热点专题9：直流电路与交流电路的分析与计算

真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。热点专题 9直流电路与交流电路的分析与计算1装饰用的彩灯，串成一串串，接在220V 电源上，观察灯的结构发现，每个灯的灯丝(R1)引线上方绕有金属电阻丝(R2)，如图所示；即使 R1 断了，R2 仍能导电根据工作特性，下面说法正确的是 (不考虑电阻随温度的变化)()A当其中一个或几个灯的灯丝断了，其余的灯仍发光B当其中一个或几个灯的灯丝断了，其余的灯将熄灭C当其中一个或几个灯的灯丝断了，其余的灯将变亮D当其中一个或几个灯的灯丝断了，其余的灯将变暗解析：根据题意，由于R1 断了， R2 仍能导电，所以当其中一个或几个灯的灯丝断了，其余的灯仍发光，选项A 正确、 B 错误；电阻并联的数目越少，总电阻值越大，因此其中一个或几个灯的灯丝断了，电路的总电阻增大，电流减小，根据PI2R 可知其余的灯将变暗，选项 C 错误、 D 正确答案： AD1 人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。2 (2011 北京理综 )如图所示电路，电源内阻不可忽略开关S闭合后，在变阻器R0 的滑动端向下滑动的过程中()A电压表与电流表的示数都减小B电压表与电流表的示数都增大C电压表的示数增大，电流表的示数减小D电压表的示数减小，电流表的示数增大解析：变阻器 R0 的滑动端向下滑动的过程中，外电阻减小，由EI ，电路总电流增大，由 U 内Ir ，U 内增大， U 外 减小，所以rR外U2电压表示数减小； U1IR1 也变大，所以 U2 减小， I A R2也减小，电流表示数减小， A 项正确答案： A3 (2011 重庆理综 )在测量电珠伏安特性实验中，同学们连接的电路中有四个错误电路，如图所示电源内阻不计，导线连接良好，若将滑动变阻器的触头置于左端， 闭合 S，在向右端滑动触头过程中，会分别出现如下四种现象：a电珠 L 不亮，电流表示数几乎为零b电珠 L 亮度增加，电流表示数增大2 人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。c电珠 L 开始不亮，后来忽然发光，电流表从示数不为零到线圈烧断d电珠 L 不亮，电流表从示数增大到线圈烧断3 人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。与上述 a、b、 c、d 四种现象对应的电路序号为()ABCD解析：该题考查了闭合电路的连接及动态变化问题电路中，随触头向右移动，电流增大，电珠变亮，对应b 现象电路中随电阻的减小，电流增大直到烧断，然后电珠忽然变亮，对应c 现象电路中电压表与灯泡串联，电流很小，灯泡不亮，对应a 现象电路中由于电压表与灯泡相串联，灯泡几乎不亮， 但电流表的电流一直增大，直至烧断，对应d 现象因此 A 选项正确答案： A4.电源的效率 定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中 U 为路端电压， I 为干路电流， a、 b 为图线上的两点，相应状态4 人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。下电源的效率分别为、ab 由图可知 a、的值分别为b().3112A.4、4B.3、31121C.2、2D.3、3U解析：电源效率 E，其中 E 为电源的电动势，根据图像可知21Ua3E，Ub3E，所以选项D 正确答案： D5.(2011 浙江理综)如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1800和 n2200 的两个线圈，上线圈两端与u51sin314tV的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是()A2.0VB9.0VC12.7VD144.0V解析： 本题考查法拉第电磁感应定律及变压器知识由U15 人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。n11， U2 n22以及 12得U1U2，即 U2n2U1，而 n2U1ttn1 n2n1n19.0V，故 U29.0V ，选 A.