2020高三物理三轮冲刺练习：热点9 直流电路和交流电路

热点9　直流电路和交流电路

1．下图为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的是(　　)

答案　C

解析　图A中是通过改变电介质而引起电容变化的，图B和图D是通过改变两极的正对面积而引起电容变化的，图C是通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的，选项C正确．

2．电线是家庭装修中不可或缺的基础建材，电线的质量直接关系到用电安全．某型号电线每卷长度为100 m，铜丝直径为1.6 mm.为检验其是否采用了导电性能比较差的劣质铜，现给整卷电线加上1.50 V恒定电压，测得通过电线的电流为1.20 A，由此可知此电线所用铜的电阻率约为(　　)

A．1.7×10－9 Ω·m   B．2.5×10－8 Ω·m

C．1.1×10－7 Ω·m   D．5.0×10－6 Ω·m

答案　B

解析　给整卷电线加上1.50 V恒定电压，测得通过电线的电流为1.20 A，则电线的电阻值为：R＝＝ Ω＝1.25 Ω；

又R＝ρ＝ρ＝

代入数据可得：ρ≈2.5×10－8 Ω·m，

故B正确，A、C、D错误．

3．(多选)下面列出不同品牌的电视机、电风扇、空调机和电冰箱铭牌上的主要项目：

根据铭牌上提供的信息，试判断下列说法正确的是(　　)

A．正常工作时电风扇中流过的电流最小

B．正常工作时电风扇消耗的电功率最小

C．在24小时内正常使用的电冰箱比连续运转的电风扇耗电多

D．在24小时内正常使用的电冰箱比连续运转的电风扇耗电少

答案　ABD

4．一理想变压器的原、副线圈的匝数比为2∶1，在副线圈的回路中接有理想交流电压表和阻值R＝10 Ω的定值电阻，如图1a所示．原线圈一侧接在如图b所示的交流电上，交流电的前半个周期为正弦交流电，后半个周期为恒定电流．理想交流电压表的示数为(　　)

图1

A．20 V   B．20 V

C．20 V   D．40 V

答案　C

解析　原线圈中电流的有效值满足关系：

I2RT＝2R×＋(－2)2R×

解得：I＝ A，又原、副线圈中的电流比为：＝，

所以I′＝2 A

理想交流电压表的示数为：U＝I′R＝20 V，故C正确，A、B、D错误．

5．图2甲为小型发电机的结构简图，通过线圈在两磁极间转动给小灯泡供电，已知小灯泡获得的交变电压如图乙．则下列说法正确的是(　　)

图2

A．甲图中理想交流电压表的示数为6 V

B．乙图中的0时刻就是甲图所示时刻

C．乙图中0.5×10－2 s时刻，穿过甲图中线圈的磁通量最小

D．乙图中1.0×10－2 s时刻，穿过甲图中线圈的磁通量最小

答案　C

解析　由题图乙可知交变电压的最大值是Um＝6 V，所以甲图中理想交流电压表的示数为U＝＝6 V，故A错误；乙图中的0时刻，感应电动势为零，甲图所示时刻穿过甲图中线圈的磁通量为零，感应电动势最大，故B错误；乙图中0.5×10－2 s时刻，感应电动势最大，穿过甲图中线圈的磁通量最小，故C正确；乙图中1.0×10－2 s时刻，感应电动势为零，穿过甲图中线圈的磁通量最大，故D错误．

6.如图3所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的7倍时，两灯泡均能正常发光．则灯泡a与b的功率之比为(　　)

图3

A．3∶1  B．1∶3  C．6∶1  D．1∶6

答案　D

解析　输入电压为U，则两灯泡正常发光时两端电压均为，变压器的匝数比＝＝，则＝＝，根据P＝IU可知灯泡a与b的功率之比为1∶6，故选D.

7．图4甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝5∶1，电阻R＝20 Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交流电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示．现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光的功率为P.下列说法正确的是(　　)

图4

A．输入电压u的表达式u＝20sin 50πt (V)

B．若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.4 W

C．若只断开S2后，L1、L2的功率均为

D．若只断开S2后，原线圈的输入功率为

答案　D

8．如图5，某住宅小区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成，发电机中矩形线圈电阻不计，它可绕轴OO′在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动．降压变压器副线圈上的滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示输电线电阻．下列判断正确的是(　　)

图5

A．若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值最大

B．当用户数目增多时，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向下滑动

C．若只将滑动触头P向下滑动，流过R0的电流将减小

D．若只将发电机线圈的转速减为原来的，用户获得的功率也将减为原来的

答案　B

解析　若发电机线圈某时刻处于题图所示位置，此时穿过线圈的磁通量为最大，但是磁通量的变化率最小，为零，感应电动势为零，变压器原线圈的电流瞬时值最小，为零，故A错误；当用户数目增多时，功率增加，输电线上的电压损失变大，用户得到的电压减小，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向下滑动，增大副线圈匝数，提高输出电压，故B正确；若滑动触头P向下滑动，副线圈的输出电压增大，但流过R0的电流是由用户和R0共同决定的，在用户不变的情况下，流过R0的电流将增大，故C错误；若线圈从中性面开始计时，发电机产生感应电动势的表达式为e＝NBSωsin ωt，ω＝2πn，若发电机线圈的转速减为原来的，感应电动势的最大值Em＝NBSω将减为原来的，变压器原线圈两端的电压将减为原来的，副线圈两端的电压U也将减为原来的，而用户获得的功率P用＝IU－I2R0，P用是由变压器的输出功率和输电线损耗的功率共同决定的，故D错误．