方向不随时间而改变的电流叫直流,下面是恒定电流和交变电流专项练习,希望对考生有帮助。
1. (多选)将电阻与一矩形线框相连接,矩形线框放在匀强磁场中匀速转动,流过电阻的电流随时间变化的i-t图象如图所示.则下列说法中正确的是()
A.线框在t1时刻与磁场方向垂直
B.线框在t2时刻与磁场方向垂直
C.t1~t2时间内穿过线框的磁通量逐渐增大
D.0~t4时间内电流方向改变了2次
解析:选BCD.由图象可知,t1、t3时刻感应电流最大,这两个时刻线框与中性面垂直,与磁场方向平行,A错误;由图象可知,在t2、t4时刻,感应电流为零,这两个时刻线框平面与中性面重合,即与磁场方向垂直,B正确;由以上分析可知,从t1到t2,线框由与磁场平行的位置转到与磁场垂直的位置,则穿过线框的磁通量逐渐增大,C正确;由图象可知,0~t4是一个周期,电流的方向改变了2次,D正确.
2.(2015南京高三质检)图1中D为理想二极管,具有单向导电性,R是阻值均为10 的定值电阻.当a、b间加有图2所示按正弦规律变化的交变电压时,交流电压表的示数约为()
A.36.7 VB.51.9 V
C.73.3 V D.103.7 V
解析:选B.设二极管D右端为一个整体,整体电阻为r,整体两端电压为U有效,根据交变电流有效值的定义知,=T,解得U有效= V,由电路分析知,电压表两端的电压占整体两端电压的三分之一,因此电压表的示数为U有效51.9 V,B正确.
3.(2015高考天津卷) (多选)如图所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节,在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑动触头.在原线圈上加一电压为U的正弦交流电,则()
A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变大
B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变小
C.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变大
D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变小
解析:选BC.保持Q的位置不动,则U2不变,将P向上滑动时,R接入电路的电阻变大,根据I2=知,I2变小,由=得I1也变小,即电流表读数变小,选项A错误、选项B正确;保持P的位置不动,将Q向上滑动时,U2变大,则根据P2=知副线圈输出功率变大,由P1=P2知,变压器原线圈输入功率P1变大,而P1=I1U,输入电压U一定,I1变大,即电流表读数变大,选项C正确、选项D错误.
4.(2015高考福建卷)图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2,在T的原线圈两端接入一电压u=Umsin t的交流电源,若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其他因素的影响,则输电线上损失的电功率为()
A. B.
C.422r D.422r
解析:选C.升压变压器T的原线圈两端电压的有效值为U1=;由变压关系可得=,则U2=;因为输送电功率为P,输电线中的电流为I2==,则输电线上损失的电功率为P=I(2r)=,故选项C正确.
5.在如图所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为E、内电阻为r,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,C为电容器,○A 、○V 为理想电流表和电压表.在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中,下列说法中正确的是()
A.电压表示数减小 B.电流表示数减小
C.电容器C所带电荷量增多 D.a点的电势降低
解析:选D.滑动头P自a端向b端滑动的过程中,滑动变阻器的电阻减小,电路总电阻减小,由闭合电路的欧姆定律可得,干路电流增大,由UR1=IR1可知R1两端电压即电压表的示数变大,选项A错误;由U=E-Ir可知路端电压U减小;由UR2=U-UR1可得R2两端的电压减小,又由I2=可得流过R2的电流变小,在干路电流增大的情况下,电流表的示数将变大,选项B错误;电容器两端的电压变小,根据C=,电容器所带电荷量将变少,选项C错误;由于R2两端的电压变小,所以a点的电势变低,选项D正确.
