專題分層突破練10 恒定電流和交變電流A組1.(2021浙江高三模擬)如圖所示,國(guó)內(nèi)首臺(tái)10×106W海上風(fēng)電機(jī)組在福建福清興化灣二期海上風(fēng)電場(chǎng)成功并網(wǎng)發(fā)電,是目前我國(guó)自主研發(fā)的單機(jī)容量亞太地區(qū)最大、全球第二大的海上風(fēng)電機(jī)組。若已知該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的年均輸出功率為設(shè)計(jì)功率的55%,每戶家庭月均耗電200kW·h,則一臺(tái)發(fā)電機(jī)可供大約多少戶家庭用電( ) A.5000B.1萬(wàn)C.2萬(wàn)D.4萬(wàn)2.(2020江蘇卷)電流互感器是一種測(cè)量電路中電流的變壓器,工作原理如圖所示。其原線圈匝數(shù)較少,串聯(lián)在電路中,副線圈匝數(shù)較多,兩端接在電流表上。則電流互感器( )A.是一種降壓變壓器B.能測(cè)量直流電路的電流C.原、副線圈電流的頻率不同D.副線圈的電流小于原線圈的電流3.(2021山東高三模擬)如圖所示,R1為定值電阻、R為滑動(dòng)變阻器、C為電容器,閉合開(kāi)關(guān)S,當(dāng)滑片P向上移動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是( )A.電流表A1的示數(shù)增大B.電流表A2的示數(shù)減小C.電容器C的帶電荷量減小D.電源內(nèi)阻r上消耗的電功率增大4.(2020北京卷)如圖所示,理想變壓器原線圈接在u=Umsin(ωt+φ)的交流電源上,副線圈接三個(gè)阻值相同的電阻R,不計(jì)電表內(nèi)電阻影響。閉合開(kāi)關(guān)S后( )
A.電流表A2的示數(shù)減小B.電壓表V1的示數(shù)減小C.電壓表V2的示數(shù)不變D.電流表A1的示數(shù)不變5.(2021江蘇南通高三二模)如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的原理圖,發(fā)電機(jī)輸出電壓不變,升壓變壓器、降壓變壓器均為理想變壓器,降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為n。若用戶負(fù)載發(fā)生變化,電壓表V的示數(shù)變化ΔU,電流表A的示數(shù)變化ΔI,=k。則兩變壓器間輸電線的總電阻R等于( )A.nkB.C.n2kD.6.(2021河北高三模擬)我們可以用某型號(hào)脂肪測(cè)量?jī)x(如圖甲所示)來(lái)測(cè)量脂肪率。體液中含有鈉離子、鉀離子等金屬離子而呈現(xiàn)低電阻,而體內(nèi)脂肪幾乎不導(dǎo)電。脂肪測(cè)量?jī)x根據(jù)人體電阻的大小來(lái)判斷脂肪所占比例,模擬電路如圖乙所示。測(cè)量時(shí),閉合開(kāi)關(guān)S,測(cè)試者兩手分別握兩手柄A、B,則( )A.體型相近的兩人相比,脂肪含量高者對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)較大,電壓表示數(shù)較小B.體型相近的兩人相比,脂肪含量高者對(duì)應(yīng)的電源效率高C.體型相近的兩人相比,脂肪含量高者對(duì)應(yīng)的電源輸出功率大D.當(dāng)A、B間電阻逐漸增大時(shí),電壓表示數(shù)變化量與電流表示數(shù)變化量的比值的絕對(duì)值也隨之增大7.(2021遼寧錦州高三一模)如圖甲所示為一臺(tái)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造示意圖,內(nèi)阻r=1Ω,外電路電阻R1=R2=18Ω,電路中其余電阻不計(jì)。發(fā)電機(jī)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng),線圈匝數(shù)n=10,轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)每匝線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化,如圖乙所示,取π=3.14,則( )A.t=1.57×10-2s時(shí),該小型發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為零B.t=3.14×10-2s時(shí),矩形線圈轉(zhuǎn)到中性面位置C.串聯(lián)在外電路中的交流電流表的示數(shù)為2AD.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為20VB組8.(多選)(2020浙江卷)如圖所示,系留無(wú)人機(jī)是利用地面直流電源通過(guò)電纜供電的無(wú)人機(jī),旋翼由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。現(xiàn)有質(zhì)量為20kg、額定功率為5kW的系留無(wú)人機(jī)從地面起飛沿豎直方向上
