?11講 恒定電流與交變電流專題強(qiáng)化訓(xùn)練
一、單選題
1．（2022秋·內(nèi)蒙古烏蘭察布·高三集寧一中?？茧A段練習(xí)）在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r，三個(gè)可變電阻分別用R1、R2和R3表示。那么，在三個(gè)可變電阻的阻值變化的過(guò)程中，一定能夠使得通過(guò)R3的電流變小的方案是（　?。?br />
A．R1、R2和R3都變大 B．R1、R2和R3都變小
C．R1和R2變大，R3變小 D．R1和R3變大，R2變小
【答案】D
【詳解】A．單獨(dú)分析各個(gè)電阻變化的影響，當(dāng)變大時(shí)，中電流會(huì)變小；當(dāng)變大時(shí)，中電流會(huì)變大；當(dāng)變大時(shí)會(huì)使其通過(guò)自身的電流變小；可得當(dāng)R1、R2和R3都變大時(shí)，通過(guò)R3的電流不一定變小，A錯(cuò)誤；
B．同理，當(dāng)變小時(shí)，中電流會(huì)變大；當(dāng)變小時(shí)，中電流會(huì)變?。划?dāng)變小時(shí)會(huì)使其通過(guò)自身的電流變大；所以當(dāng)R1、R2和R3都變小時(shí)，通過(guò)R3的電流不一定變小，B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)前面分析當(dāng)R1和R2變大，R3變小時(shí)，對(duì)中電流的影響變化分別為變小、變大、變大；所以可得三個(gè)電阻同時(shí)變化時(shí)通過(guò)R3的電流不一定變小，C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)前面分析當(dāng)R1和R3變大，R2變小時(shí)，對(duì)中電流的影響變化分別為變小、變小、變??；所以可得此時(shí)通過(guò)R3的電流一定變小，D正確。
故選D。
2.（2022秋·貴州遵義·高二期末）若用如圖所示電路圖定性研究平行板電容器的某些特點(diǎn)。電源，內(nèi)阻約5Ω，保護(hù)電阻，滑動(dòng)變阻器最大阻值100Ω，電流計(jì)G無(wú)電流通過(guò)時(shí)指針在正中央?，F(xiàn)將滑動(dòng)變阻器劃片滑至最上端，閉合開(kāi)關(guān)，穩(wěn)定后，可預(yù)期的正確結(jié)果是（　?。?br />
A．穩(wěn)定后，電流計(jì)G有電流通過(guò)
B．緩慢滑動(dòng)劃片向下過(guò)程中，電路對(duì)電容器充電
C．穩(wěn)定后，若立即斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，電流計(jì)指針沒(méi)有偏轉(zhuǎn)
D．緩慢滑動(dòng)劃片向下過(guò)程中，穩(wěn)定時(shí)恰能懸浮在平行板電容器間的帶電液滴將向下運(yùn)動(dòng)
【答案】D
【詳解】A．穩(wěn)定后，電流計(jì)G無(wú)電流通過(guò)，A錯(cuò)誤；
B．緩慢滑動(dòng)劃片向下過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器的阻值減小，根據(jù)串反并同規(guī)律，電容器兩端電壓減小，電容器放電，B錯(cuò)誤；
C．穩(wěn)定后，若立即斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，電容器通過(guò)滑動(dòng)變阻器放電，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，C錯(cuò)誤；
D．緩慢滑動(dòng)劃片向下過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器的阻值減小，根據(jù)串反并同規(guī)律，電容器兩端電壓減小，其內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度減小，液滴所受的電場(chǎng)力減小，穩(wěn)定時(shí)恰能懸浮在平行板電容器間的帶電液滴將向下運(yùn)動(dòng)，D正確。
故選D。
3．（2023秋·重慶南岸·高二重慶市第十一中學(xué)校校考期末）如圖所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合、滑動(dòng)變阻器滑片位于某位置時(shí)，水平放置的平行板電容器間一帶電液滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，燈泡L正常發(fā)光?，F(xiàn)將滑動(dòng)變阻器滑片由該位置向a端滑動(dòng)過(guò)程中（　?。?br />
A．燈泡將變亮
B．電壓表的示數(shù)減小
C．R中有電流流過(guò)，方向豎直向上
D．可通過(guò)減小兩極板間的距離使液滴繼續(xù)保持靜止?fàn)顟B(tài)
【答案】C
【詳解】A．將滑片由該位置向a端滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增大，電路的總電阻增大，干路電流減小，則燈泡將變暗。故A錯(cuò)誤；
B．干路電流減小，電源內(nèi)電壓減小，外壓增大，電壓表的示數(shù)增大，故B錯(cuò)誤；
C．干路電流減小，內(nèi)電壓和燈泡兩端電壓減小，則滑動(dòng)變阻器兩端電壓增大，電容器兩極板間電壓增大，電容器充電，則R中有電流流過(guò)，方向豎直向上，故C正確；
D．電容器兩極板間電壓增大，液滴所受電場(chǎng)力增大；如果減小兩極板間的距離，由，可知液滴所受電場(chǎng)力增大，液滴向上運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。
故選C。
4．（2023秋·新疆烏魯木齊·高二烏市八中?？计谀┤鐖D所示，電路中電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r，為滑動(dòng)變阻器，為定值電阻。開(kāi)關(guān)S閉合后，平行金屬板中的帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，電流表和電壓表均為理想電表。當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向a端滑動(dòng)過(guò)程中，電壓表示數(shù)的變化量為，電流表的示數(shù)變化量為下列說(shuō)法正確的是（　　）