6.如图是气敏传感器的工作原理图,RCO是对一氧化碳(CO)敏感的二氧化锡半导体元件,其电阻随一氧化碳浓度的增加而减小,R是一可变电阻,在ac间接12 V的恒定电压,bc间接报警器.当环境中一氧化碳浓度增加到一定值时报警器发出警告.则()
A.当一氧化碳的浓度升高时,b点的电势降低
B.减小R的阻值,可以提高气敏传感器的灵敏度
C.适当增大ac间的电压,可以提高气敏传感器的灵敏度
D.若ac间的电压减小可减小R的阻值使气敏传感器正常工作
解析:选C.当环境中一氧化碳浓度增大时,电阻RCO减小,电压减小,bc间电压增大,b点电势升高,报警器发出警告,电阻R值越大,在一氧化碳浓度增加时,bc间电压越容易达到报警电压,同样增大ac间电压,也可使bc间容易达到报警电压,故A、B错误,C正确,当ac间电压减小时,应增大R的阻值,才可使报警器正常工作,D错误.
7. (2016济南模拟)(多选)某交流发电机的输出电压随时间变化的图象如图所示,输出功率是20 kW,现用5 000 V高压输电,输电线上的总电阻是40 ,再利用n1n2=221的降压变压器降压后供给用户,则下列说法正确的是()
A.交变电流的频率为100 Hz
B.发电机输出电压的有效值为220 V
C.流过高压输电线的电流为125 A
D.降压变压器输出电压的有效值为220 V
解析:选BD.由图象可知周期T=0.02 s,所以频率f=50 Hz,故选项A错误;交流发电机的输出电压为U0=220 V,故选项B正确;由P=UI可知高压输电电流I== A=4 A,故选项C错误;降压变压器的输入电压U1=U-IR=5 000 V-440 V=4 840 V,由=可知降压变压器的输出电压为U2=U1= V=220 V,故选项D正确.
8.(2016山西名校一模)某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向R0=11 的纯电阻用电器供电.已知输电线的总电阻R=10 ,T2的原、副线圈匝数比为41,用电器两端的电压为u=220sin 100 t(V),将T1、T2均视为理想变压器.下列说法正确的是()
A.降压变压器的输入功率为4 400 W
B.升压变压器中电流的频率为100 Hz
C.输电线R消耗的功率为500 W
D.当用电器的电阻减小时,输电线R消耗的功率减小
解析:选A.由题意,用电器两端的电压有效值为U=220 V,则降压变压器的输出功率P==4 400 W,根据理想变压器的输入功率等于输出功率知,降压变压器的输入功率为4 400 W,A正确;升压变压器中电流的频率f==50 Hz,B错误;由于通过R0的电流为I==20 A,由变流比知,输电线上的电流为5 A,则输电线R消耗的功率为P=IR=250 W,C错误;当用电器的电阻减小时,而T2中输出电压不变,则通过用电器中的电流增大,由变流比知,输电线R上的电流也增大,其消耗的功率也增大,D错误.
9.如图所示,理想变压器与电阻R,交流电压表V、交流电流表A按图1所示方式连接,已知变压器原、副线圈的匝数比为n1n2=101,电阻R=5 .图2是R两端电压U随时间t变化的图象,Um=10 V.则下列说法中正确的是()
A.交变电流的频率为50 Hz
B.电压表V的读数为10 V
C.电流表A的读数为20 A
D.变压器的输入功率为40 W
解析:选B.由题图2知,交变电流的周期为0.02 s,故频率f==50 Hz,A错误;由于变压器输出端电压的最大值为10 V,则其有效值即电压表的示数为10 V,B正确;由欧姆定律知,流过R的电流为2 A,由变流比知,原线圈电路中的电流为0.2 A,C错误;由变压比知,原线圈两端的电压为100 V,则变压器的输入功率P=UI=1000.2 W=20 W,故D错误.
