2017届二轮 恒定电流和交变电流 专题卷(适用全国)

限时规范训练建议用时：35分钟1．(多选)某正弦交流电的i－t图象如图所示，则该电流的()A．频率f＝0.02 HzB．有效值I＝10 2 AC．峰值I m＝10 2 AD．瞬时值表达式i＝20sin 100πt(A)解析：选BD.由题图可知，该交流电的周期为0.02 s，则频率为50 Hz，角速度为100π rad/s，最大值为20 A，则有效值为10 2 A，瞬时值表达式为：i＝20sin 100πt(A)，即B、D正确．2．(多选)在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1是半导体制成的NTC热敏电阻，其阻值随着温度的升高而减小，R2、R3为定值电阻，C为电容器，L为小灯泡，电流表内阻可忽略．当电路所处环境温度下降时，则()A．电流表的示数增大B．R2两端的电压减小C．小灯泡变暗D．电容器C所带的电荷量增大解析：选BD.当温度下降时，热敏电阻R1阻值增大，电路总电阻增大，电路中总电流I减小，即电流表的示数减小，选项A错误；R2两端的电压U2＝IR2，电路中总电流I减小，所以电压U2减小，选项B正确；由于电源内电压U r＝Ir减小，R2两端的电压也减小，则小灯泡L两端电压增大，所以小灯泡L变亮，选项C 错误；电源内电压减小，路端电压增大，电容器两端电压增大，电容器所带的电荷量Q ＝UC 增大，选项D 正确．3．(2016·山西晋城二模)在图甲中，理想变压器的原、副线圈匝数之比n 1∶n 2＝1∶3，滑片P 置于副线圈的中点．在图乙中，滑动变阻器最大阻值R 0＝6 Ω，滑动触头P 置于R 0的中央．两电路的输入端都接交流u ＝202sin 100πt (V)的正弦交流电，输出端各接一个阻值R ＝6 Ω的定值电阻和理想交流电压表．两电压表的读数U 1、U 2分别为()A ．U 1＝30 V ，U 2＝8 VB ．U 1＝30 V ，U 2＝10 VC ．U 1＝60 V ，U 2＝8 VD ．U 1＝60 V ，U 2＝10 V解析：选A.交流电的有效值为U ＝20 V ，对甲电路U U 1＝n 1n 22，解得U 1＝30 V ；对乙电路R 并＝3×63＋6 Ω＝2 Ω，可求U 2＝23＋2×20 V ＝8 V ，故选A. 4．某交变电压为u ＝8sin(157t )V ，则( )A ．用此交流电作打点计时器的电源时，打点周期为0.02 sB ．此交流电可作为电磁打点计时器的工作电源C ．把额定电压为8 V 的小灯泡接在此电源上，小灯泡正常发光D ．把击穿电压为6 V 的电容器接在此电源上，电容器正常工作解析：选B.根据u ＝8sin(157t )V 可知2πT ＝157 rad/s ，解得周期为T ＝0.04 s ，选项A 错误；电磁打点计时器所接交流电源的频率不一定是50 Hz ，若用该交流电作为电源，则打点时间间隔为0.04 s ，选项B 正确；额定电压8 V 指的是有效值，选项C 错误；电容器击穿电压为6 V ，比最大值8 V 要小，因此该电容器不能正常工作，选项D 错误．5．(多选)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈接电压恒定的交流电，副线圈输出端接有R ＝4 Ω的电阻和两个“18 V 9 W ”相同小灯泡，当开关S 断开时，小灯泡L 1刚好正常发光，则( )A ．原线圈输入电压为200 VB ．S 断开时原线圈中的电流为0.05 AC ．闭合开关S 后，原、副线圈中的电流之比增大D ．闭合开关S 后，小灯泡L 1消耗的功率减小解析：选ABD.灯泡正常发光，副线圈电流为I ＝0.5 A ，所以副线圈两端电压U ＝18 V ＋0.5×4 V ＝20 V ，电压与匝数成正比，原线圈输入电压为200 V ，所以A 正确；电流与匝数成反比，可知S 断开时原线圈中的电流为0.05 A ，所以B 正确；闭合开关S 后，原、副线圈中的电流之比不变，所以C 错误；当开关S 闭合时，总电阻减小，副线圈电压不变，所以副线圈电流增大，R 分压增大，小灯泡L 1消耗的功率减小，故D 正确．6．中国已投产运行的1 000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用500 kV 的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P .