高三物理 專題四 電路和電磁感應(yīng) 第1講 恒定電流和交變電流逐題對(duì)點(diǎn)特訓(xùn)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGEPAGE1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第1講恒定電流和交變電流1．(2017·山東半島聯(lián)盟摸底)如圖所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P處于靜止?fàn)顟B(tài),不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，則(C）A．質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動(dòng)B．電流表讀數(shù)減小C．電壓表讀數(shù)減小D．R3上消耗的功率逐漸增大解析滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，接入電路中的阻值減小，總電阻減小，總電流增大，則電源內(nèi)壓增大，R1兩端的電壓增大，由于電源的路端電壓減小，故R3兩端的電壓減小，R3上消耗的功率減小，電容器兩極板間的電壓減小，質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤;流過R3中的電流減小，而總電流增大，則電流表讀數(shù)增大，R2兩端的電壓增大,電壓表讀數(shù)減?。梢陨戏治鲋?選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確．2．（多選)如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r，C為電容器，L為小燈泡，R1、R2為定值電阻，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R3的觸頭P由a向b移動(dòng)一小段距離后，電壓表V1、V2、V3的示數(shù)的變化量分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3（均取絕對(duì)值)，電流表A1、A2、A3的示數(shù)的變化量分別為ΔI1、ΔI2、ΔI3（均取絕對(duì)值)，則下列說法中正確的是（BC)A．ΔU1＝ΔU2＋ΔU3B．ΔI3＝ΔI1＋ΔI2C．eq\f(ΔU1，ΔI1)不變，eq\f(ΔU3,ΔI3)不變D．此過程中，電容器C所在電路中存在瞬時(shí)電流,方向由電容器的左極板經(jīng)過R3到右極板解析根據(jù)閉合電路歐姆定律,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R3的觸頭向右移動(dòng)一小段距離后,R3接入電路中的阻值增大，回路總電阻增大，總電流I1減小，ΔI1為負(fù),定值電阻R1兩端的電壓和內(nèi)電壓之和減小，故電壓表V1的示數(shù)U1變大，ΔU1為正，故定值電阻R2中的電流I2增大,ΔI2為正,R3中的電流I3減小，ΔI3為負(fù),則有－ΔI1＝－ΔI3＋ΔI2,即ΔI3＝ΔI1＋ΔI2,選項(xiàng)B正確；L兩端的電壓U2減小，ΔU2為負(fù)，R3兩端的分壓U3增大，ΔU3為正,則有ΔU1＝－ΔU2＋ΔU3，即ΔU3＝ΔU1＋ΔU2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;eq\f(ΔU1,ΔI1)等于電源內(nèi)阻和定值電阻R1組成的等效電源的內(nèi)阻，即eq\f（ΔU1，ΔI1)＝R1＋r，為定值，eq\f(ΔU3,ΔI3）等于電源內(nèi)阻、兩個(gè)定值電阻和燈泡電阻組成的等效電源的內(nèi)阻，即eq\f(ΔU3，ΔI3)＝RL＋eq\f(R1＋rR2,R1＋R2＋r），為定值，故選項(xiàng)C正確；觸頭P由a向b移動(dòng)，R3增大，電容器C兩端電壓要增大,在此過程中,電容器兩極板的電量增加,存在瞬時(shí)向右的充電電流，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．3．（2017·遼寧三校調(diào)考）(多選)如圖所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，電壓表和電流表均為理想電表，R3為一滑動(dòng)變阻器，當(dāng)其滑片P滑至最左端時(shí),測(cè)得電壓表和電流表的示數(shù)分別為U1＝16V，I1＝0.2A，滑片P滑至最右端時(shí),電壓表和電流表的示數(shù)分別為U2＝4V,I2＝0.8A，則由此可推算出（CD)A．該電源的電動(dòng)勢(shì)為16V、內(nèi)阻為20ΩB．定值電阻R2的阻值為10ΩC．滑動(dòng)變阻器的最大阻值為300ΩD．電源在該電路中的最大輸出功率為5W解析根據(jù)閉合電路歐姆定律，當(dāng)滑片P滑至R3的最左端時(shí)有E＝U1＋I(xiàn)1r，當(dāng)滑片P滑至R3的最右端時(shí)有E＝U2＋I(xiàn)2r，代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得E＝20V,r＝20Ω，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)滑片P滑到R3的最右端時(shí)，根據(jù)歐姆定律有R外＝R2＝eq\f(U2，I2）＝5Ω，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)滑片P滑到R3的最左端時(shí)，R外＝eq\f(U1,I1）＝80Ω,因?yàn)镽外＝eq\f（R1R3,R1＋R3)＋R2,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R3＝300Ω,選項(xiàng)C正確；因?yàn)?