1.圖甲表示某金屬絲的電阻R隨攝氏溫度t變化的情況。把這段金屬絲與電池、電流表串聯(lián)起來,如圖乙所示,用這段金屬絲做測溫探頭,把電流表的電流刻度改為相應的溫度刻度,就得到了一個簡單的電阻溫度計,下列對此溫度計的描述,正確的是( )
A.溫度升高,指針偏轉角變大
B.表盤上的溫度刻度均勻分布
C.電池內(nèi)阻變大后測得的溫度值偏高
D.若要提高溫度計的精確度,可以在電路中串聯(lián)一個大電阻
【答案】C
【解析】由圖甲可知,溫度升高,電阻阻值變大,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,對應電路中的電流減小。所以指針偏轉角變小,A錯誤;由圖甲可知,根據(jù)閉合電路歐姆定律可得,聯(lián)立可得,可知t與I不是一次線性關系,所以電阻溫度計的刻度是不均勻的,B錯誤;電池內(nèi)阻變大后,電流的測量值會小于實際值,導致測得的溫度值偏高,C正確;串聯(lián)一個大電阻,會導致電路中的最大電流減小。所以不可以提高溫度計精度,D錯誤。
2.如圖所示的U-I圖像中,直線A為電源的路端電壓與電流的關系,直線B、C分別是電阻R1、R2的電壓與電流的關系。若將這兩個電阻分別直接與該電源連接成閉合電路,下列說法正確的是( )
A.兩個電阻的電功率相等
B.R1接在電源上時,電源的輸出功率較大
C.R2接在電源上時,電源內(nèi)阻的熱功率較大
D.兩種情況下,電源的總功率相等
【答案】B
【解析】由兩圖線的交點讀出R1接在電源上時電壓U1=0.5U0,通過R1的電流I1=0.5I0,電源的輸出功率,R2接在電源上時電壓U2=0.75U0,通過R2的電流I2=0.25I0,電源的輸出功率,所以R1接在電源上時,電源的輸出功率較大,A錯誤、B正確;由題圖可知,電源接R2時電路中的電流較小,所以電源內(nèi)阻的熱功率較小,C錯誤;電源中非靜電力做功的功率P=IE,所以電流較大的情況下,電源的總功率較大,D錯誤。
3.如圖所示的電路中,三個電壓表均為理想電表,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,當滑動變阻器R1的滑片從左向右滑動時,電壓表V1、V2示數(shù)變化量的絕對值為ΔU1和ΔU2,電流表示數(shù)變化量的絕對值為ΔI,假設小燈a、b的電阻值保持不變。則下列說法中正確的是( )
A.小燈a變暗,小燈b變亮
B.ΔU1=ΔU2
C.減小
D.如果僅將滑動變阻器R2的滑片向右移動,電容器所帶的電荷量增加
【答案】A
【解析】當滑動變阻器R1的滑片從左向右滑動時,變阻器接入電路的電阻增大,外電路總電阻增大,總電流減小,則小燈a變暗,由于小燈a和電源內(nèi)阻分得的電壓減小,則小燈b兩端的電壓增大,所以小燈b變亮,A正確;根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,則,所以的比值保持不變,C錯誤;由歐姆定律可知,則,所以,B錯誤;如果保持滑動變阻器R1的滑片位置不變,將滑動變阻器R2的滑片向右移動,電路的總電阻不變,電流不變,電容器兩極板之間的電壓不變,則電容器所帶的電荷量保持不變,D錯誤。
4.某節(jié)水噴灌系統(tǒng)如圖所示,水以v0=15 m/s的速度水平噴出,每秒噴出水的質量為2.0 kg。噴出的水是從井下抽取的,噴口離水面的高度保持H=3.75 m不變。水泵由電動機帶動,電動機正常工作時,輸入電壓為220 V,輸入電流為2.0 A。不計電動機的摩擦損耗,電動機的輸出功率等于水泵所需要的輸入功率。已知水泵的抽水效率(水泵的輸出功率與輸入功率之比)為75%,忽略水在管道中運動的機械能損失,則( )