在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( )A.P 4B.P 2C ．2PD ．4P解析：选A.设输送功率为P ，输送电流为I ，输送电压为U ，则P ＝UI ，I ＝P U ，P 损＝I 2R .输送电压升为原来的2倍，则输送电流降为原来的一半，P 损降为原来的四分之一，故选A.7．(多选)如图所示，一只理想变压器原线圈与频率为50 Hz 的正弦交变电源相连，两个阻值均为20 Ω 的电阻串联后接在副线圈的两端．图中的电流表、电压表均为理想交流电表，原、副线圈分别为200匝和100匝，电压表的示数为5 V ．则( )A．电流表的读数为0.5 AB．流过电阻的交变电流的频率为100 Hz C．交变电源的输出电压的最大值为20 2 V D．交变电源的输出功率为2.5 W解析：选CD.根据欧姆定律可得副线圈中的电流I2＝UR＝0.25 A，根据理想变压器原、副线圈中的电流比I1I2＝n2n1，可解得I1＝0.125 A，A错误；理想变压器原、副线圈中的交变电流的频率相同，都为50 Hz，B错误；副线圈输出电压的有效值是10 V，根据正弦交变电流的最大值和有效值的关系可得其最大值应为U2m＝10 2 V，原、副线圈电压比为U1U2＝n1n2，可得交变电源输出电压的最大值为U1m＝20 2 V，C正确；对于理想变压器，交变电源的输出功率等于变压器副线圈所接电路消耗的功率，P＝2×5220W＝2.5 W，故D正确．8．(多选)一理想自耦变压器的原线圈接有正弦交变电压，如图甲所示，副线圈接有可调电阻R，触头P与线圈始终接触良好，下列判断正确的是()A．交变电源的电压u随时间t变化的规律是u＝U0cos 100πt VB．若仅将触头P向A端滑动，则电阻R消耗的电功率增大C．若仅使电阻R增大，则原线圈的输入电功率增大D．若使电阻R增大的同时，将触头P向B端滑动，则通过A处的电流一定增大解析：选AB.从题图甲可看出，交流电的周期T＝2×10－2 s，最大值为U0，所以交变电源的电压u随时间t变化的规律是u＝U0·cos 2πT t V＝U0cos 100πt V，选项A正确；因原、副线圈两端电压与其匝数成正比，当仅将触头P向A端滑动时，副线圈两端的电压增大，即电阻R两端的电压增大，则电阻R消耗的电功率增大，选项B正确；若仅使电阻R增大，则副线圈两端的电压不变，电阻R消耗的电功率P＝U22R减小，原线圈的输入电功率也减小，选项C错误；将触头P向B端滑动，副线圈两端的电压减小，同时电阻R增大，通过R的电流I2＝U2R减小，根据I1n1＝I2n2，通过A处的电流也一定减小，选项D错误．9．一台小型发电机产生的电动势随时间以正弦规律变化的图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则()A．电压表V的读数为220 VB．电路中的电流方向每秒改变50次C．灯泡实际消耗的功率为484 WD．发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为24.2 J解析：选D.由题图甲知发电机产生的感应电动势有效值为220 V，灯泡中电流大小为I＝ER＋r＝2.2 A，电压表读数为U＝IR＝2.2×95.0 V＝209 V，选项A错误；由题图甲知交变电流的周期为0.02 s，则其频率为50 Hz，电路中的电流方向每秒改变100次，选项B错误；灯泡实际消耗的功率为P＝IU＝209×2.2 W＝459.8 W，选项C错误；发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为Q＝I2rt＝2.22×5×1 J＝24.2 J，选项D正确．10．如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2和R3均为定值电阻，V1和V2为理想电压表，A1和A2为理想电流表．开关S闭合时，V1和V2的读数分别为U1和U2；A1和A2的读数分别为I1和I2.若交流电源电压不变，现断开S，下列推断中正确的是()A．U2可能变小、I2一定变小B．U2一定不变、I2一定变小C．I1一定变小、I2可能变大D．I1可能变大、I2可能变大解析：选B.