Ω≤R外≤80Ω，故當(dāng)R外＝r＝20Ω時(shí),U外＝eq\f(E，2），電源在該電路中的最大輸出功率為Pmax＝eq\f(E2,4r）＝5W，選項(xiàng)D正確．4．(2017·內(nèi)蒙古聯(lián)考)（多選)如圖所示的電路中，D為理想二極管（具有單向?qū)щ娦裕粠д娦∮偷吻『迷谄叫邪咫娙萜髦醒腱o止不動(dòng)，電源內(nèi)阻不計(jì)，則下列說法正確的是（BD)A．僅把開關(guān)S斷開，油滴將下落C．僅把電阻箱R1的阻值減小，油滴將上升C．僅把電容器上極板稍水平右移，油滴將下落D．僅把電容器上極板稍豎直上移，油滴仍靜止不動(dòng)解析開關(guān)S斷開，二極管處于不導(dǎo)通狀態(tài),故電容器無法放電，電容器的電荷量不變，電場(chǎng)力不變，則油滴仍靜止不動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；帶正電油滴靜止不動(dòng)，說明b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì)，僅把電阻箱R1的阻值減小，則b點(diǎn)電勢(shì)升高,a點(diǎn)電勢(shì)不變，故電容器電壓增大，兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)增大,油滴受到的電場(chǎng)力增大,油滴將上升，選項(xiàng)B正確；將電容器上極板水平右移，則電容器的電容減小，電容器欲放電，但因二極管處于不導(dǎo)通狀態(tài)而無法放電,即電容器的電荷量Q不變，由C＝eq\f(Q，U)、C＝eq\f(εS,4πkd)和E＝eq\f（U，d），聯(lián)立得E＝eq\f(4πkQ,εS），S減小，則E增大,電場(chǎng)力增大，油滴將上升，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;將電容器上極板豎直上移一些,電容器的電容減小，電容器欲放電，但因二極管處于不導(dǎo)通狀態(tài)而無法放電,故電容器的電荷量Q不變，且由E＝eq\f(4πkQ,εS）知電場(chǎng)力不變，油滴仍靜止不動(dòng)，選項(xiàng)D正確．5．(2017·廣東百校聯(lián)考)(多選）如圖所示，電阻箱、電源、定值電阻R0和開關(guān)通過電阻不計(jì)的導(dǎo)線連接在一起，理想電壓表用來測(cè)量電阻箱兩端電壓．當(dāng)電阻箱的阻值調(diào)為R1＝2Ω時(shí),電壓表的示數(shù)為U1＝4V；當(dāng)電阻箱的阻值調(diào)為R2＝5Ω時(shí)，電壓表的示數(shù)增加了ΔU＝1V．則下列說法正確的是（AC)A．該電源的電動(dòng)勢(shì)一定為6VB．該電源的內(nèi)阻一定為0。5ΩC．當(dāng)電阻箱消耗的功率最大時(shí),其阻值為1ΩD．此過程中電源的路端電壓增加量ΔU′＝1V解析因?yàn)殡妷罕淼氖緮?shù)增加了ΔU＝1V，說明電壓表的示數(shù)變?yōu)?V，由閉合電路歐姆定律得E＝U1＋eq\f（U1，R1）（R0＋r），E＝U2＋eq\f（U2，R2)(R0＋r）,聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)解得E＝6V，R0＋r＝1Ω，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤;電阻箱消耗的電功率表達(dá)式P＝eq\f（E2,R＋R0＋r2)R＝eq\f（E2,\f（R－R0－r2，R)＋4R0＋r)，可知當(dāng)R＝R0＋r＝1Ω時(shí)，電阻箱消耗的功率P有最大值，Pm＝9W，選項(xiàng)C正確；因?yàn)槁范穗妷篣′＝E－Ir，所以路端電壓的增加量ΔU′＝|ΔI｜r,而ΔU＝｜ΔI|(r＋R0）＝1V，ΔU′<1V，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．6．(2017·湖北部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考二)(多選）如圖所示，直線a、拋物線b和c為某一穩(wěn)恒直流電源在純電阻電路中的總功率PE、輸出功率PR、電源內(nèi)部發(fā)熱功率Pr隨路端電壓U變化的圖象，但具體對(duì)應(yīng)關(guān)系未知，根據(jù)圖象可判斷（BC）A．PE。U圖象對(duì)應(yīng)圖線a;由圖知電動(dòng)勢(shì)為9V，內(nèi)阻為3ΩB．Pr-U圖象對(duì)應(yīng)圖線b；由圖知電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻為1ΩC．PR.U圖象對(duì)應(yīng)圖線c；圖象中任意電壓值對(duì)應(yīng)的功率關(guān)系為PE＝Pr＋PRD．外電路電阻為1。