高考物理二輪作業(yè)手冊(cè) 第8講 恒定電流和交變電流

專題限時(shí)集訓(xùn)(八)[第8講恒定電流和交變電流](時(shí)間：40分鐘)1.如圖8－1所示，電路中L1、L2、L3是三盞完全相同的白熾小燈泡，把它們串聯(lián)后接在電壓恒為6V的電源上，三個(gè)小燈泡都正常發(fā)光，后來三個(gè)小燈泡都不亮了，用電壓表接a、c兩端時(shí)，示數(shù)是6V；接b、d兩端時(shí)，電壓表示數(shù)為零；接a、b兩端時(shí)，示數(shù)也為零．導(dǎo)線連接良好，則燈絲燒斷的小燈泡可能是()圖8－1A．僅是L1B．僅是L2C．L1和L2D．L2和L32．如圖8－2所示的電路中，R是壓敏電阻，其阻值隨所受壓力F的增大而減小．閉合開關(guān)S后，在緩慢增大F的過程中，下列判斷正確的是()圖8－2A．燈泡L1亮度將變大B．燈泡L2亮度將變大C．電容器C所帶電荷量將增大D．電源的輸出功率一定減小3．在如圖8－3所示的四個(gè)電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，定值電阻為R0，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片R從a向b滑動(dòng)時(shí)，理想電壓表讀數(shù)將變大的是()圖8－34．如圖8－4所示，正方形單匝線框abcd的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，每邊電阻均為r，線框在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω繞cd軸從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸與磁感線垂直．一理想電壓表用電刷接在線框的c、d兩點(diǎn)上．下列說法中正確的是()A．電壓表讀數(shù)為eq\f(\r(2),2)BωL2B．電壓表讀數(shù)為eq\f(\r(2),8)BωL2C．從圖示位置開始計(jì)時(shí)，流過線框電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝eq\f(BωL2,4r)sinωtD．線框從圖示位置轉(zhuǎn)過eq\f(π,2)的過程中，流過cd邊的電荷量為q＝eq\f(BL2,r)圖8－45．如圖8－5甲所示，一理想變壓器給一個(gè)小燈泡供電．當(dāng)原線圈輸入如圖乙所示的交變電壓時(shí)，額定功率10W的小燈泡恰好正常發(fā)光，已知燈泡的電阻為40Ω，圖中電壓表為理想電表，下列說法正確的是()甲乙圖8－5A．變壓器輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝220eq\r(2)sinπt(V)B．電壓表的示數(shù)為220VC．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為11∶1D．變壓器的輸入功率為110W6．如圖8－6所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為20∶1，當(dāng)原線圈兩端接入u1＝4400eq\r(2)sin314t(V)的交變電壓時(shí)，副線圈接入“220V，60W”的燈泡10只，不計(jì)輸電線上的電阻，則下列說法正確的是()圖8－6A．理想電壓表的示數(shù)為220eq\r(2)VB．理想電流表的示數(shù)為eq\f(3,22)AC．原線圈輸入功率為1200WD．變壓器鐵芯中磁通量變化率的最大值是4400eq\r(2)Wb/s7．如圖8－7所示，導(dǎo)體棒ab兩個(gè)端點(diǎn)分別搭接在兩個(gè)豎直放置、電阻不計(jì)、半徑相等的金屬圓環(huán)上，圓環(huán)通過電刷分別與兩導(dǎo)線c、d相接，c、d兩導(dǎo)線的端點(diǎn)分別接在匝數(shù)比n1∶n2＝10∶1的變壓器原線圈兩端，變壓器副線圈接一滑動(dòng)變阻器R0，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下，導(dǎo)體棒ab長(zhǎng)為L(zhǎng)(電阻不計(jì))，繞與ab平行的水平軸(也是兩圓環(huán)的中心軸)OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．如果變阻器的阻值為R時(shí)，通過電流表的電流為I，則()圖8－7A．變阻器上消耗的功率為P＝10I2RB．變壓器原線圈兩端的電壓U1＝10IRC．取ab在環(huán)的最低端時(shí)t＝0，則棒ab中感應(yīng)電流的表達(dá)式是i＝eq\r(2)IsinωtD．a(chǎn)b沿環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中受到的最大安培力F＝eq\r(2)BIL8．有人為汽車設(shè)計(jì)的一個(gè)“再生能源裝置”原理簡(jiǎn)圖如圖8－8所示，當(dāng)汽車減速時(shí)，線圈受到磁場(chǎng)的阻尼作用幫助汽車減速，同時(shí)產(chǎn)生電能儲(chǔ)存?zhèn)溆茫畧D甲中，線圈的匝數(shù)為n，ab長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，bc長(zhǎng)度為L(zhǎng)2.圖乙是此裝置的側(cè)視圖，切割處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B，有理想邊界的兩個(gè)扇形磁場(chǎng)區(qū)夾角都是90°.某次測(cè)試時(shí)，外力使線圈以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電刷M端和N端接電流傳感器，電流傳感器記錄的i－t圖像如圖丙所示(I為已知量)，取ab邊剛開始進(jìn)入左側(cè)的扇形磁場(chǎng)時(shí)刻t＝0.不計(jì)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)軸處的摩擦．甲乙丙圖8－8(1)求線圈在圖乙所示位置時(shí)，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)E的大小，并指明電刷M和N哪個(gè)接電源正極．(2)求閉合電路的總電阻R和外力做功的平均功率P.(3)為了能夠獲得更多的電能，依據(jù)所學(xué)的物理知識(shí)，請(qǐng)你提出改進(jìn)該裝置的三條建議．

