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专题15 直流电路和交变电流一选择题1. （2019洛阳尖子生联考）如图所示，直线a、抛物线b和曲线c为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率PE、输出功率PR、电源内部发热功率Pr随路端电压U变化的图象，但具体对应关系未知，根据图象可判断（）APEU图象对应图线a，由图可知电源的电动势为9V，内阻为3B外电路电阻为1.5时，输出功率最大为2.25WCPrU图象对应图线b，由图可知电源的电动势为3V，内阻为1DPRU图象对应图线c，图象中任意电压值对应的电功率关系为PE=PR+Pr【参考答案】 CD【命题意图】本题考查电功率随电压变化图象的理解、闭合电路欧姆定律、电功率其相关知识点。【易错警示】解答此题一定要区分理解电源总功率（PE=EI）、电源输出功率（PR=UI）和电源内阻发热功率（Pr= I2r）。2. （2019广东惠州第一次调研）机场规定“严禁携带额定能量超过160Wh的充电宝搭乘飞机”，下列说法正确的是 A机场限定的是充电宝的能量不能超过JB160Wh 相当于160 kg的重物由静止下落 1m 时所具有的动能C乘飞机可以携带标注容量为30000mAh、输出电压为5V的充电宝一块 D容量为1200mAh的充电宝，如果对外供电的电流为50mA，那么续航时间大约为24h【参考答案】ACD 【命题意图】本题考查电学知识的应用、充电宝、能量及其相关知识点。3（2019四川成都摸底）如图，直线A为电源的UI图线，直线B和C分别为电阻R1、R2的UI图线。现用该电源分别与R1、R2组成闭合电路甲和乙。由图像一定能确定的是A电阻R1R2B电源输出功率P甲P乙C电源内阻消耗的功率Pr甲Pr乙D电源效率甲R2，选项A错误；分别过电阻R1、R2的UI图线与电源的UI图线的交点作两坐标轴的垂线，由P=UI可知两垂线与坐标轴所围的面积等于用该电源分别与R1、R2组成闭合电路甲和乙时电源的输出电功率，由于图象中坐标轴没有标出坐标值，不能判断出两电路电源输出电功率的大小，选项B错误；电源效率=100%，P总=EI，显然P总甲乙，选项D错误。【正确项分析】电源内阻消耗的功率P内=I2r，由图象可知，I甲小于I乙，显然电源内阻消耗的功率Pr甲Pr乙，选项C正确。 6（2018高考全国理综III）一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交变电源上，在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值为u0，周期为T，如图所示。则Q方: Q正等于ABC1:2D2:1【参考答案】D【命题意图】本题考查交变电流的图线、正弦交变电流的有效值、焦耳定律及其相关的知识点。【易错警示】解答此题常见错误是：一是把方波交变电流视为正弦交变电流；二是认为在一个周期T内产生的热量与电压有效值，导致错选B；三是比值颠倒，导致错选C。7（2018高考天津理综）教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的，则AR消耗的功率变为B电压表V的读数为C电流表A的读数变为2ID通过R的交变电流频率不变【参考答案】B8. （2019武汉调研）如图所示是交流发电机的示意图。线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上，导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。下列说法正确的是 A.当线圈转到图甲位置时，磁通量的变化率最大 B.从图乙所示位置开始计时，线圈中电流 i 随时间 t 变化的关系是 i ImcostC.当线圈转到图丙位置时，感应电流最小 D.当线圈转到图丁位置时，流经外电路的电流方向为 EF【参考答案】 BC【命题意图】本题考查正弦交变电流的产生及其相关知识点。【解题策略】对于交流电产生问题，要注意中性面位置和垂直中性面位置。