A.每秒水泵對水做功為75 J
B.每秒水泵對水做功為225 J
C.水泵輸入功率為440 W
D.電動機線圈的電阻為10 Ω
【答案】D
【解析】每秒噴出水的質量為,抽水增加了水的重力勢能和動能,則每秒水泵對水做功為,故AB錯誤;水泵的輸出能量轉化為水的機械能,則,而水泵的抽水效率(水泵的輸出功率與輸入功率之比)為75%,則,故C錯誤;電動機的輸出功率等于水泵所需要的輸入功率,則電動機的機械功率,而電動機的電功率,由能量守恒可知,聯(lián)立解得,故D正確;
5.圖甲為一交流發(fā)電機的示意圖,勻強磁場磁感應強度為B,匝數(shù)為n,面積為S,總電阻為r的矩形線圈abcd繞軸OO′做角速度為ω的勻速轉動,矩形線圈在轉動中始終保持和外電路電阻R形成閉合電路,回路中接有一理想交流電流表。圖乙是線圈轉動過程中產(chǎn)生的感應電動勢e隨時間t變化的圖像,下列說法中正確是( )
A.t1時刻電流表的示數(shù)值為
B.t3時刻穿過線圈的磁通量變化率的大小為BSω
C.從t3到t4這段時間通過電阻R的電荷量為
D.從t2到t4這段時間內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為
【答案】B
【解析】線圈產(chǎn)生的感應電動勢的最大值,則電流的最大值,電流表測量的為有效值,則時刻電流表的示數(shù)值,故A錯誤;時刻電動勢,則由法拉第電磁感應定律可知,聯(lián)立解得,故B正確;到這段時間磁通量的變化為,則平均電動勢,因此通過電阻的電荷量,故C錯誤;到的時間,從到這段時間內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱,聯(lián)立可得,故D錯誤。
6.在如圖甲所示的電路中,R1、R2是兩個定值電阻且R2=2R1,與R2并聯(lián)的理想二極管D,其正向電阻可視為零、反向電阻為無窮大。接線柱a、b之間加一個如圖乙所示的交變電壓,Uab>0時電壓為正值。則R1兩端電壓的有效值為( )
A.10eq \r(5) V B.10 V C.20eq \r(5) V D.20 V
【答案】A
【解析】因為a、b加的是正弦交流電壓,故有兩種情況,當a點電位高于b點電位,R2被短路,則R1的電壓為電源電壓,當a點低于b點則R1與R2串聯(lián)30=I(R1+R2),R1兩端電壓U2=IR1=10 V,根據(jù)電流的熱效應,來計算R1在0-T時間內(nèi)電壓有效值為,解得。
7.我國領先全球的特高壓輸電技術將為國家“碳中和”做出獨特的貢獻。2021年6月28日白鶴灘水電站首批初裝機容量1600萬千瓦正式并網(wǎng)發(fā)電。在傳輸電能總功率不變情況下,從原先150 kV高壓輸電升級為1350 kV特高壓輸電,則下列說法正確的是( )
A.若輸電線不變,則輸電線上損失的電壓變?yōu)樵鹊膃q \f(1,3)
B.若輸電線不變,則輸電線上損失功率變?yōu)樵鹊膃q \f(1,9)
C.如果損失功率不變,相同材料、傳輸?shù)较嗤胤剿鑼Ь€橫截面積是原先的
D.如果損失功率不變,相同材料、粗細的輸電線傳輸距離是原先的9倍
【答案】C
【解析】在功率不變時,電壓升高9倍,則傳輸電流變?yōu)樵瓉韊q \f(1,9),若輸電線不變,則到線上損失電壓,即變?yōu)樵瓉韊q \f(1,9),A錯誤;輸電線損失功率,因此輸電線損失功率變?yōu)樵鹊?,B錯誤;如果損失功率不變,如果相同輸電線,則電阻率不變,傳輸距離不變時,所需導線橫截面只有原先,C正確;如果損失功率不變,相同材料、粗細的輸電線傳輸距離是原先的81倍,D錯誤。