專題限時(shí)集訓(xùn)(八)1.C2．AC[解析]F緩慢增大的過程中R減小，由串反并同的規(guī)律知，L1、L3變亮，L2變暗，由Q＝CU可知C所帶電荷量將增大，A、C正確，B錯(cuò)誤；由于不知電源內(nèi)阻與外電阻的關(guān)系，故不能判斷電源輸出功率的變化情況，D錯(cuò)誤．3．D[解析]A圖電壓表表短路，讀數(shù)始終為零，A錯(cuò)誤；B圖電壓表讀數(shù)減小，B錯(cuò)誤；C圖電壓表測(cè)量R0兩端的電壓，讀數(shù)減小，C錯(cuò)誤；D圖電壓表測(cè)量路端電壓，讀數(shù)增大，D正確．4．B[解析]從圖示位置開始計(jì)時(shí)，ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e＝BL2ωcosωt，電流的瞬時(shí)表達(dá)式i＝eq\f(BωL2,4r)cosωt，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E＝eq\f(\r(2),2)BL2ω，c、d兩點(diǎn)的電壓Ucd＝eq\f(1,4)E＝eq\f(\r(2),8)BL2ω，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；線框從圖示位置轉(zhuǎn)過eq\f(π,2)的過程中，流過cd邊的電荷量為q＝eq\f(ΔΦ,4r)＝eq\f(BL2,4r)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．5．C[解析]由圖乙可知，變壓器輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝220eq\r(2)sin100πt(V)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．由P＝eq\f(U2,R)可得額定功率10W的小燈泡額定電壓為20V，小燈泡恰好正常發(fā)光，電壓表的示數(shù)為20V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器變壓公式，可得變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為11∶1，選項(xiàng)C正確；根據(jù)額定功率10W的小燈泡恰好正常發(fā)光，理想變壓器輸入功率等于輸出功率，變壓器的輸入功率為40W，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．6．B[解析]原線圈的電壓為4400V，由變壓器原、副線圈電壓比eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，則副線圈兩端的電壓U2＝220V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由功率關(guān)系U1I1＝P2，電流表的示數(shù)I＝eq\f(P2,U1)＝eq\f(60×10,4400)A＝eq\f(3,22)A，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，變壓器鐵芯中磁通量變化率的最大值eq\f(ΔΦm,Δt)＝eq\f(Em,n1)≠4400eq\r(2)Wb/s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．7．D[解析]變壓器原、副線圈電流比eq\f(I2,I1)＝eq\f(n1,n2)，則通過變阻器的電流為10I，消耗的功率為P＝100I2R，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；變壓器副線圈兩端的電壓U2＝10IR，由變壓器原、副線圈電壓比eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，則原線圈兩端的電壓U1＝100IR，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；ab在環(huán)的最低端時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，安培力最大，且最大安培力F＝eq\r(2)BIL，從該位置計(jì)時(shí)棒ab中感應(yīng)電流的表達(dá)式是i＝eq\r(2)Icosωt，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確．8．(1)nBL1L2ωM端是電源正極(2)eq\f(nBL1L2ω,I)eq\f(nBL1L2ωI,2)(3)增加磁感應(yīng)強(qiáng)度；增加線圈匝數(shù)；增加磁場(chǎng)區(qū)域面積；適當(dāng)增加線圈面積；變成多組線圈等．[解析](1)ab和cd在磁場(chǎng)中切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝2nBL1v而速度v＝eq\f(1,2)ωL2則電動(dòng)勢(shì)E