对于线框运动到中性面位置，穿过线框的磁通量最大，磁通量变化率为零，产生的感应电动势和感应电流为零，以此位置为计时起点，则产生的感应电动势瞬时值表达式为初相位为零的正弦函数；对于线框运动到与中性面垂直的位置，穿过线框的磁通量最小为零，磁通量变化率最大，产生的感应电动势和感应电流最大，以此位置为计时起点，则产生的感应电动势瞬时值表达式为初相位为零的余弦函数。 11. （2019广东惠州第一次调研）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，a、b两点间的电压为，R为可变电阻，P为用铅锑合金制成的保险丝，其电阻可忽略不计，熔断电流为2A。为使保险丝不熔断，可变电阻R连入电路的最小阻值是 AB1.1C11D【参考答案】B 【命题意图】本题考查变压器变压公式、能量关系及其相关知识点。12（2019四川成都摸底）如图甲，理想变压器的原、副线圈匝数比n1：n210：1，副线圈电路接有滑动变阻器R和额定电压为12V、线圈电阻为2的电动机M。原线圈输入的交流电压如图乙。闭合开关S，电动机正常工作，电流表示数为1A。下列判断正确的是A副线圈两端的电压有效值为22VB滑动变阻器R的接入电阻为10C电动机输出的机械功率为12WD若电动机突然卡住，原线圈输入功率将变小【参考答案】 B【命题意图】本题考查正弦交变电流图象、变压器动态变化、含电动机电路及其相关知识点。【解题思路】【错误项分析】根据原线圈输入的交流电压图象可知，U1=220V，根据变压器变压公式可知，副线圈两端的电压有效值为U2= U1=220V=22V，选项A错误；电动机输入电功率P=UI=121W=12W,电动机线圈热功率P热=I2r=122W=2W，由P= P热+ P出，可得电动机输出的机械功率为P出=12W-2W=10W，选项C错误；若电动机突然卡住，电动机不在转动，不产生反电动势，电动机相当于一个2的电阻，副线圈输出电流I=A=1.83A，副线圈输出电流增大，导致副线圈输出电功率增大，根据变压器输出电功率决定输入电功率可知，原线圈输入功率将变大，选项D错误。【正确项分析】题述电动机正常工作，电流表示数为1A，滑动变阻器分压UR=22V-12V=10V，根据欧姆定律，滑动变阻器R的接入电阻为R=UR/I=10，选项B正确。 【方法归纳】解答变压器问题要注意两点：一是输入电压决定输出电压，二是变压器输出电功率决定输入电功率。含电动机电路，电动机运转时产生反电动势，不能应用欧姆定律计算；电动机卡住不转动时，通过的电流大于正常工作电流，可以利用欧姆定律计算通过的电流，但是可能烧坏电动机。13（2018江苏高考物理）采用220 kV高压向远方的城市输电当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变为（A）55 kV（B）110 kV（C）440 kV（D）880 kV【参考答案】 C【命题意图】本题考查电能输送及其相关知识点。点睛：本意以远距离输电为背景考查输电线路的电能损失，解题时要根据输送电功率不变，二计算题1. (17分)如图所示，在倾角为=37的绝缘斜面上固定光滑的正弦金属导轨MN. PQ，两导轨关于x轴对称，N、Q两端点与斜面底端平齐，M、P之间连接一定值电阻R=2，整个斜面处在垂直斜面向上磁感应强度为B=0.lT的匀强磁场中。导体棒ab的质量为m=8xl0-3kg，长3m，在沿x轴正方向的拉力F作用下，以恒定速度v0=1m/s沿x轴正方向从斜面底端开始沿导轨运动到达斜面顶端，运动过程中ab始终平行于y轴且关于x轴对称。已知N点坐标为(0，0.8m)，M点坐标为(6m，0.8m)，MN的轨迹方程为y=0.8+0.4sinx。金属导轨和导体棒ab的电阻不计，g=l0m/s2, sin37=0.6, cos37=0.8。求：(1) t=2.5s时导体棒所受拉力F的大小；(2)导体棒从N端到M端过程中通过电阻R的电量q。【名师解析】（2）设导体棒从N端运动到M端，平均感应电动势为，平均感应电流为，闭合回路的面积为S，经过的时间为t1，则 （1分） （1分） （1分）S=xMN2yN （2分）xMN=v0t1 （1分）xMN=6m，yN =0.8m，S=9.6m2，t1=4.8s，=0.2V，=0.1A解得 q=0.48C （2分）
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