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1、专项练8恒定电流和交变电流1.(2019四川眉山中学检测)如图所示,n匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中,线框面积为S,电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO以角速度匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,变压器副线圈接入一只额定电压为U的灯泡,灯泡正常发光,从线框通过中性面开始计时,下列说法正确的是() A.图示位置穿过线框的磁通量变化率最大B.灯泡中的电流方向每秒改变2次C.线框中产生感应电动势的表达式为e=nBSsin tD.变压器原、副线圈匝数比值为nBSU2.(多选)(2019贵州贵阳摸底)如图所示,理想变压器的原线圈接在u=2202sin 100t(V)的交流电
2、源上,副线圈接有阻值为44 的负载电阻R,该变压器的原、副线圈的匝数比为51,图中电流表、电压表均为理想电表,则()A.电流表的示数为0.20 AB.电压表的示数为442 VC.原线圈的输入功率为44 WD.副线圈输出交流电的频率为10 Hz3.如图所示,R1=R,R2=2R,R3=3R,R4=4R,电源负极接地,闭合开关S稳定后,电容器带电荷量为Q1;断开开关S将R1和R3的位置互换,开关重新闭合稳定后,电容器带电荷量为Q2,则Q1和Q2的比值为()A.1B.14C.15D.194.(多选)(2019山东昌邑一中检测)如图所示,图甲是一理想变压器,原、副线圈的匝数比为1001。若向原线圈输入
3、图乙所示的正弦交变电流,图中RT为热敏电阻(阻值随温度升高而变小),R1为可变电阻,电压表和电流表均为理想电表,下列说法中正确的是()A.在t=0.005 s时,电压表的示数约为50.9 VB.变压器原、副线圈中的电流之比为1001C.RT温度降低时,适当增大R1可保持RT两端的电压不变D.RT温度升高时,电压表的示数不变、电流表的示数变大5.(2019四川宜宾一中模拟)如图所示,一理想变压器原线圈与每个副线圈的匝数比均为31,原线圈与每个副线圈所连的电阻阻值均为R,原线圈接220 V的正弦交变电流,副线圈n2回路中电阻两端的电压为UR2,原线圈电阻与每个副线圈电阻消耗的功率的比值均为k。则(
4、)A.UR2=60 Vk=49B.UR2=60 Vk=23C.UR2=2203 Vk=49D.UR2=2203 Vk=236.(多选)如图所示为某山区小型水电站的电能输送示意图,发电机输出的电压和输电线路上的电阻恒定,用电器均为纯电阻元件,当用电高峰来临时,下列判断正确的是()A.用电器等效电阻R0变大B.升压变压器T1的输出电压变大C.降压变压器T2的输出电压变小D.输电线路总电阻R上消耗的功率变大7.如图甲所示的变压器电路中,理想变压器原、副线圈匝数之比为12,a、b输入端输入如图乙所示的交变电流,副线圈电路中电阻R=1 ,电路中的电流表、电压表都是理想电表,下列说法正确的是()A.电压表
5、的示数为210 VB.电流表的示数为10 AC.电阻R的功率为10 WD.电路中的电流在1 s内方向改变50次8.(2019河北石家庄长安模拟)两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向如图甲所示,左线圈连着正方形线框abcd,线框所在区域存在变化的磁场,取垂直纸面向里为正,磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示,不计线框以外的感生电场,右侧线圈连接一定值电阻R,下列说法中正确的是()A.t1时刻ab边中电流方向由ab,e点电势高于f点B.设t1、t3时刻ab边中电流大小分别为i1、i3,则有i1i3,e点与f点电势相等C.t2t4时间内通过ab边的电荷量为0,定值电阻R中无电流D.t5时刻ab边中电