A．電流表的示數(shù)減小 B．絕對(duì)值始終保持不變
C．電壓表的示數(shù)先減小后增大 D．油滴向下運(yùn)動(dòng)
【答案】B
【詳解】AC．設(shè)滑動(dòng)變阻器上端的阻值為Rx，外電路的阻值為

當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向a端滑動(dòng)過(guò)程中，Rx增大，外電路的阻值減小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律
可知總電流I1增大，也即電流表A1的示數(shù)增大，而

可知路端電壓減小，電壓表的示數(shù)減小，故AC錯(cuò)誤；
B．根據(jù)
可知
故絕對(duì)值始終不變，故B正確；
D．因?yàn)榭傠娏鱅1變大，而與電容器、R2并聯(lián)的滑動(dòng)變阻器上半部分串入電阻也變大，因此所加電壓變大，根據(jù)

可知電場(chǎng)強(qiáng)度變大，電場(chǎng)力變大，油滴向上運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。
故選B。
5．（2022秋·廣東深圳·高三深圳市福田區(qū)福田中學(xué)?？茧A段練習(xí)）如圖，一帶電油滴懸浮在水平放置平行金屬板內(nèi)靜止，若使油滴向下做加速運(yùn)動(dòng)，可采用下列哪種方法（　　）

A．增大R4或減小R2 B．增大R2或減小R5
C．增大R3或減小R1 D．減小R3或增大R4
【答案】D
【詳解】A．增大R4，回路中總電阻增大，則總電流減小，R3兩端電壓減小，電容器兩端電壓減小，板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小，帶電油滴受電場(chǎng)力減小，油滴向下做加速運(yùn)動(dòng)；減小R2，回路中總電阻減小，則總電流增大，R3兩端電壓增大，板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大，帶電油滴受電場(chǎng)力增大，油滴向上做加速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；
B．增大R2，回路中總電阻增大，則總電流減小，R3兩端電壓減小，電容器兩端電壓減小，板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小，帶電油滴受電場(chǎng)力減小，油滴向下做加速運(yùn)動(dòng)；減小R5，R3兩端電壓不變，油滴仍靜止，B錯(cuò)誤；
C．增大R3，R3兩端電壓增大，板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大，帶電油滴受電場(chǎng)力增大，油滴向上做加速運(yùn)動(dòng)；減小R1，R3兩端電壓不變，油滴仍靜止，C錯(cuò)誤；
D．減小R3或增大R4，都會(huì)使R3兩端電壓減小，電容器兩端電壓減小，板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小，帶電油滴受電場(chǎng)力減小，油滴向下做加速運(yùn)動(dòng)，D正確。
故選D。
6．（2023秋·廣東江門·高二江門市第一中學(xué)?？计谀┤鐖D所示的電路中，電源內(nèi)阻不可忽略，電壓表為理想電壓表，開(kāi)關(guān)閉合，斷開(kāi)時(shí)，平行電容器中有一帶電液滴剛好靜止在兩板之間，現(xiàn)將開(kāi)關(guān)閉合，則下列描述中正確的是（　　）

A．油滴帶正電荷 B．電容器極板電荷將減少
C．油滴將向上運(yùn)動(dòng) D．電壓表示數(shù)增大
【答案】C
【詳解】A．根據(jù)題意，由圖可知，上極板帶正電，則電場(chǎng)方向向下，根據(jù)小球受力平衡，電場(chǎng)力向上，因此小球帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；
B．電鍵閉合后，短路掉了，則總電阻減小，總電流I增加，則兩端電壓增大，電容器兩端電壓增大，則電容器充電，電容器極板電荷將增大，故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)可知，電容器極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增加，則電場(chǎng)力增加，油滴加速度向上運(yùn)動(dòng)，故C正確；
D．電壓表的示數(shù)為電源的路端電壓，根據(jù)知，當(dāng)電流I增加時(shí)，U將減小，故D錯(cuò)誤。
故選C。
7．（2023秋·江蘇泰州·高三靖江高級(jí)中學(xué)?？计谀W(xué)校實(shí)驗(yàn)室有一臺(tái)教學(xué)用發(fā)電機(jī)，輸出的交變電壓如圖甲所示，將其接在如圖乙所示的理想變壓器的a、b兩端，閉合開(kāi)關(guān)S，四只相同燈泡均正常發(fā)光，下列說(shuō)法中正確的是（　　）

