案A9如图5120所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比n1n221，原线圈接正弦交变电流，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R。当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升。若电动机因摩擦造成的能量损失
11、不计，则图中电压表的读数为图5120A4IR B.C4IR D.IR解析电动机带动质量为m的重物以速度v匀速上升，电动机的输出功率等于克服重力做功的功率，P输出mgv，由I1I2n2n1，可知I22I，所以P热I22R4I2R，P2P输出P热mgv4I2R，由于是理想变压器，所以P1P2U1I，U14IR，因此选项A正确。答案A10(2019厦门市模拟)如图5121所示，电源电动势为E，内阻为r，电路中的R2、R3分别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)。当电键S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态，有关下列说法中正确的是图5121A只逐
12、渐增大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，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，电压表示数变大，带电微粒向下运动D若断开电键S，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动解析只逐渐增大R1的光照强度，R1的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，电阻R0消耗的电功率变大，R2两端的电压变大，电容器两端的电压增大，电容器所带电荷量变大，所以电阻R3中有向上的电流，故选项A正确；电路稳定时，电容器相当于断路，只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，对电路没有影响，故选项B错误；只调节电阻R2的滑动
13、端P1向下端移动时，与电容器并联部分的电阻变大，所以电容器两端的电压变大，电场力变大，带电微粒向上运动，故选项C错误；若断开电键S，电容器处于放电状态，电容器所带电荷量变小，故选项D错误。答案A11(多选)如图5122所示电路中，电阻R11 ，R23 ，R36 ，闭合开关S1后，当开关S2闭合时，电压表示数为7 V，当开关S2断开时，电压表示数为9 V，则下列说法正确的是图5122A电源的电动势为21 VB电源的内阻为3 C断开开关S2后，电源的输出功率增大D断开开关S2后，电源的效率增大解析设电源的电动势为E，内阻为r，闭合开关S1后，当S2闭合时，R2和R3并联，R232 ，U1，当S2断
14、开时，U2，解得E21 V，r3 ，选项A、B正确；S2闭合时，外电阻为3 ，等于电源内阻，此时电源的输出功率最大，S2断开时，外电阻为4 ，大于电源内阻，则电源的输出功率减小，选项C错误；断开开关S2后，外电阻增大，电源效率增大，选项D正确。答案ABD12(多选)一含有理想变压器的电路如图5123所示，正弦交流电源电压为U0，变压器原、副线圈匝数之比为31，电阻关系为R0R1R2R3，V为理想交流电压表，示数用U表示，则下列判断正确的是图5123A闭合开关S，电阻R0与R1消耗的功率之比为91B闭合开关S，电阻R0与R1消耗的功率之比为11C断开S，U0U113D断开S，U0U41解析闭合开
15、关S，设副线圈中经过每个电阻的电流为I，根据变压器输入功率等于输出功率可知，电阻R0中电流为I，由PI2R可知，电阻R0与R1消耗的功率之比为11，选项A错误，B正确；断开S，设副线圈每个电阻中电流为I，U1为原线圈两端电压，I1为原线圈电流，由2IUU1I1，U0U1I1R0，UIR0,2II131，联立解得U0U113，选项C正确，D错误。答案BC13(多选)电源的电动势为E，内阻为r，各电阻阻值如图5124所示，当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑到b端的过程中，下列说法正确的是图5124A电压表的示数U先增大后减小B电流表的示数I先增大后减小C电压表示数U与电流表示数I的比值不变D电压表示
16、数的变化量U与电流表示数的变化量I的比值不变解析当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑到b端的过程中，总电阻先增大后减小，电源的电动势和内阻不变，根据闭合电路欧姆定律可知总电流先减小后增大，则内电路电压先减小后增大，外电路电压先增大后减小。所以电流表的示数I先减小后增大，电压表的示数U先增大后减小，故选项A正确，B错误；电压表示数U与电流表示数I的比值表示外电阻，所以应先增大后减小，故选项C错误；设滑动变阻器的滑动触头P在某次滑动前后，电压表的示数分别为U1和U2，电流表的示数分别为I1和I2，根据闭合电路欧姆定律，有EU1I1r，EU2I2r。联立以上两式得r，故选项D正确。答案AD14(多选)某
17、小型电站电能输送的示意图如图5125所示，矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路，与副线圈相连的输送线路的电阻可等效为电阻R。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，线圈面积为S，转动角速度为，匝数为N，线圈电阻不计。下列说法正确的是图5125A将原线圈抽头P向上滑动时，用户的灯泡变暗B图示位置时，矩形线圈中瞬时感应电动势最大C若线圈abcd转动的角速度变为2，则变压器原线圈电压的有效值为NBSD用电高峰期，随着发电厂输出功率的增大，输电线上损耗的功率占总功率的比例不变解析矩形线圈abcd中产生交变电流，将原线圈抽头P向上滑动时，原线圈匝数变大，根据电压与匝数成正比知，输出电压减小，故灯泡会变暗，故选项A正确；线圈处于图示位置时，是中性面位置，矩形线圈中感应电动势的瞬时值为零，故选项B错误；若线圈转动的角速度变为2，根据电动势最大值公式可得Em2NBS，最大值增加为原来的2倍，有效值E也变为2倍，则变压器原线圈电压的有效值为NBS，故选项C正确；随着发电厂输出功率的增大，升压变压器的输出电压不变，则输电线电流增大，输电线损失电压增大，输电线上损耗的功率占总功率的比例增大，选项D错误。答案AC