8.如圖甲所示為理想變壓器,原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2=44∶1,變壓器原線圈接如圖乙所示的正弦式交流電,副線圈兩端接兩個串聯(lián)在一起的阻值大小分別為R1=3 Ω,R2=2 Ω的定值電阻,理想二極管與電阻R1并聯(lián),電壓表為理想電表。下列說法正確的是( )
A.副線圈中交流電頻率為100 Hz
B.電壓表的示數(shù)為2 V
C.R1消耗的功率為3 W
D.變壓器輸入功率為8.75 W
【答案】D
【解析】由變壓器的工作原理知,副線圈中交流電的頻率跟原線圈中交流電的頻率相同,,A錯誤;由圖可知,原線圈兩端的電壓的有效值為U1=220 V,根據(jù)電壓與匝數(shù)的關系有U1∶U2=n1∶n2=44∶1,解得U2=5 V,則電阻R1和R2兩端電壓的波形分別如圖1、圖2所示。
設電壓的有效值分別為E1和E2,根據(jù)有效值的定義有,,解得E1=V,E2=V,則電壓表的示數(shù)E2=V≈3.8 V,B錯誤;R1消耗的功率P1==1.5 W,C錯誤;R2消耗的功率P2==7.25 W,則副線圈消耗的功率為8.75 W,根據(jù)變壓器的功率關系知,變壓器的輸入功率也為8.75 W,D正確。
9.電阻不可忽略的線圈L0可看作是一個定值電阻R0(線圈電阻)與一個純線圈L串聯(lián)而成,如圖甲。在圖乙所示電路中,常規(guī)變壓器次級線圈電阻不可忽略,變壓器原線圈接理想交流電源,當滑動變阻器觸頭P向b端滑動時,下列說法正確的是( )
A.變壓器初級線圈電壓降低
B.變壓器輸入功率變小
C.小燈泡變亮
D.變壓器輸出功率變大
【答案】D
【解析】初級線圈電壓U1等于理想交流電源電壓且不變,故A錯誤;當滑動變阻器觸頭P向b端滑動時,由R1、R2組成的電路總電阻減小,副線圈電流增大,由I1=eq \f(n2,n1)I得原線圈電流增大,則變壓器輸入功率變大,故B錯誤;由U2=eq \f(n2,n1)U可知,U1不變,匝數(shù)之比不變,所以U2不變,由于常規(guī)變壓器次級線圈電阻不可忽略,所以次級線圈等效為內(nèi)阻R0的電源,變壓器次級線圈輸出電壓,因為I2增大,所以小燈泡兩端的電壓降低,小燈泡變暗,故C錯誤;次級線圈的總電壓U2不變,副線圈電流增大,所以根據(jù)P=UI可知,變壓器的輸出功率變大,故D正確。
10.如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖。升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U1和U2,降壓變壓器原副線圈兩端的電壓分別為U3和U4。在輸電線路的起始端接入兩個互感器,兩個互感器原、副線圈的匝數(shù)比分別為10∶1和1∶10,各互感器和電表均為理想的,則下列說法正確的是( )
A.若電壓表的示數(shù)為220 V,電流表的示數(shù)為10 A,線路輸送電功率為110 kW
B.若保持發(fā)電機輸送功率一定,僅將滑片Q下移,輸電線損耗功率增加
C.若保持發(fā)電機輸出電壓U1一定,僅將滑片Q下移,輸電線損耗電壓減少
D.若發(fā)電機輸出電壓U1一定,若用戶數(shù)增加,為維持用戶電壓U4一定,可將滑片P上移
【答案】D