升,經(jīng)過(guò)200s到達(dá)100m高處后懸停并進(jìn)行工作。已知直流電源供電電壓為400V,若不計(jì)電纜的質(zhì)量和電阻,忽略電纜對(duì)無(wú)人機(jī)的拉力,則( )A.空氣對(duì)無(wú)人機(jī)的作用力始終大于或等于200NB.直流電源對(duì)無(wú)人機(jī)供電的額定電流為12.5AC.無(wú)人機(jī)上升過(guò)程中消耗的平均功率為100WD.無(wú)人機(jī)上升及懸停時(shí)均有部分功率用于對(duì)空氣做功9.(多選)(2021遼寧朝陽(yáng)高三一模)如圖所示,理想變壓器的原線圈與穩(wěn)定的正弦交流電源相連(電源內(nèi)阻不計(jì)),原副線圈匝數(shù)比為n1∶n2,電壓表和電流表均為理想電表,R1為定值電阻,R2為滑動(dòng)變阻器,當(dāng)滑片向左滑動(dòng)時(shí),電壓表、電流表的示數(shù)變化分別用ΔU1、ΔU2、ΔI1、ΔI2表示,以下說(shuō)法正確的是( )A.=R1B.=R2C.=2R2D.=2R110.(多選)(2021山西高三模擬)家用燈暖型浴霸的電路如圖所示,其中照明燈額定電壓為220V、額定功率為44W;四只相同的取暖燈額定電壓均為220V、額定功率均為440W;排氣扇電機(jī)的內(nèi)阻為1.2Ω。當(dāng)將浴霸接入u=220sin100πt(V)的交流電路中時(shí),閉合全部開(kāi)關(guān)后各用電器均正常工作,此時(shí)通過(guò)保險(xiǎn)絲的電流為8.6A。以下判斷正確的是( )A.交變電流的頻率為50HzB.排氣扇電機(jī)的輸出功率為88WC.閉合全部開(kāi)關(guān),浴霸的總功率為2675WD.只閉合S1、S4,通過(guò)保險(xiǎn)絲的電流為0.6A11.(2021江蘇濱海中學(xué)高三一模)交警使用的某型號(hào)酒精測(cè)試儀的工作原理如圖所示,傳感器電阻R的電阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小,電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,電路中的電表均為理想電表。當(dāng)一位酒駕駕駛員對(duì)著測(cè)試儀吹氣時(shí),下列說(shuō)法正確的是( )
A.電壓表的示數(shù)變大,電流表的示數(shù)變小B.電壓表的示數(shù)變小,電流表的示數(shù)變小C.酒精氣體濃度越大,電源的輸出功率越大D.電壓表示數(shù)變化量與電流表示數(shù)變化量的絕對(duì)值之比保持不變12.(2021河北高三模擬)如圖所示的電路,電源電動(dòng)勢(shì)E恒定且內(nèi)阻r不可忽略,R1、R2、R3為定值電阻,R4為滑動(dòng)變阻器,A1、A2為理想電流表,V1、V2、V3為理想電壓表。閉合開(kāi)關(guān)后,I1、I2分別表示兩個(gè)電流表的示數(shù),U1、U2、U3分別表示三個(gè)電壓表的示數(shù)?，F(xiàn)將滑動(dòng)變阻器R4的滑片稍向上滑動(dòng)一些,ΔI1、ΔI2分別表示兩個(gè)電流表示數(shù)變化的大小,ΔU1、ΔU2、ΔU3分別表示三個(gè)電壓表示數(shù)變化的大小。下列說(shuō)法正確的是( )A.U2變小B.變小C.ΔU2小于ΔU3D.大于13.(2021北京海淀區(qū)高三一模)如圖所示,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為2∶1,原線圈接在u=Umcos(ωt+φ)的交流電源上,副線圈接一定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R,電流表、電壓表均為理想交流電表。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片由a端向b端緩慢滑動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是( )A.電流表A1、A2的示數(shù)之比為2∶1B.電壓表V1、V2的示數(shù)之比為1∶2C.滑動(dòng)變阻器R消耗的功率可能先增大后減小D.原線圈的輸入功率可能減小專題分層突破練10 恒定電流和交變電流1.C 解析根據(jù)能量守恒定律有ηPt=nW,代入相關(guān)參數(shù)可得55%×10×106×365×24×60×60J=12×200×3.6×106nJ,解得n=2×104,故選C。2.D 解析原線圈匝數(shù)少,副線圈匝數(shù)多,由可得,是升壓變壓器,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電流互感器的原理是電磁感應(yīng),不能測(cè)量直流電路的電流,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;變壓器不改變電流的頻率,原、副線圈電流的頻率相同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由可得,副線圈電流小于原線圈電流,選項(xiàng)D正確。3.B 解析滑片向上滑動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增大,整個(gè)電路電阻增大,干路電流減小,A1示數(shù)減小,A錯(cuò)誤;內(nèi)電壓減小,外電壓增大,R1兩端的電壓增大,則通過(guò)R1的電流增大,而干路電流減小,則A2的示數(shù)減小,B正確;電容器兩端的電壓增大,所以電容器的帶電荷量增大,C錯(cuò)誤;通過(guò)內(nèi)電阻的電流減小,則由P=I2r可知,電源內(nèi)阻消耗的電功率減小,D錯(cuò)誤。