A．圖甲所示的交變電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為
B．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1：3
C．小燈泡的額定電壓為9V
D．若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，燈泡L1變亮、L2變暗
【答案】C
【詳解】A．根據(jù)圖像可得交流電的周期為，所以可得
根據(jù)圖像中時(shí)，電壓為0，可得電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為
A錯(cuò)誤；
B．因?yàn)樗闹幌嗤瑹襞菥０l(fā)光，所以可得原、副線圈中的電流之比為
所以變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為
B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)圖像可得交流電壓的有效值為
設(shè)小燈泡的額定電壓為U，有代入解得
C正確；
D．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S，負(fù)載電阻增大，副線圈電流減小，可知原線圈電流也減小，所以燈泡L1變暗；同時(shí)因?yàn)長(zhǎng)1兩端電壓變小，可知原線圈兩端電壓增大，所以副線圈兩端電壓也增大，可得L2變亮，D錯(cuò)誤。
故選C。
8．（2023秋·新疆烏魯木齊·高二烏市八中?？计谀〢、B是兩個(gè)完全相同的電熱器，A通以圖甲所示的方波交變電流，B通以圖乙所示的正弦交變電流。通過(guò)兩電熱器的電流有效值之比等于（　?。?br />
A． B． C． D．
【答案】A
【詳解】對(duì)方波交流電而言，由電流的熱效應(yīng)可得
對(duì)正弦交流電而言，有效值為
聯(lián)立解得
故選A。
9．（2023秋·吉林遼源·高二遼源市第五中學(xué)校校考期末）如圖所示的交流電，在0-T內(nèi)為正弦規(guī)律變化，則該交流電壓的有效值為（　?。?br />
A．10V B．5V C． D．
【答案】C
【詳解】取一個(gè)周期進(jìn)行分段，在前是正弦式電流，則電壓的有效值等于，后是恒定電流，則有效值等于5V，所以根據(jù)有效值定義，可得
解得
故選C。
10．（2022春·河南駐馬店·高二期末）一電阻為10Ω的金屬線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直，穿過(guò)線框的磁通量隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示，則線框中感應(yīng)電流的有效值為（???）

A． B． C． D．
【答案】C
【詳解】0—2s內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為感應(yīng)電流為
同理可得，2—3s內(nèi)的感應(yīng)電流為
之后電流周期性變化，由電流的熱效應(yīng)可得
解得線框中感應(yīng)電流的有效值為
故選C。
11．（2023秋·山東棗莊·高三統(tǒng)考期末）如圖所示，KLMN是一個(gè)豎直的單重矩形導(dǎo)線框，全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積為S，電阻為R，MN邊水平，線框繞某豎直固定軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)楦┮曧槙r(shí)針。在時(shí)刻，MN邊與磁場(chǎng)方向的夾角為30°。則下列判斷正確的是（????）

A．從圖示位置開(kāi)始，轉(zhuǎn)動(dòng)30°的過(guò)程中，穿過(guò)線框的磁通量的變化率逐漸減小
B．從圖示位置開(kāi)始，轉(zhuǎn)動(dòng)60°的過(guò)程中，導(dǎo)線框中電流方向由KLMNK變?yōu)镵NMLK
C．在時(shí)刻，導(dǎo)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為
D．從圖示位置開(kāi)始，轉(zhuǎn)動(dòng)180°的過(guò)程中導(dǎo)線框中產(chǎn)生的焦耳熱的
【答案】D
【詳解】A．從圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，磁通量逐漸減小，電動(dòng)勢(shì)逐漸增大，磁通量變化率逐漸增大，故A錯(cuò)誤；
B．由右手定則可知，從圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，電流方向?yàn)镵NMLK，故B錯(cuò)誤；
C．從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表達(dá)式為
當(dāng)時(shí)
故C錯(cuò)誤；
D．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值為
由周期公式
轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的熱量
解得
故D正確。
故選D。
12．（2023秋·重慶·高二重慶一中校考期末）一正弦式交變電流，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．該交變電流的最大值為
B．該交變電流的有效值為2A
C．該交變電流的頻率為5Hz
D．每分鐘該交變電流的方向變化240次
【答案】D
【詳解】AB．根據(jù)正弦式交變電流表達(dá)式
可知該交變電流的最大值為
該交變電流的有效值為
故AB錯(cuò)誤；
CD．根據(jù)正弦式交變電流表達(dá)式
可知該交變電流的周期為
該交變電流的頻率為
交變電流一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變2次，每分鐘該交變電流的方向變化的次數(shù)為

故C錯(cuò)誤，D正確。
故選D。
13．（2022春·山東泰安·高二?？茧A段練習(xí)）圖示電路中，電阻R1與電阻R2阻值相同，都為R，和R1并聯(lián)的D為理想二極管(正向電阻可看作零，反向電阻可看作無(wú)窮大)，當(dāng)在A、B間加某一正弦交變電壓時(shí)，R2上的電壓有效值為。由此可知，這一正弦交變電壓的最大值為（　　）

A． B． C．20V D．10V
【答案】A
【詳解】設(shè)正弦交變電壓的有效值為E，當(dāng)二極管導(dǎo)通時(shí)，只有R2接入電路；當(dāng)二極管截止時(shí)，電阻R1與電阻R2串聯(lián)接入電路，二極管導(dǎo)通和截止的時(shí)間在一個(gè)正弦交變電壓變化周期的時(shí)間內(nèi)各占一半，所以有
解得
所以正弦交變電壓的最大值為
故選A。
14．（2019秋·山東青島·高二青島二中期中）在阻值為的電阻中通以正弦交變電流，測(cè)得在10min內(nèi)放出的熱量為，則此交變電流的最大值為（??）
A．2A B． C．1A D．0.48A
【答案】A
【詳解】根據(jù)焦耳定律有
所求電流為正弦交流電的有效值，根據(jù)有效值與最大值之間的關(guān)系