10.某发电站为一城市供电的示意图如图所示,其中M为升压变压器,N为降压变压器,假设两变压器均可视为理想变压器.已知变压器M的输入电压U1保持不变,输入电流、输入功率分别用I1、P1表示,输出电压、输出电流、输出功率分别用U2、I2、P2表示;变压器N的输入电压、输入电流、输入功率分别用U3、I3、P3表示,输出电压、输出电流、输出功率分别用U4、I4、P4表示;输电线的阻值为R,输电线损失的功率为P.下列关系式正确的是()
A.I2=
B.P=(U2-U3)I3
C.I2I3
D.当用户的数量增加时,变压器N的输入电压U3增加
解析:选B.M、N均为理想变压器,则P1=P2,根据I=可知,输电线中的电流I2=,A错误;由电路图可知输电电流I2=I3,则输电线上损失的功率为P=(U2-U3)I3,B正确、C错误;当用户的数量增加时,输出功率增大,输电线中的电流增大,输电线上损失的电压增大,所以变压器N的输入电压U3减小,D错误.
11. (2015高考广东卷)如图为气流加热装置的示意图,使用电阻丝加热导气管,视变压器为理想变压器.原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变,调节触头P,使输出电压有效值由220 V降至110 V,调节前后()
A.副线圈中的电流比为12
B.副线圈输出功率比为21
C.副线圈的接入匝数比为21
D.原线圈输入功率比为12
解析:选C.根据欧姆定律I=,U2由220 V降至110 V,副线圈上的电流变为原来的,即调节前后,副线圈上电流之比为21,选项A错误;根据P=UI知,U、I均变为原来的时,副线圈上输出的功率变为原来的,即调节前后副线圈的输出功率之比为41,选项B错误;根据理想变压器电压与匝数的关系=,当U2由220 V降至110 V时,n2变为原来的,即调节前后副线圈接入的匝数比为21,选项C正确;根据理想变压器P入=P出,所以原线圈输入功率等于副线圈的输出功率,即调节前后原线圈输入功率之比为41,选项D错误.
12. (多选)一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是51,原线圈接入电压为220 V的正弦交流电,各元件正常工作,一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上,如图所示.电压表和电流表均为理想交流电表,则下列说法正确的是()
A.原、副线圈中的电流之比为51
B.电压表的读数约为31.11 V
C.若滑动变阻器接入电路的阻值为20 ,则1分钟内产生的热量为2 904 J
D.若将滑动变阻器的滑片向上滑动,则两电表读数均减小
解析:选BC.由n1I1=n2I2可得,I1I2=n2n1=15,选项A错误;U1=220 V,U2=44 V,电压表测量的是电阻R两端的电压,其示数表示有效值,需要根据电流的热效应计算电压的有效值,取交流电的一个周期T,考虑到二极管具有单向导电性,则=T,代入数据可得U有效=22 V=31.11 V,选项B正确;1分钟内电阻R上产生的热量为Q=t=2 904 J,选项C正确;若将滑动变阻器的滑片向上滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变小,但滑动变阻器两端电压的有效值不变,即电压表示数不变,滑动变阻器消耗的功率变大,输出功率变大,输入功率和输入电流均变大,所以电流表示数变大,选项D错误.
13.(2015百校联盟名师押题卷)(多选)如图甲为小型旋转电枢式交流发电机,电阻为r=2 矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动,线圈的两端经集流环和电刷与右侧电路连接,右侧电路中滑动变阻器R的最大阻值为R0= ,滑动片P位于滑动变阻器中央,定值电阻R1=R0、R2=,其它电阻不计.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,闭合开关S,线圈转动过程中理想交流电压表示数是10 V,图乙是矩形线圈磁通量随时间t变化的图象,则下列说法正确的是()
A.电阻R2上的热功率为 W
B.0.02 s时滑动变阻器R两端的电压瞬时值为零
C.线圈产生的感应电动势随时间t变化的规律是
e=10cos 100t(V)
D.线圈开始转动到t= s的过程中,通过R1的电荷量为 C
解析:选AD.根据串联电路分压关系,可求得R2两端的电压为 V,故P= W= W,A正确;0.02 s时线圈的磁通量为0,此时线圈中电动势最大,R两端电压最大,B错误;因线圈有内阻r,故电动势最大值Em10 V,C错误;由R外=10 ,r=2 ,U=10 V可得Em=NBS=12 V,又q=N=N,以上各式联立可得:q= C,D正确.
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