答案： A6 (2011 全国课标 )如图所示，一理想变压器原副线圈的匝数比为 1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为 220V，额定功率为 22W；原线圈电路中接有电压表和电流表现闭合开关，灯泡正常发光若用 U 和 I 分别表示此时电压表和电流表的读数， 则 ()AU110V，I0.2ABU110V，I 0.05ACU110 2V，I 0.2ADU110 2V，I 0.2 2A解析： 本题考查了变压器的工作规律，U1 n1n11U2 n2， U1n2 U2 222220V110V由 P1P2 得， U1I 122W，I 1110A0.2A，A 选项正确答案： A7.如图所示，一理想变压器原线圈匝数为 n11000 匝，副线圈匝数为 n2200 匝，将原线圈接在 u200 2sin120t(V) 的交流电压上，电阻 R100，电流表 A 为理想电表 下列推断正确的是 ()6 人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。A交流电的频率为 500 HzB穿过铁芯的磁通量的最大变化率为0.2 2Wb/sC电流表 A 的示数为 0.4 2AD变压器的输入功率是 16W解析：因为 u200 2sin120t(V) ，120，又 2f，解出f60 Hz ，故 A 错误；原线圈 Em2002V，Em n1，故磁通量t的最大变化率0.2 2Wb/s，故 B 对；副线圈两端电压的最大值tn22V ，故有效值为 40V ，电流表 A 的示数为 IU0.4A，40Rt故 C 错；变压器的输入功率等于输出功率PI2R16W，故 D 正确答案： BD8如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为 ，原线圈接图乙所示的正弦式交变电流， 副线圈与理想电压表、理想电流表、光敏电阻 R(阻值随光照强度的增大而减小 )及灯泡组成闭合电路接通电源后，随着光敏电阻受灯泡发出光的照射，以下判断正确的是()7 人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。A电压表的示数保持22V 不变B电流表的示数变小C通过光敏电阻的电流每秒钟方向改变 50 次D变压器的输入功率变大解析：由图乙可知，原线圈接的正弦式交变电流电压的最大值为310V，故有效值为220V考虑到原副线圈的匝数比为10：1，故电压表的示数应保持22V 不变， A 正确；光敏电阻随光照强度的增大，阻值 R 减小，因此总电阻减少，故电流表的示数变大，B 错误；由图乙可知，交变电流的周期T0.02 s，故频率 f50 Hz ，因此通过光敏电阻的电流每秒钟方向改变100 次，C 错；电流表的示数变大，则变压器的输入电流变大， 又变压器的输入电压不变， 故其输入功率变大， D 正确答案： AD9如图所示，一理想变压器的原线圈匝数为n11000 匝，副线圈匝数为 n2200 匝，电阻 R8.8 ，原线圈接入一电压u220 2sin100 t(V) 的交流电源，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，则()8 人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。A副线圈交变电流的频率是100 HzB. t1 s的时刻，电压表的示数为0C变压器的输入电功率为220WD电流表的示数为10A1解析：由题意知 100，故 f50 Hz，选项 A 错误；电n2压表、电流表的示数均为有效值，电压表示数为U2n1U144V，选I 1 n2n2n2U2项 B 错误；对理想变压器有I 2n1，得 I1n1I 2 n1R 1A，P1P2U2I 2220W，所以 C 选项正确、 D 选项错误答案： C10直流电源的电动势为 E、内电阻为 r，用它给直流电动机供电使之工作电动机的线圈电阻是 R，电动机两端的电压为 U，通过电动机的电流为I ，导线电阻不计，若经过时间t，则 ()A电流在整个电路中做的功等于I 2(R r)tB电动机输出的机械能等于EI(Rr)ItC电动机输出的机械能等于UItD电流在整个电路中做的功等于(EIr )It解析：不是纯电阻电路，故A 错误；电动机输出的机械能等于9 人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。IUt I 2Rt EI (Rr)It，故 B 对、 C 错；电流在整个电路中做的功等于 IEt ，故 D 错误答案： B11.如图所示的电路中，电源的电动势为 E，内阻为 r，电路中的电阻 R1、R2、R3 的阻值都相同，若将开关 S1 由位置 1 切换到位置 2，则()A电源的效率变小B电源内部消耗的功率变小C电阻 R2 两端的电压变小D电压表的示数变小解析：将开关 S1 由位置 1 切换到位置 2，外电阻变小， 则电源的效率变小， A 正确；外电阻变小，则总电流变大，电源内部消耗的功率变大， B 错误；总电流变大，则电阻R2 两端的电压变大， C 错；总电流变大，路端电压即电压表的示数变小，D 正确答案： AD12一理想变压器原、副线圈匝数比n1：n22：1，原线圈与正弦交变电源连接， 输入电压 u 随时间 t 变化的规律如图所示， 副线圈接一个 R10 的电阻，则 ()10 人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。