故選A。
15．（2023秋·廣東廣州·高二廣州市從化區(qū)從化中學(xué)?？计谀┤鐖D所示，變壓器原、副線圈匝數(shù)比，燈泡電阻，AB兩端電壓。下列說(shuō)法正確的是（　?。?br />
A．電流頻率為100Hz B．V電壓表的讀數(shù)為8V
C．A電流表的讀數(shù)為0.5A D．變壓器輸入功率為5W
【答案】A
【詳解】A．根據(jù)題意可知，電流的頻率為
故A正確；
B．根據(jù)題意可知，原線圈輸入電壓的有效值為
由變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系可知，副線圈的輸出電壓為
可知電壓表的讀數(shù)為，故B錯(cuò)誤；
C．由歐姆定律可得，電流表的讀數(shù)為
故C錯(cuò)誤；
D．由變壓器電流與匝數(shù)關(guān)系可知，穿過(guò)原線圈的電流為
變壓器輸入功率為
故D錯(cuò)誤。
故選A。
16．（2023秋·湖北·高三統(tǒng)考期末）如圖所示，理想變壓器原線圈接入電壓恒定的正弦交流電，副線圈接入最大阻值為2R的滑動(dòng)變阻器和阻值為R的定值電阻，在變阻器滑片從a端向b端緩慢移動(dòng)過(guò)程中（　　）

A．電流表A1示數(shù)變大 B．電流表A2示數(shù)減小
C．原線圈輸入功率增大 D．定值電阻R消耗的功率增大
【答案】B
【詳解】AB．由于原線圈所接電壓恒定，匝數(shù)比恒定，副線圈的輸出電壓恒定，變阻器滑片從a端向b端緩慢移動(dòng)的過(guò)程中，副線圈所接的電阻值逐漸增大，由歐姆定律
可知副線圈的電流逐漸減小，由
知變壓器原線圈的電流也逐漸減小，故A錯(cuò)誤，B正確；
C．原線圈的輸入功率為
由于逐漸減小，則原線圈的輸入功率逐漸減小，故C錯(cuò)誤；
D．由于副線圈的電流逐漸減小，流過(guò)定值電阻的電流逐漸減小，則由公式
可知，定值電阻R消耗的電功率逐漸減小，故D錯(cuò)誤。
故選B。
17．（2022秋·浙江寧波·高二效實(shí)中學(xué)?？计谥校┤鐖D所示為一理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為，原線圈接電壓為的正弦交流電壓，輸出端接有一個(gè)交流電流表和一個(gè)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為R。當(dāng)輸入端接通電源后，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一質(zhì)量為m的重物勻速上升，此時(shí)理想電流表的示數(shù)為I，已知重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是（　　）

A．電動(dòng)機(jī)兩端電壓為IR B．原線圈中的電流為nI
C．電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為 D．重物勻速上升的速度為
【答案】C
【詳解】A．變壓器原線圈輸入電壓為
副線圈輸出電壓為
即電動(dòng)機(jī)兩端電壓為，電動(dòng)機(jī)不是純電阻電路，則兩端的電壓不等于IR ，A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)變壓器原副線圈電流關(guān)系得，原線圈中電流為，B錯(cuò)誤；
C．電動(dòng)機(jī)消耗電功率為
C正確；
D．電動(dòng)機(jī)輸出功率為mgv，線圈發(fā)熱功率為I2R，電動(dòng)機(jī)消耗電功率等于輸出機(jī)械功率與線圈熱功率之和，即
可得重物上升速度為
D錯(cuò)誤
故選C。
18．（2023·湖北武漢·高三統(tǒng)考期末）遠(yuǎn)距離輸電線路中，在保持輸送電能總功率、輸電距離不變的情況下，將輸電電壓U從原來(lái)的高壓110kV升級(jí)為特高壓1100kV，下列說(shuō)法正確的是（　?。?br />
A．若輸電線不變，則輸電線中的電流變?yōu)樵瓉?lái)的10倍
B．若輸電線不變，則輸電線上損失的電壓變?yōu)樵瓉?lái)的
C．若輸電線不變，則輸電線上損失的功率變?yōu)樵瓉?lái)的
D．若輸電線不變，用戶端消耗的功率變?yōu)樵瓉?lái)的10倍
【答案】C
【詳解】A．保持輸送電能總功率，則電功率有
輸電電壓U從原來(lái)的高壓110kV升級(jí)為特高壓1100kV，則升壓變壓器的原線圈的電流變?yōu)樵瓉?lái)的，由變壓器兩端的電流關(guān)系
因匝數(shù)比不變，則輸電線中的電流變?yōu)樵瓉?lái)的，故A錯(cuò)誤；
B．若輸電線不變，輸電線上損失的電壓為
輸電線中的電流變?yōu)樵瓉?lái)的，則則輸電線上損失的電壓變?yōu)樵瓉?lái)的，故B錯(cuò)誤；
C．若輸電線不變，輸電線上損失的功率為
輸電線中的電流變?yōu)樵瓉?lái)的，則輸電線上損失的功率變?yōu)樵瓉?lái)的，故C正確；
D．用戶端消耗的功率為
因保持輸送電能總功率不變，輸電線上損失的功率變?yōu)樵瓉?lái)的，則用戶端消耗的功率一定不是變?yōu)樵瓉?lái)的10倍，故D錯(cuò)誤。
故選C。
19．（2023·遼寧沈陽(yáng)·遼寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）圖（a）是目前世界上在建規(guī)模最大、技術(shù)難度最高的水電工程——白鶴灘水電站，是我國(guó)實(shí)施“西電東送”的大國(guó)重器，其發(fā)電量位居全世界第二，僅次于三峽水電站。白鶴灘水電站遠(yuǎn)距離輸電電路示意圖如圖（b）所示，如果升壓變壓器與降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電機(jī)輸出電壓恒定，R表示輸電線電阻，則當(dāng)用戶功率增大時(shí)（????）

