内容正文:
课后限时练15 直流电路与交流电路
说明:选择题每小题4分,本试卷总分38分
1.(2024·江苏南通一模)某小组探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系。可拆变压器如图所示,铁芯B可以安装在铁芯A上形成闭合铁芯。将原、副线圈套在铁芯A的两臂上,匝数分别选择n1=800匝,n2=100匝,原线圈与16 V的正弦式交流电源相连,用理想电压表测得输出电压U2=1 V,输出电压测量值明显小于理论值,可能的原因是( )
A.原线圈匝数n1少于800匝
B.副线圈匝数n2多于100匝
C.副线圈阻值较大
D.铁芯B没有安装在铁芯A上
D [由变压器电压与匝数的关系知=,即U2=U1,因为输出电压测量值明显小于理论值,则可能是n2偏小或n1偏大,故A、B错误;副线圈阻值不影响输出电压,故C错误;若铁芯B没有安装在铁芯A上,则会导致漏磁,使得输出电压偏小,故D正确。]
2.(2025·江苏常州高三下开学考试)某型号酒精测试仪的工作原理图如图所示,传感器R的阻值随气体中酒精浓度的增大而减小。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时( )
A.传感器的电阻增大 B.电流表的示数变小
C.电压表的示数变大 D.电源的总功率增大
D [酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,传感器R的阻值减小,则电流增大,根据U=E-I(R0+r)可知电压表示数变小,故A、B、C错误;根据P=EI可知电源的总功率增大,故D正确。]
3.(2025·江苏镇江高三阶段练习)一个按正弦规律变化的交变电流的图像如图所示。根据图像可以知道( )
A.该交变电流的频率是0.02 Hz
B.该交变电流的有效值是20 A
C.该交变电流的瞬时值表达式是i=20sin 0.02t(A)
D.在t=(T是周期)时刻,该电流的大小与其有效值相等
D [该交变电流的频率是f== Hz=50 Hz,故A错误;该交变电流的有效值是I有== A=10A,故B错误;该交变电流的瞬时值表达式是i=Imsin t=20sin 100πt(A),故C错误;在t=时刻,该电流的大小为i=Imsin =10 A=I有,故D正确。]
4.(2025·江苏苏州高三模拟)如图所示,电源电动势为E、内阻为r,R0为定值电阻,电容器的电容为C。闭合开关S,增大可变电阻R阻值的过程中,电压表示数的变化量为ΔU,电流表示数的变化量为ΔI,则( )
A.电压表示数U和电流表示数I的比值为R0+r
B.ΔU和ΔI的比值为r
C.电容器电荷的增加量为CΔU
D.电阻R0两端电压的减小量为ΔU
C [由题图可知R=,故A错误;根据闭合电路欧姆定律得U=E-I(R0+r),由数学知识得=R0+r,故B错误;闭合开关S,增大可变电阻R的阻值后,电路中电流减小,由闭合电路欧姆定律分析得知,电阻R0两端的电压减小,R两端的电压增大,而它们的总电压即路端电压增大,所以电阻R0两端的电压减小量小于ΔU,电容器两极板间的电压等于R两端的电压,可知电容器板间电压增大,带电荷量增加,增加量为CΔU,故D错误,C正确。]
5.(2024·江苏泰州一模)某发电站高压输电示意图如图所示,发电站输出的电压U1不变,为了测高压电路的电压和电流,在输电线路的起始端接入电压互感器和电流互感器,若不考虑变压器和互感器自身的能量损耗,所有的电表均为理想电表,则( )
A.用户增多时,输电线损耗功率减少
B.②为电压表,电压互感器是升压变压器
C.②为电流表,电流互感器是升压变压器
D.若输送功率一定,增加输电电压可以增大输电线中的电流
C [用户增多时,总功率P总将增大,根据P总=UI总可知,在电压不变的情况下,电流I总将增大,则输电线损耗的功率将增大,故A错误;电表②串联在输电线上,所以是电流表,根据题图所示的匝数关系可知电流互感器是升压变压器,故B错误,C正确;若输送功率一定,增加输电电压,根据P=UI可知,可以减小输电线中的电流,故D错误。]
6.(2025·江苏扬州高三统考期末)某科研团队成功研制出兼具自修复性和高导电性的弹性导体,其阻值会随着机械形变而发生变化,电阻率不变。如图所示,电压表和电流表是理想电表,a、b两点之间连接一弹性导体。在中间悬挂重物后,下列说法不正确的是( )
A.弹性导体电阻变大
B.定值电阻R的功率变小
C.电压表示数变大
D.弹性导体消耗的功率一定变大
D [弹性导体受拉力作用,长度变大,横截面积减小,则电阻变大,选项A正确,不符合题意;电路总电阻变大,则总电流减小,则根据P=I2R可知,定值电阻R的功率变小,选项B正确,不符合题意;电路总电流减小,则电源内阻和定值电阻R上的电压减小,则弹性导体的电压变大,即电压表示数变大,选项C正确,不符合题意;将定值电阻R等效为电源的内阻,则当弹性导体的电阻等于R+r时,弹性导体消耗的功率最大,因不明确弹性导体的阻值与R+r的阻值关系,则当弹性导体的阻值变大时,其消耗的功率不一定变大,选项D错误,符合题意。]
7.(2024·江苏南通一模)在如图所示电路中,理想变压器原线圈接在交流电源上,调节滑动触头Q可以改变副线圈接入电路的匝数。R0为定值电阻,灯泡L和滑动变阻器R串联,P为滑动变阻器的滑片,A为交流电流表。开关S闭合,电流表A的示数为I。则( )
A.仅将P向下滑动,I增大
B.仅将Q向下滑动,灯泡变亮
C.仅将开关S断开,灯泡变亮
D.仅将开关S断开,变压器的输入功率增加
A [仅将P向下滑动,副线圈总电阻减小,副线圈总电流变大,则电流表A的示数I变大,故A正确;仅将Q向下滑动,副线圈匝数减小,副线圈输出电压变小,灯泡变暗,故B错误;仅将开关S断开,副线圈电压不变,则灯泡亮度不变,故C错误;仅将开关S断开,副线圈电压不变,副线圈电阻增加,则副线圈功率减小,则理想变压器的输入功率减小,故D错误。]
8.(10分)环形变压器广泛应用于计算机、医疗设备、家电设备和灯光照明等方面,环形变压器与传统方形变压器相比,漏磁和能量损耗都很小,可视为理想变压器,原线圈所接的交流发电机产生的电动势为e=220sin 100πt(V),副线圈接了11只标有“12 V 22 W”的相同的照明电灯,原、副线圈匝数比n1∶n2=33∶2,示意图如图所示,图中电流表为理想交流电表,照明电灯均恰好正常发光。求:
(1)电流表A的示数;
(2)发电机内阻。
[解析] (1)副线圈接了11只“12 V 22 W”的相同的照明电灯且均恰好正常发光,每只灯泡的电流为I== A
则副线圈中的电流为
I2=11I= A
原、副线圈中电流与匝数成反比,可得电流表A的示数为
I1=I2= A。
(2)副线圈两端电压为12 V,原、副线圈电压与匝数成正比,可得原线圈两端的电压U1=U2=198 V
发电机电动势的有效值为
E==220 V
由闭合电路欧姆定律可得E=U1+I1r
代入数据解得
r=18 Ω。
[答案] (1) A (2)18 Ω
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