5Ω時(shí)，輸出功率最大為2.25W解析設(shè)路端電壓為U，電源電動(dòng)勢(shì)為E，電源內(nèi)阻為r，電源的總功率PE＝eq\f（E－U，r）E＝－eq\f(E,r）U＋eq\f(E2，r）,故PE－U圖象對(duì)應(yīng)圖線a，由題圖知，eq\f(E，r）＝3，eq\f（E2，r)＝9，解得E＝3V，r＝1Ω，電源內(nèi)部發(fā)熱功率Pr＝eq\f(E－U，r)·（E－U)，故Pr－U圖象對(duì)應(yīng)圖線b，選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確；輸出功率PR＝eq\f(E－U，r）·U＝－eq\f（1,r)U2＋eq\f（E，r)U,故PR－U圖象對(duì)應(yīng)圖線c，由能量守恒定律知PE＝Pr＋PR，選項(xiàng)C正確；當(dāng)外電路的電阻等于電源內(nèi)阻r＝1Ω時(shí)，輸出功率最大,最大功率P＝eq\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E，2r））)2·r＝2。25W，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．7．(2015·福建卷）如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2,在T的原線圈兩端接入一電壓u＝Umsinωt的交流電源，若輸送電功率為P,輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為(C）A．eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1（\f（n1，n2)))eq\f（U\o\al(2,m），4r） B．eq\b\lc\(\rc\）（\a\vs4\al\co1(\f(n2,n1）)）eq\f(U\o\al(2，m),4r）C．4eq\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1（\f（n1,n2)))2eq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1(\f(P，Um）））2r D．4eq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1（\f(n2,n1））)2eq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1(\f(P，Um)））2r解析升壓變壓器原線圈電壓的有效值U1＝eq\f(Um,\r（2)），由eq\f(U1，U2）＝eq\f(n1,n2）可得升壓變壓器副線圈電壓的有效值U2＝eq\f(n2Um，\r(2)n1），輸電線上的電流I＝eq\f(P，U2）,輸電線上損失的電功率P損＝I2(2r）＝4eq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1(\f（n1,n2）））2eq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1（\f(P，Um）)）2r,選項(xiàng)C正確．8．(2017·甘肅蘭州診斷考試)（多選）演示用交流發(fā)電機(jī)矩形金屬線圈abcd的面積為S，匝數(shù)為n,線圈總電阻為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲所示．從某時(shí)刻起線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，外電路電阻為R。下列說法正確的是（CD）A．從t1到t3這段時(shí)間內(nèi)穿過線圈磁通量的變化量為零B．t4時(shí)刻穿過線圈的磁通量的變化率為E0C．從t3到t4這段時(shí)間通過電阻R的電荷量為eq\f(E0，R＋rω)D．電阻R的發(fā)熱功率為eq\f(RE\o\al(2，0)，2R＋r2)解析從t1到t3這段時(shí)間內(nèi)穿過線圈磁通量的變化量為2BS，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；t4時(shí)刻穿過線圈的磁通量的變化率還與線圈的匝數(shù)n有關(guān),不為E0，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從t3到t4這段時(shí)間通過電阻R的電荷量為Q＝IΔt＝eq\f(nΔΦ，ΔtR）·Δt＝eq\f（nΔΦ,R＋r)，又E0＝nωΔΦ，解得Q＝eq\f（E0，R＋rω)，選項(xiàng)C正確；電阻R的發(fā)熱功率為P＝eq\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f（E0，\r(2)R＋r）））2R＝eq\f（RE\o\al（2，0），2R＋r2），選項(xiàng)D正確．9．（2017·湖北荊門調(diào)研）(多選)某同學(xué)自制變壓器,在做副線圈時(shí),將外表涂有絕緣層的導(dǎo)線對(duì)折后并在一起在鐵芯上繞了n2圈，導(dǎo)線的兩個(gè)端頭為a、b，從導(dǎo)線對(duì)折的中點(diǎn)引出了一個(gè)c接頭，連接成如圖所示的電路(線圈電阻不計(jì))．已知原線圈匝數(shù)為n1，原線圈的輸入電壓為u1＝U0sinωt，則下列結(jié)論正確的是(BCD）A．K打到b時(shí)，V表讀數(shù)為eq\f（\r(2)n2U0,n1）B．K打到b時(shí)，通過R的電流為0C．K打到c時(shí)，V表讀數(shù)為eq\f(n2U0，\r(2)n1）D．