【解析】由題意,根據(jù)理想變壓器變壓和變流規(guī)律可得,,解得U2=2200 V,I2=100 A,所以線路輸送的電功率P=U2I2=220 kW,故A錯誤;輸電線損耗的功率,若保持P不變,輸電電壓U2增大,則ΔP減小,故B錯誤;根據(jù)閉合電路歐姆定律有U3=U2﹣I2r,根據(jù)理想變壓器變壓和變流規(guī)律有,,設用戶端總電阻為R,則有,聯(lián)立解得,若保持發(fā)電機輸出電壓U1和用戶數(shù)一定,僅將滑片Q下移,則輸電電壓U2增大,R不變,所以輸電電流I2增大,而輸電線損耗電壓為ΔU=I2r,所以ΔU 增大,故C錯誤;若保持發(fā)電機輸出電壓U1和Q的位置一定,使用戶數(shù)增加,即U2不變,R減小,則I2增大,U3減小,為了維持用戶電壓U4一定,需要增大eq \f(n4,n3),可將滑片P上移,故D正確。
11.小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示,P為圖線上一點,PN為圖線的切線,PQ為U軸的垂線,PM為I軸的垂線,則下列說法中正確的是( )
A.隨著所加電壓的增大,小燈泡的電阻增大
B.對應P點,小燈泡的電阻為
C.對應P點,小燈泡的電阻為
D.對應P點,小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積
【答案】ABD
【解析】圖線上的點與原點O連線的斜率的倒數(shù)表示電阻值,由圖可知隨著所加電壓的增大,圖線斜率減小,故小燈泡的電阻增大,A正確;由歐姆定律可得,對應P點,小燈泡的電阻,B正確,C錯誤;對應P點,小燈泡的功率P=U1I2,與題圖中PQOM所圍的面積相等,D正確。
12.如圖所示的理想變壓器電路中,電流表、電壓表均為理想電表,在a、b兩端輸入正弦交流電壓,R1消耗的功率等于R2、R3消耗的功率之和,R2=R1,變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1,則( )
A.電壓表V1與V2示數(shù)之比為2∶1
B.電壓表V1與V2示數(shù)之比為4∶1
C.電流表A1與A2示數(shù)之比為2∶3
D.電流表A1與A2示數(shù)之比為1∶3
【答案】AC
【解析】由于R1消耗的功率等于R2、R3消耗的功率之和,因此變壓器輸入的功率等于R1消耗的功率,即變壓器原線圈兩端的電壓等于R1兩端的電壓,即等于電壓表V1的示數(shù),由于變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1,根據(jù)變壓比可知,電壓表V1與V2的示數(shù)之比為2∶1,故A正確,B錯誤;根據(jù)R2=R1,則R2消耗的功率是R1消耗功率的eq \f(1,4),因此R3消耗的功率是R1消耗功率的eq \f(3,4),則R2與R3電阻之比為3∶1,通過的電流之比為1∶3,因此根據(jù)變流比可知,原線與副線圈中電流之比為1∶2,則電流表A1與電流表A2的示數(shù)之比為1∶1.5,即為2∶3,故C正確,D錯誤。
13.如圖所示電路,已知平行金屬板電容器C中固定一個帶負電的質點P,下板接地,當將滑動變阻器R1的滑片向右滑動時,以下說法正確的是( )
A.P點處的電勢升高
B.P點處的電勢降低
C.質點P的電勢能變大
D.質點P的電勢能變小
【答案】BC
【解析】當將滑動變阻器R1的滑片向右滑動時,電阻R1增大,則電路中的總電阻增大,根據(jù)歐姆定律可知電路中的總電流減小,則R2兩端的電壓U2減小,由于R3與電容器串聯(lián),則R3兩端無電壓,則電容器兩端的電壓等于R2兩端的電壓U2,根據(jù)平行板電容器有,UP下=EdP下=φP-φ下,φ下=0,由于U2減小,則E減小,P點處的電勢降低,A錯誤、B正確;由選項AB分析可知P點處的電勢降低,則P點的電勢能EpP=φPq,q

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