A．示數(shù)增大，示數(shù)減小 B．、示數(shù)都減小
C．輸電線上的功率損失增大 D．、示數(shù)的乘積等于、示數(shù)的乘積
【答案】C
【詳解】A．當(dāng)用戶功率增大時(shí)，降壓變壓器次級(jí)電流會(huì)變大，示數(shù)增大；此時(shí)發(fā)電機(jī)輸出功率增大，線路中電流增大，示數(shù)增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；
B．發(fā)電廠輸出的電壓恒定，則電壓表的示數(shù)不變，由于輸電線上電流變大，則輸電線上損失的電壓變大，則降壓變壓器原線圈兩端電壓變小，次級(jí)電壓也會(huì)就減小，即電壓表的示數(shù)減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；
C．由于示數(shù)增大，則根據(jù)
可知輸電線上損失的功率增大，C項(xiàng)正確；
D．根據(jù)輸電線上有功率損失，可知、示數(shù)乘積大于、示數(shù)乘積，選項(xiàng)D項(xiàng)錯(cuò)誤。
故選C。
20．（2023秋·湖北武漢·高二武漢外國(guó)語(yǔ)學(xué)校（武漢實(shí)驗(yàn)外國(guó)語(yǔ)學(xué)校）?？计谀┤鐖D所示，某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率，發(fā)電機(jī)的電壓，經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為。已知輸電線上損失的功率，假設(shè)兩個(gè)變壓器均是理想變壓器，下列說(shuō)法正確的是（　?。?br />
A．發(fā)電機(jī)輸出的電流 B．輸電線上的電流
C．降壓變壓器的匝數(shù)比 D．用戶得到的電流
【答案】C
【詳解】A．由功率得發(fā)電機(jī)輸出的電流
故A錯(cuò)誤；
B．由輸電線上損失的功率得
故B錯(cuò)誤；
C．由升壓變壓器的電流關(guān)系有
升壓變壓器電壓關(guān)系 解得
輸電線上損失的電壓
由電壓關(guān)系解得
故C正確；
D．由降壓變壓器的電流關(guān)系 解得
故D錯(cuò)誤。
故選C。
21．（2022·高三課時(shí)練習(xí)）如圖是某小型電站高壓輸電示意圖，升壓、降壓變壓器均為理想變壓器，輸電線總電阻為R，設(shè)發(fā)電機(jī)輸出電壓不變，則用戶端負(fù)載增加（用電高峰期）時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（　?。?br />
A．降壓變壓器輸出電壓增大
B．升壓變壓器輸出電壓不變
C．輸電線上損失的電壓增大
D．發(fā)電機(jī)的輸出功率增大
【答案】A
【詳解】用戶端負(fù)載增加時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出功率增大，輸出電壓U1不變，輸出電流I1增大。根據(jù)理想變壓器原、副線圈電壓、電流規(guī)律可知，升壓變壓器輸出電壓U2不變，輸電線上的電流I2增大，輸電線上損失的電壓為可知增大。
降壓變壓器原線圈兩端電壓為
可知U3減小，所以降壓變壓器輸出電壓U4減小，故A錯(cuò)誤，BCD正確。
故選A。
二、多選題
22．（2023秋·北京西城·高二北京四中?？计谀┌慈鐖D所示的電路連接各元件后，閉合開(kāi)關(guān)S，L1、L2兩燈泡都能發(fā)光。不考慮燈絲電阻隨電壓的變化，在保證燈泡安全的前提下，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，下列判斷正確的是（　?。?

A．L1變暗，L2變亮
B．L1變亮，L2變暗
C．電流表的示數(shù)I增大，電壓表的示數(shù)U減小
D．電壓表示數(shù)的變化量?U與電流表示數(shù)的變化量?I的比值變小
【答案】AC
【詳解】C．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)， 接入到電路中的阻值變小，電路總電阻變小，故電路中的總電流變大，內(nèi)電阻的內(nèi)電壓變大，路端電壓變小。故電流表的示數(shù)I增大，電壓表的示數(shù)U減小，C正確；
AB．干路的電流變大，L2變亮，并聯(lián)部分電壓變小，L1變暗，A正確，B錯(cuò)誤；
D．由閉合電路歐姆定律得則可得
保持不變，故D錯(cuò)誤。
故選AC。
23．（2021秋·河北·高三階段練習(xí)）現(xiàn)有一個(gè)家用太陽(yáng)能輔助電路設(shè)計(jì)如圖所示，圖中的電源為太陽(yáng)能電源，其內(nèi)阻不可忽略，、、為位于三個(gè)房間的規(guī)格相同的燈泡，R是光敏電阻，、是保護(hù)電阻，合上開(kāi)關(guān)，則（　　）