K打到c時(shí),R的電功率為eq\f（n\o\al（2,2）U\o\al(2，0），2n\o\al(2，1)R)解析K打到b時(shí)，副線圈中的ac間與bc間線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相同、方向相反，所以輸出電壓為零，V表讀數(shù)為0,通過R的電流為0，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；K打到c時(shí)，副線圈中只有ac間的n2匝線圈有輸出電壓，所以輸出電壓的最大值為U2m＝eq\f(n2U0，n1),有效值為U2＝eq\f（n2U0，\r（2)n1），V表讀數(shù)為eq\f(n2U0，\r（2）n1）,R的電功率為P＝Ueq\o\al(2,2）/R＝eq\f（n\o\al（2,2）U\o\al（2，0），2n\o\al(2,1）R），故選項(xiàng)C、D正確．10．(2017·豫東、豫北十所名校階段性測(cè)試五)如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一矩形線圈繞垂直于磁感線的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈通過電刷與理想變壓器原線圈相連，副線圈接一滑動(dòng)變阻器R，原、副線圈的匝數(shù)分別為n1,n2。要使理想電流表的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼?倍，下列措施可行的是(A)A．n2和R都增大為原來的2倍B．n2和ω都增大為原來的2倍C．ω和R都增大為原來的2倍D．磁感應(yīng)強(qiáng)度B增大為原來的2eq\r（2)倍解析n2增大為原來的2倍,由理想變壓器的電壓關(guān)系eq\f(U1，U2)＝eq\f（n1,n2)知,輸出電壓U2變?yōu)樵瓉淼?倍，R也增為原來的2倍，由閉合電路歐姆定律知,副線圈中的電流I2不變，由eq\f(I1，I2）＝eq\f(n2,n1）知,原線圈中的電流I1變?yōu)樵瓉淼?倍，故電流表的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼?倍，選項(xiàng)A正確；ω增大為原來的2倍，由Em＝NBSω知,理想變壓器的輸入電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，n2也增大為原來的2倍，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1，n2）知，輸出電壓U2變?yōu)樵瓉淼?倍,由閉合電路歐姆定律知，副線圈中的電流I2變?yōu)樵瓉淼?倍，由eq\f（I1，I2）＝eq\f(n2,n1）知,原線圈中的電流I1變?yōu)樵瓉淼?倍,故電流表的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼?倍，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；ω增大為原來的2倍，由Em＝NBSω知,理想變壓器的輸入電壓變?yōu)樵瓉淼?倍,由eq\f（U1,U2)＝eq\f（n1，n2)知,輸出電壓U2變?yōu)樵瓉淼?倍,R也增為原來的2倍，由閉合電路歐姆定律知，副線圈中的電流I2不變，由eq\f（I1,I2）＝eq\f(n2,n1）知，原線圈中的電流I1不變，故電流表的示數(shù)不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度B增加為原來的2eq\r（2)倍,由Em＝NBSω知，理想變壓器的輸入電壓變?yōu)樵瓉淼?eq\r（2）倍，由eq\f（U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知，輸出電壓U2變?yōu)樵瓉淼?eq\r(2）倍，由閉合電路歐姆定律知,副線圈中的電流I2變?yōu)樵瓉淼?eq\r（2)倍，由eq\f(I1，I2)＝eq\f(n2，n1)知，原線圈中的電流I1變?yōu)樵瓉淼?eq\r(2）倍，故電流表的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼?eq\r(2)倍，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．11．(2017·湖北省武昌實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)用電壓為U的正弦交流電源通過甲、乙兩種電路給額定電壓為U0的同一小電珠供電．圖甲中R為滑動(dòng)變阻器，圖乙中理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，若電珠均能正常工作,則（D)A．變壓器可能是升壓變壓器B．n1∶n2＝U0∶UC．甲、乙電路消耗功率之比為U2∶Ueq\o\al（2,0）D．R兩端的電壓最大值為eq\r(2）(U－U0)解析電珠均正常工作,圖甲由于滑動(dòng)變阻器的分壓,小電珠正常工作電壓U0小于U，故圖乙變壓器應(yīng)是降壓變壓器，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由變壓器變壓比公式可知eq\f(n1，n2）＝eq\f（U，U0），選項(xiàng)B錯(cuò)誤；兩電路中流過小電珠中的電流相等，由P＝UI可知,甲乙兩電路消耗的功率比為eq\f（U,U0），選項(xiàng)C錯(cuò)誤；R兩端電壓有效值為（U－U0),則最大值為eq\r(2)(U－U0)，選項(xiàng)D正確．12．（2017·黑龍江哈師大附中模擬)(多