A电阻 R 两端电压的有效值为50 2VB电阻 R 中电流的频率为 0.25 HzC. 1 分钟内电阻 R 产生的热量为 1.5103J D变压器的输入功率为 250W解析：由图像，输入电压的最大值100 2V ，原、副线圈匝数比n1：n22：1，故输出电压的最大值50 2V，有效值为 50V，故 A 错误；由图像，周期T410 2 s，故频率为 25 Hz，故 B 错误； Q2U2t4I Rt R 1.510 J，故 C 错；变压器的输入功率等于输出功率PU 2 R 250W，故 D 正确答案： D13(2011 江苏 )如图甲为一理想变压器，ab 为原线圈， ce 为副线圈， d 为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的 u t 图象如图乙所示 若只在 ce间接一只 Rce400 的电阻，或只在 de 间接一只 Rde225 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab 的表达式；(2)求只在 ce 间接 400电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求 ce 和 de 间线圈的匝数比 nce.nde11 人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。解析： (1)由题图知 200 rad/s，电压瞬时值 Uab 400sin200 t(V) (2)电压有效值 U1200 2V ，理想变压器 P1P2，P1原线圈中的电流I 1U1，2解得 I10.28A 或 5A .(3)设 ab 间匝数为 n1，U1U cen n ，同理 U 1Ude，n1nde由题意知 U2ceU2de，RceRdenceRce解得 ndeRde，12 人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。nce4代入数据得 nde3.4答案： (1)400sin200 t (2)0.28A(3)314如图所示， MN 、PQ 是两条水平平行放置的光滑金属导轨，导轨的右端接理想变压器的原线圈，变压器的副线圈与电阻R100组成闭合回路，变压器的原副线圈匝数之比n1：n21：10，导轨宽 L5m质量 m2kg、电阻 r1 的导体棒 ab 垂直 MN 、PQ放在导轨上，在水平外力 F 作用下从 t0 时刻开始在图示的两虚线范围内往复运动，其速度随时间变化的规律是 v 2sin20tm/s.垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度 B4 T导轨、导线和线圈电阻不计求：(1)从 t 0 到 t110s的时间内，电阻R 上产生的热量是多少？(2)从 t 0 到 t20.025s的时间内，外力F 所做的功是多少？解析： (1)ab 棒产生的是交流，其电动势为eBLv40sin20 tVE 402V20 2V设原线圈上电压为U1，电流为 I 1，副线圈上电压为U2，电流为13 人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。I 2，则I 1U2n2I 2U1n1n1U2I 2Rn2I 1REU1I 1rn1U2I1rn1n1n2 I 1RI1rn2n2解得： I 1102AI2 2A则电阻 R 上产生的热量QI 22Rt1( 2)210010J2000J.(2)从 t0 到 t20.025 s，经历了四分之一个周期，设在这段时间内电阻 r 和 R 上产生的热量分别是Q1 和 Q2，t20.025 s时刻， ab棒速度为 v 2，则Q1I 12rt2(10 2)210.025J5JQ2I 22Rt2(2)21000.025J 5Jv 22sin(20 0.025)m/s 2m/s由能量的转化与守恒，外力F 所做的功12WQ1Q22mv 214J.答案： (1)2000J(2)14J14 人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。15 人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。