2017高考物理二轮复习专题4电路和电磁感应第1讲恒定电流和交变电流演练

第1讲 恒定电流和交变电流
1．(2016·石家庄正定中学月考五)有一个消毒用电器P ，电阻为20 k Ω，它只有在电压高于24 V 时才能正常工作．今用一个光敏电阻R 1对它进行控制，光敏电阻在光照时为100 Ω，黑暗时为1 000 Ω.电源电动势E 为36 V ，内阻不计，另有一个定值电阻R 2，电阻为1 000 Ω.下列电路开关闭合后能使消毒用电器在光照时正常工作，黑暗时停止工作的是( C )
解析：对A 电路，在光照时，光敏电阻为100 Ω，P 为电阻为20 k Ω，R 2电阻为1000 Ω，
P 分得电压超过2
3E ，正常工作；黑暗时，光敏电阻1000 Ω，P 分得电压超过23
E ，正常工作，
A 错误；同理可以求得
B 电路中光照和黑暗时，P 分得电压超过2
3E ，都可以正常工作，B 错
误；电路C 中P 与R 2并联，电阻略小于1000 Ω，能使消毒用电器在光照时正常工作，黑暗时停止工作，C 正确；电路D 中P 与R 1并联，光照时并联部分电阻小于100 Ω，此时P 分得的电压远小于24 V ，不能正常工作，黑暗时并联总电阻小于1000 Ω，P 分得电压同样小于24 V ，也不能正常工作．
2．(2016·西安质检一)已知两个电源的电动势为E 1和E 2，内阻r 1和r 2满足关系E 2＞E 1，
r 2＞r 1，有一定值电阻R 1分别接在两个电源上，获得相等功率，则将另一电阻R 2且满足R 2
＞R 1也分别接在这两个电源上，若接在电源电动势为E 1、E 2的电源上时，R 2获得功率依次为
P 1、P 2，则关于电阻R 2获得的功率P 1、P 2有( C )
A ．P 1＝P 2
B ．P 1＞P 2
C ．P 1＜P 2
D ．条件不足无法确定
解析：当外接电阻R 1时，两电路中R 1获得相同功率， 故
E 2
r 2＋R 1＝
E 1
r 1＋R 1
，
当接电阻R 2时，
P 1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫E 1r 1＋R 22·R 2，P 2＝⎝ ⎛⎭
⎪⎫E 2r 2＋R 22·R 2
，
而E 2
r 2＋R 2－
E 1
r 1＋R 2
＝E 2[r 1＋R 1＋R 2－R 1－E 1[r 2＋R 1＋R 2－R 1
r
2＋R 2r 1＋R 2
＝
E 2－E 1
R 2－R 1
r 2＋R 2
r 1＋R 2
>0，故P 2>P 1.
3．(2016·石家庄毕业班质检一)用220 V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V ，通过负载的电流图象如图所示，则( D )
A ．变压器输入功率为11 W
B ．变压器输出电压的最大值是110 V
C ．变压器原、副线圈的匝数比是1∶2
D ．负载电流的函数表达式i ＝0.05sin 100πt (A)
解析：变压器输出电流的有效值为0.052 A ，因此输出的功率为5.52 W ，变压器输入功率
等于输出功率，A 错误；输出电压的最大值为110 2 V ，B 错误；由U 1U 2＝n 1n 2得原、副线圈匝数比为2：1，C 错误；根据图象得交流电的周期T ＝0.02 s ，又ω＝2π
T
＝100π rad/s ，i
＝0.05sin100πt (A)，D 正确．
4．(2016·山西百校盟质监)如图所示的变压器电路中有五个相同的定值电阻，理想变压器，原、副线圈的匝数比为1∶2，现在a 、b 端输入正弦交流电，则R 1和R 2的功率之比为( A )
A ．49∶1
B ．24∶1
C ．7∶1
D ．3∶1
解析：由于五个电阻阻值相同，设为R ，则副线圈电路的总电阻为2
3R ，设副线圈中的电
流为I ，根据变流比，原线圈中的电流为2I ，副线圈两端的电压为2
3IR ，根据变压比可知，
原线圈两端的电压为13IR ，因此R 2中的电流为13I ，R 1中的电流为13I ＋2I ＝7
3
I ，则R 1的功率为
P 1＝⎝ ⎛⎭