4.A 解析開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),副線圈總的電阻減小,由于變壓器的匝數(shù)比和輸入的電壓都不變,所以輸出的電壓也不變,即V1示數(shù)不變,但因副線圈的總電阻減小,則副線圈的總電流增大,則原線圈的電流增大,故A1的示數(shù)變大,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤;由于副線圈的電流增大,故串聯(lián)在副線圈的電阻R兩端的電壓增大,而副線圈的總電壓不變,所以副線圈并聯(lián)部分的電壓減小,即V2的示數(shù)減小,故電流表A2的示數(shù)減小,選項(xiàng)A正確,C錯(cuò)誤。5.C 解析電壓表V的示數(shù)變化ΔU,則降壓變壓器的原線圈兩端電壓變化了nΔU,電流表A的示數(shù)變化ΔI,則流過(guò)R的電流變化了,所以兩變壓器間輸電線的總電阻R==n2k,故選C。6.B 解析體型相近的兩人相比,脂肪含量高者電阻較大,圖乙是串聯(lián)電路,總電阻增大,電流減小,AB兩端電壓增大,電源效率η=×100%,路端電壓U隨外電阻R外增加而增大,因此脂肪含量高者對(duì)應(yīng)的電源效率高,電源輸出功率與外電阻和電源內(nèi)阻的關(guān)系有關(guān),外電阻與電源的內(nèi)阻越接近,電源輸出功率越大,本題中未給出外電阻與電源內(nèi)阻的關(guān)系,故無(wú)法判斷誰(shuí)對(duì)應(yīng)的電源輸出功率大,A、C錯(cuò)誤,B正確;電壓表示數(shù)變化量與電流表示數(shù)變化量的比值的絕對(duì)值為=R+r,其大小不變,D錯(cuò)誤。7.D 解析t=1.57×10-2s時(shí),磁通量Φ的變化率最大,該小型發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為最大,A錯(cuò)誤;t=3.14×10-2s時(shí),磁通量Φ的變化率最大,磁場(chǎng)與線圈平面平行,B錯(cuò)誤;從Φ-t圖線可以看出Φmax=1.0×10-2Wb,T=3.14×10-2s,ω=,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Emax=nωΦmax=20V,電路中電流最大值為Imax==2A,串聯(lián)在外電路中的交流電流表的讀數(shù)為I=A,C錯(cuò)誤,D正確。8.BD 解析無(wú)人機(jī)從靜止起飛到空中懸停,一定會(huì)有加速和減速過(guò)程,減速過(guò)程加速度向下,根據(jù)牛頓第二定律,mg-F=ma,無(wú)人機(jī)所受重力大于空氣對(duì)無(wú)人機(jī)的作用力,根據(jù)牛頓第三定律,空氣對(duì)無(wú)人機(jī)的作用力等于無(wú)人機(jī)對(duì)空氣的作用力,無(wú)人機(jī)對(duì)空氣的作用力有可能小于200N,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;額定電流I=A=12.5A,選項(xiàng)B正確;根據(jù)動(dòng)能定理,P機(jī)t-mgh=0,平均功率P機(jī)=W=100W,由于有熱量產(chǎn)生,所以無(wú)人機(jī)消耗的平均功率P=P機(jī)+P熱,大于100W,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;無(wú)人機(jī)在升空和懸停階段,無(wú)人機(jī)對(duì)空氣的作用力推動(dòng)空氣運(yùn)動(dòng),對(duì)空氣做功,選項(xiàng)D正確。9.AD 解析正弦交流電源電壓穩(wěn)定,有u=+U1,|ΔU1|=|ΔUR1|,所以有==R1,根據(jù)變壓器的規(guī)律可知,理想變壓器原、副線圈電壓變化量之比,原、副線圈電流變化量之比,所以有=2=2R1,A、D正確,B、C錯(cuò)誤。10.AD 解析根據(jù)u=220sin100πt(V),可得交變電流的頻率為f=Hz=50Hz,A正確;照明燈電流I1==0.2A,取暖燈電流I2==2A,則通過(guò)排氣扇的電流為I3=I-I1-4I2=0.4A,排氣扇電機(jī)的輸出功率為P=I3U-r=87.808W,排氣扇功率P3=I3U=88W,故浴霸的總功率為P總=44W+4×440W+88W=1892W,B、C錯(cuò)誤;只閉合S1、S4,通過(guò)保險(xiǎn)絲的電流為I'=I1+I3=0.6A,D正確。11.D 解析由于傳感器電阻R的電阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小,而酒駕駕駛員吹氣時(shí),酒精濃度大,R變小,由閉合電路的歐姆定律可知I=,U=E-I(R0+r),可知電流表示數(shù)變大、電壓表示數(shù)變小,A、B錯(cuò)誤;電源的輸出功率關(guān)于外阻R外的圖象如圖所示,由圖可看出當(dāng)R外=r時(shí)電源的輸出功率最大,而酒精氣體濃度越大則R+R0越小,若開(kāi)始時(shí)有R+R0>r,則隨著R減小電源的輸出功率增大,若R+R0