交流电源电压不变，U1数值不变，根据变压器变压公式可知，副线圈电压只与原线圈电压和变压器原、副线圈匝数比有关．现断开S，U2不变，副线圈所接电路的等效电阻增大，电流表A2的读数I2变小，选项B正确．变压器输出功率减小，导致变压器输入功率变小，I1变小，选项C、D错误．11．(多选)如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝2 10T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5 m2，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝200 rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V60 W”的灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法中正确的是()A．该交流电的频率为200 HzB．线框中产生的交变电流的电动势的有效值为500 2 VC．变压器原、副线圈匝数之比为25∶11D．允许变压器输出的最大功率为5 000 W解析：选CD.题中线圈转动的角速度ω＝200 rad/s，根据ω＝2πf可得，f＝100πHz，A错误．产生的交变电流的电动势的最大值E m＝NBSω＝500 2 V，有效值为500 V，B错误．变压器原、副线圈匝数之比为500∶220＝25∶11，C正确．由于熔断器允许通过的最大电流为10 A，所以允许变压器输出的最大功率为P m＝EI m＝500 V ×10 A ＝5 000 W ，D 正确．12．如图1所示为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，降压变压器原副线圈匝数比为100∶1，远距离输电线的总电阻为100 Ω.若升压变压器的输入电压如图2所示，输入功率为750 kW.下列说法正确的是( )A ．用户端交流电的频率为100 HzB ．输电线中电流为30 AC ．用户端电压为250 VD ．输电线路损耗功率为180 kW解析：选B.由题图2知，交流电的周期为0.02 s ，则其频率f ＝1T ＝50 Hz ，A 错误；由于输入电压的有效值为250 V ，则输入电流I ＝P U ＝3 000 A ，由变流比知，输电线中的电流为30 A ，B 正确；由变压比知，升压变压器中副线圈两端的电压为25 000 V ，输电线上损失的电压ΔU ＝I 线R ＝30×100 V ＝3 000 V ，因此降压变压器输入端电压为22 000 V ，由变压比知，用户端电压为220 V ，C 错误；输电线损耗的功率P 损＝I 2线R ＝302×100 W ＝90 kW ，D 错误．13．(多选)如图甲为小型旋转电枢式交流发电机，电阻为r ＝2 Ω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R 0＝407 Ω，滑动片P 位于滑动变阻器中央，定值电阻R 1＝R 0、R 2＝R 02，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Φ随时间t 变化的图象，则下列说法正确的是( )A ．电阻R 2上的热功率为57 WB ．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 ＝102cos 100πt (V)D ．线圈开始转动到t ＝1600 s 的过程中，通过R 1的电荷量为2200π C解析：选AD.根据串联电路分压关系，可求得R 2两端的电压为107 V ，故P ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1072207W ＝57 W ，A 正确；0.02 s 时线圈的磁通量为零，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E m ＞10 2 V ，C 错误；由R 外＝10 Ω，r ＝2 Ω，U ＝10 V 可得E m ＝NBSω＝12 2 V ，又q ＝N ΔΦR 外＋r ＝NBS sin 30°R 外＋r ，以上各式联立可得：q ＝2200π C ，D 正确．。