A．當(dāng)照射在上的光變強(qiáng)時(shí)，變亮，和都變暗
B．當(dāng)照射在上的光變強(qiáng)時(shí)，變暗，和都變亮
C．在光照強(qiáng)度不變的情況下，去掉改成導(dǎo)線，則會(huì)變暗
D．在光照強(qiáng)度不變的情況下，斷路，則會(huì)變亮
【答案】ACD
【詳解】AB．此題考察電路動(dòng)態(tài)分析，因電源有內(nèi)阻，且電路變化時(shí)僅有一個(gè)電阻變化，故可以利用“串反并同”規(guī)律分析，即當(dāng)電路中有一個(gè)電阻變化時(shí)，與其直接或間接串聯(lián)的用電器的電壓、電流及功率的變化與該電阻的變化相反，若用電器與變化電阻直接或間接并聯(lián)，則該用電器的電壓、電流及功率與電阻變化相同，由圖可知，電路是電阻與串聯(lián)后與并聯(lián)，再與串聯(lián)，再與和串聯(lián)的支路并聯(lián)，最后與電源串聯(lián)，當(dāng)光照變強(qiáng)時(shí)，減小，與其串聯(lián)，和與其并聯(lián)，根據(jù)“串反并同”規(guī)律可知， 變亮、和都變暗，故A正確，B錯(cuò)誤；
C．處改為導(dǎo)線，可等效為其阻值減為零，與其并聯(lián)，根據(jù)“串反并同”規(guī)律可知， 會(huì)變暗，C正確；
D．?dāng)嗦窌r(shí)，等效為其阻值增大為無(wú)窮大，與其并聯(lián)，根據(jù)“串反并同”規(guī)律可知， 會(huì)變亮，故D正確。
故選ACD。
24．（2022秋·山東德州·高二德州市第一中學(xué)?？计谀┤鐖D所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=9V，內(nèi)阻未知，兩定值電阻阻值R均為10Ω，電容器電容C=100μF，只閉合開(kāi)關(guān)S1，待電路穩(wěn)定后，電容器電量為q。再閉合開(kāi)關(guān)S2，當(dāng)再次達(dá)到穩(wěn)定時(shí)電容器電量為，以下說(shuō)法正確的是（　　）

A．只閉合開(kāi)關(guān)S1，電路穩(wěn)定后電容器兩端電壓為3V
B．S1、S2均閉合，電路穩(wěn)定后電容器所帶的電荷量為4.5×10-4C
C．S1均閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，電源的輸出功率達(dá)到最大值
D．q=6×10-4C
【答案】BD
【詳解】D．只閉合開(kāi)關(guān)S1，則
S1、S2均閉合，則
聯(lián)立解得r=5Ω q=6×10-4C
選項(xiàng)D正確；
A．只閉合開(kāi)關(guān)S1，電路穩(wěn)定后電容器兩端電壓為
選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B ．S1、S2均閉合，電路穩(wěn)定后電容器所帶的電荷量為
選項(xiàng)B正確；
C． S1均閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，此時(shí)外電阻為10Ω，不等于電源內(nèi)阻，可知此時(shí)電源的輸出功率不是最大值，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。
故選BD。
24．（2022秋·四川成都·高二期中）如圖所示，平行金屬板中帶電粒子P原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，R1的阻值和電源內(nèi)阻相等。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)（??　 ）

A．電壓表讀數(shù)增大 B．電流表讀數(shù)減小
C．質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng) D．電源的輸出功率逐漸增大
【答案】CD
【詳解】AB．由圖可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向b端移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，R2與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后與R3并聯(lián)的總電阻減小，外電路總電阻減小，由全電路歐姆定律可知，干路電流增大，電源內(nèi)阻和R1分得電壓增大，電容器兩端的電壓減小，由電容器兩端的電壓與R3兩端電壓相等可知，通過(guò)R3的電流減小，由并聯(lián)電路電流規(guī)律可得，通過(guò)R2的電流增大，即電流表讀數(shù)增大，R2所分電壓增大，由R2與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后與R3并聯(lián)可知，滑動(dòng)變阻器兩端電壓減小，即電壓表示數(shù)變小，故AB錯(cuò)誤；
C．粒子P受到向下的重力和向上的電場(chǎng)力，因此帶負(fù)電，由上述分析可知，電容器兩端的電壓減小，電容器極板間的場(chǎng)強(qiáng)也減小，P所受電場(chǎng)力減小，P將向下運(yùn)動(dòng)，故C正確；
D．由題意及課本中電源輸出功率知識(shí)總結(jié)可得，外電路電阻等于電源電阻時(shí)，電源的輸出功率最大，即