6、流方向由ab,f点电势高于e点专项练8恒定电流和交变电流1.C解析 题图图示位置穿过线框的磁通量最大,但是磁通量的变化率为零,A错误;交变电流的周期为T=2,一个周期内电流方向改变两次,则灯泡中的电流方向每秒改变次,B错误;交变电流的电动势最大值:Em=nBS,则线框中产生感应电动势的表达式为e=nBSsin t,C正确;交变电流电压的有效值为U1=nBS2,则n1n2=U1U2=nBS2U,D错误。2.AC解析 由题可知,原线圈两端电压有效值为220 V,由理想变压器变压规律可知,副线圈两端电压即电压表示数为44 V,B项错误;由欧姆定律可知,通过负载电阻R的电流的有效值为1 A,根据理想变
7、压器变流规律可知,原线圈中电流即电流表示数为0.20 A,A项正确;原线圈输入功率P=U1I1=44 W,C项正确;由交流电源电压表达式可知,交变电流的频率为50 Hz,而理想变压器不改变交变电流的频率,D项错误。3.C解析 题中图示状态R1两端的电压等于电容器上极板的电势:1=R1R1+R3E=RR+3RE=14E电阻R2两端的电压等于电容器下极板的电势:2=R2R2+R4E=2R2R+4RE=13E电容器两极板间的电压U1=13E-14E=112E电容器所带的电荷量Q1=CU1=C112E=112CE断开开关S将R1和R3的位置互换,开关重新闭合稳定后,电阻R3两端的电压等于电容器上极板的
8、电势:1=R3R1+R3=3RR+3RE=34E电容器两端的电压U2=34E-13E=512E电容器所带的电荷量Q2=CU2=512CE可得Q1Q2=15,故C正确,ABD错误。故选C。4.CD解析 由题图乙可以知道交流电压最大值Um=362 V,有效值为36 V,即电压表的示数,A错误;原、副线圈的匝数比为1001,所以变压器原、副线圈中的电流之比为1100,B错误;RT温度降低时,电阻增大,在串联电路中适当增大R1可保持RT两端的电压不变,C正确;电压表的示数为输入电压,保持不变,RT温度升高时,阻值减小,电流表的示数变大,D正确。5.A解析 设原线圈电流为I1,则根据n1I1=2n2I2
9、,可得I2=1.5I1,由题意可知:I12R(1.5I1)2R=k,解得k=49,设原线圈电阻R上的电压为UR1,则UR12RUR22R=k,即UR1=kUR2,又220V-UR1n1=UR2n2,解得:UR2=60 V,A正确,B、C、D错误。6.CD解析 用电高峰来临时,用电器增多,用电器并联后的总电阻R0减小,选项A错误;由于升压变压器的输入电压一定,则输出电压一定,选项B错误;设输电线的输送电流为I,当R0减小时,I增大,输电线电阻R消耗的功率PR=I2R变大,选项D正确;降压变压器T2的输入电压减小,则输出电压也减小,选项C正确;故选CD。7.C解析 根据电流的热效应可知,输入电压的
10、有效值为U1,则有:222RT2+2222RT2=U12RT,解得:U1=102 V,根据U1U2=n1n2得:U2=10 V,故A错误;根据输入功率与输出功率相同可得:U1I1=U22R,解得:I1=210 A,故B错误;电阻消耗的功率为:P=U22R=10 W,故C正确;由题中乙图可知,在一个周期内电流改变2次,故1 s内电流方向改变的次数为:n=10.022=100次,故D错误。故选C。8.B解析 t1时刻磁场方向向里且均匀增加,根据楞次定律,线框中感应电流沿逆时针方向,ab边中电流方向由ab,根据法拉第电磁感应定律知,正方形线框中的感应电动势是恒定值,原线圈中电流值恒定,副线圈中不产生
11、感应电动势,e点电势等于f点电势,A错误;由法拉第电磁感应定律E=nt=nBtS,可知t1时刻磁感应强度的变化率小于t3时刻的磁感应强度变化率,E1E3,根据欧姆定律i=ER,得i1i3,原线圈中电流值恒定,副线圈中不产生感应电动势,e点电势等于f点电势,B正确;t2t4时间内磁感应强度均匀变化,磁通量均匀变化,有恒定感应电流通过ab,通过ab边的电荷量不为0,副线圈中磁通量不变,定值电阻中无电流,C错误;t5时刻磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度变小,磁通量减小,根据楞次定律得感应电流沿逆时针方向,ab边中电流方向由ab,磁感应强度的变化率增大,感应电流大小变大,穿过原、副线圈的磁通量增大,根据楞次定律,副线圈中感应电动势上正下负,因此e点电势高于f点,D错误。