⎪⎫73I 2R ，R 2的功率P 2＝⎝ ⎛⎭
⎪⎫13I 2R ，因此P 1：P 2＝49：1，A 项正确．
5．(2016·海口调研)如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数n 1＝100匝，副线圈匝数
n 2＝200匝，电阻R ＝100 Ω，
是理想交流电压表，原线圈加上如图乙所示的交流电，则
下列说法正确的是( AB )
A ．流经电阻R 的电流的频率为50 Hz
B ．
的示数为40 V
C ．流经电阻R 的电流每秒方向改变50次
D ．电阻R 每秒产生的热量为32 J
解析：由题图乙可知，交流电的周期T ＝0.02 s ，故其频率f ＝1
T
＝50 Hz ，又因为理想
变压器不改变交流电的频率，故流经电阻R 的电流的频率也为50 Hz,50 Hz 的交流电每秒电流方向改变100次，选项A 正确，选项C 错误；由题图乙可知，原线圈两端所加交流电压的最大值为20 2 V ，即原线圈两端电压的有效值为U 1＝20 V ，由U 1U 2＝n 1
n 2
可得，副线圈两端电
压为U 2＝40 V ，即电压表的示数为40 V ，电阻R 消耗的功率为P R ＝U 22
R
＝16 W ，故选项D 错误．
6．(2014·新课标全国卷Ⅱ)如图一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2.原线圈通过一理想电流表Ⓐ接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大．用交流电压表测得a 、b 端和
c 、
d 端的电压分别为U ab 和U cd ，则( BD )
A ．U ab ∶U cd ＝n 1∶n 2
B ．增大负载电阻的阻值R ，电流表的读数变小
C ．负载电阻的阻值越小，cd 间的电压U cd 越大
D ．将二极管短路，电流表的读数加倍 解析：设副线圈两端电压为U 2，则有
U ab U 2＝n 1
n 2
，由于二极管具有单向导电性，根据有效值定义可知，U 22R ·T 2＝U 2cd R 1T ，则U cd ＝U 22
，故A 项错误；增大负载电阻，由P 2＝U 2cd
R 可知，变压器
输出功率减小，输入功率P 1也减小，由P 1＝U ab I 1可知，电流表读数减小，B 正确；cd 间的
电压U cd 与R 大小无关，C 项错误；将二极管短路，变压器的输出功率P 2＝U 22
R ＝2U 2
cd R
，为原来
的2倍，由P 2＝P 1＝U ab I 1可知，电流表的读数变为原来的2倍，D 项正确．
7．(2014·福建卷)如图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n 1＝n 4＜
n 2＝n 3，四根模拟输电线的电阻R 1、R 2、R 3、R 4的阻值均为R ，A 1、A 2为相同的理想交流电流
表，L 1、L 2为相同的小灯泡，灯丝电阻R L ＞2R ，忽略灯丝电阻随温度的变化．当A 、B 端接入低压交流电源时( D )
A ．A 1、A 2两表的示数相同
B ．L 1、L 2两灯泡的亮度相同
C ．R 1消耗的功率大于R 3消耗的功率
D ．R 2两端的电压小于R 4两端的电压 解析：设两电流分别为I A 1、I A 2，则I A 2＝
U
2R ＋R L
，由题意知，升压器的升压比与变压器的降压比相等，设为k ，由变压器匝数与电流、电压的关系可知，升压变压器副线圈两端电压U 2＝kU ，降压变压器副线圈中电流I 4＝kI A 1，U 4＝I 4R L ＝kI A 1R L ，则降压变压变压器原线圈两端电压U 3＝kU 4＝k 2
I A 1R L ，则I A 1＝
U 2－U 32R ，解得I A 1＝kU 2R ＋k 2R L ，则I A 1
I A 2
＜1，故I A 1＜I A 2，A 错误；I 4＝kI A 1＝k 2U 2R ＋k 2R L ，因
I 4I A 2
＞1，故两灯泡亮度不同，B 项错误，由P ＝I 2
R 可知，P R 可知，U R 2＜U R 4，D 项正确．。