由題意可知外電路的總電阻一直大于電源的內(nèi)阻，且隨著滑動(dòng)變阻器滑片向b端移動(dòng)，外電阻減小，電源輸出功率增大，故D正確。
故選CD。
26．（2023秋·重慶沙坪壩·高二重慶八中?？计谀┤鐖D所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，匝數(shù)為、邊長(zhǎng)為的正方形線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其角速度為，線圈總電阻為。則（　?。?br />
A．理想電流表的示數(shù)為 B．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的最大電流為
C．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的熱量為 D．當(dāng)線圈與中性面的夾角為時(shí)，線圈產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為
【答案】BD
【詳解】AB．線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值為
則線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的最大電流為
電動(dòng)勢(shì)有效值為
理想電流表的示數(shù)等于電路電流有效值，則有
故A錯(cuò)誤，B正確；
C．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的熱量為
故C錯(cuò)誤；
D．當(dāng)線圈從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為
當(dāng)線圈與中性面的夾角為時(shí)，線圈產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為
故D正確。
故選BD。
27．（2023秋·天津河西·高二天津市第四十二中學(xué)?？计谀┤鐖D甲所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5:1，原線圈a、b兩端輸入如圖乙所示正弦交流電壓，副線圈c、d連接的電阻R＝10Ω，下列說(shuō)法正確的是（　　）

A．理想電壓表示數(shù)為
B．理想電流表示數(shù)為0.4A
C．電阻R的電功率為40W
D．原線圈輸入的交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為
【答案】BC
【詳解】A．根據(jù)乙圖可知原線圈輸入電壓的最大值為，根據(jù)最大值與有效值的關(guān)系可知，原線圈的有效值為
根據(jù)變壓器原副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系可知，副線圈輸出電壓
理想電壓表示數(shù)為20V，A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)歐姆定律可知副線圈電流
根據(jù)變壓器原副線圈功率相等可知
理想電流表示數(shù)為，B正確；
C．根據(jù)副線圈的電壓和電流，可知電阻R的電功率為
C正確；
D．根據(jù)乙圖可知，原線圈輸入的交變電壓的周期為
所以原線圈輸入的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為

D錯(cuò)誤。
故選BC。
28．（2023秋·內(nèi)蒙古通遼·高二開(kāi)魯縣第一中學(xué)校考期末）圖為街頭變壓器給用戶供電的示意圖。輸出電壓通過(guò)輸電線輸送的用戶，兩條輸電線的總電阻為，變阻器R代表用戶用電器的總電阻，當(dāng)用戶用電器增加時(shí)，相當(dāng)于滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值減小。輸入電壓可以認(rèn)為保持不變，不計(jì)電表的內(nèi)阻及變壓器上的能量損失，當(dāng)用戶用電器增加時(shí)，則（　?。?br />
A．電壓表的示數(shù)減小 B．電流表的示數(shù)增大
C．電壓表的示數(shù)減小 D．電流表的示數(shù)減小
【答案】BC
【詳解】A．原線圈輸入電壓不變，電壓表V1的示數(shù)不變，由
可知電壓表的示數(shù)不變，A錯(cuò)誤；
C．副線圈兩端電壓不變，由于副線圈的電流變大，R0兩端的電壓變大，故R兩端的電壓變小，電壓表V3的示數(shù)減小，C正確；
BD．用戶用電器增加時(shí)，相當(dāng)于滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值減小，則副線圈的電流變大，原副線圈匝數(shù)比不變，故原線圈的電流變大，即電流表A1、A2的示數(shù)都增大，B正確，D錯(cuò)誤；
故選BC。
29．（2022·安徽滁州·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示的理想變壓器電路中，三個(gè)燈泡L1、L2、L3完全相同，定值電阻的阻值為R，變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1：2。開(kāi)始時(shí)三個(gè)開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)，a、b端接入恒定的正弦交流電壓，閉合開(kāi)關(guān)、，燈泡L1、L2均正常發(fā)光，定值電阻R消耗的功率與一個(gè)燈泡消耗的功率相同，則下列說(shuō)法正確的是（??）

A．燈泡的電阻為4R
B．再閉合S3，燈泡L3也能正常發(fā)光
C．再閉合S3，燈泡L1、L2均變暗
D．閉合S3后，燈泡L2亮度變暗，再斷開(kāi)S1，燈泡L2亮度不變
【答案】AD
【詳解】A．三個(gè)燈泡L1、L2、L3完全相同，閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，電阻R消耗的功率與一個(gè)燈泡消耗的功率相同，設(shè)燈泡的額定電流為IL，則副線圈的電流強(qiáng)度I2=IL，根據(jù)變壓器原理可得原線圈的電流強(qiáng)度

根據(jù)電功率的計(jì)算公式可得PR=I12R=IL2RL
解得燈泡電阻RL=4R
故A正確；
B．再閉合S3，副線圈的電阻減小、電流增大，則原線圈的電流增大、電阻R兩端的電壓增大，原線圈電壓減小、副線圈的電壓也減小，燈泡L3不能正常發(fā)光，故B錯(cuò)誤；
C．再閉合S3，燈泡L1兩端電壓不變，亮度不變，L2兩端電壓減小，L2變暗，故C錯(cuò)誤；
D．燈泡L1兩端電壓與原線圈兩端電壓無(wú)關(guān)，所以閉合S3后再斷開(kāi)S1，原線圈兩端電壓不變，副線圈兩端電壓也不變，燈泡L2、L3亮度不變，故D正確。
故選AD。
30．（2020秋·廣西柳州·高三階段練習(xí)）如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為2：1，原線圈通過(guò)燈泡L1與正弦式交流電源相連，電源電壓恒定，副線圈通過(guò)導(dǎo)線與燈泡L2和L3相連，三個(gè)燈泡規(guī)格完全相同．開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S處于斷開(kāi)狀態(tài)．當(dāng)S閉合后，所有燈泡都能發(fā)光．下列說(shuō)法中正確的是

A．閉合開(kāi)關(guān)S后，燈泡L1和L2亮度相同
B．閉合開(kāi)關(guān)S后，燈泡L1變亮，燈泡L2的亮度不變
C．閉合開(kāi)關(guān)S后，燈泡L2兩端的電壓變小
D．閉合開(kāi)關(guān)S后，變壓器原線圈的輸入功率不變
【答案】AC
【詳解】ACD．當(dāng)S接通后，副線圈回路電阻變小，輸出功率變大，輸出電流變大，變壓器的輸入功率等于輸出功率，所以變壓器的輸入功率變大，輸入電流變大，燈泡L1的電壓增大，原線圈電壓減小，匝數(shù)比不變故副線圈電壓減小，所以燈泡L2兩端的電壓變小；根據(jù)電流與匝數(shù)成反比，設(shè)原線圈電流為I，則通過(guò)副線圈電流為2I，L2、L3規(guī)格相同，所以通過(guò)L2和L3的電流為I，所以燈泡L1和L2的電流相同，燈泡燈泡L1和L2亮度相同，故AC正確，D錯(cuò)誤；
B．因?yàn)檩斎腚娏髯兇?，燈泡L1的電壓增大，燈泡L1變亮，燈泡L2兩端的電壓減小，所以燈泡L2亮度變暗，故B錯(cuò)誤；
故選AC.
31．（2022秋·廣東湛江·高三?？茧A段練習(xí)）如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，升壓變壓器和降壓變壓器為理想變壓器，發(fā)電機(jī)輸出電壓不變，輸出功率為、升壓變壓器輸出電壓為、輸電線損失功率為、降壓變壓器輸出電壓為，當(dāng)并入電路的用電器增多時(shí)（　?。?br />
A．變大 B．變大 C．變大 D．變大
【答案】AC
【詳解】A．當(dāng)并入電路的用電器增多時(shí)，用電器消耗功率增大，則電源輸出功率變大，A正確；
B．根據(jù)
發(fā)電機(jī)輸出電壓和升壓變壓器線圈匝數(shù)均不變，則升壓變壓器輸出電壓不變，B錯(cuò)誤；
C．由
升壓變壓器輸出功率變大，則輸電線的電流變大，由
輸電線損失功率變大，C正確；
D．降壓變壓器的輸入電壓為又
可知，降壓變壓器的輸入電壓和輸出電壓均減小，D錯(cuò)誤。
故選AC。
三、解答題
32．（2022秋·湖南長(zhǎng)沙·高三長(zhǎng)郡中學(xué)階段練習(xí)）如圖所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻，保護(hù)電阻。
（1）當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，保護(hù)電阻消耗的電功率最大，并求這個(gè)最大值；
（2）當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，電阻箱R消耗的功率最大，并求這個(gè)最大值；
（3）求電源的最大輸出功率。

【答案】（1） 0，；（2） ，；（3）
【詳解】（1）保護(hù)電阻消耗的電功率為

因和r是常量，而R是變量，故R最小時(shí)，最大
即R=0時(shí)
??
（2）把保護(hù)電阻與電源內(nèi)阻r算在一起，當(dāng)，即時(shí)，電阻箱R消耗的功率最大

（3）電功率公式

當(dāng)時(shí)，P出最大，即時(shí)

33．（2018·全國(guó)·高三專題練習(xí)）如圖所示電路中，電阻R1=3 Ω，R3=6 Ω．調(diào)節(jié)電阻箱R2的阻值，使其接入電路的阻為R2=3 Ω，S扳至1時(shí)，電流表的示數(shù)為1.0 A，S扳至2時(shí)，電流表示數(shù)為1.5 A，電流表內(nèi)阻不計(jì)。

（1）求S扳至2時(shí)，外電路的總電阻；
（2）求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；
（3）將S扳至1，調(diào)節(jié)電阻箱R2的阻值，當(dāng)R2為多大時(shí)，電阻箱R2的上功率最大？
【答案】（1）；（2）；（3）R2=3Ω時(shí)
【詳解】（1）根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律可得
得
（2）S扳至1時(shí)得
根據(jù)閉合回路歐姆定律
開(kāi)關(guān)扳至2時(shí)解得
（3）S扳至1時(shí)，R1、R3并聯(lián)，阻值為
電路中電流為
的功率為
即
由數(shù)學(xué)知識(shí)可求，當(dāng)
即R2=3Ω時(shí)P有最大值
得
34．（2022秋·江蘇常州·高二階段練習(xí)）如圖所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)阻r＝1Ω，若電阻箱R的最大值為3Ω，R0＝6Ω，求：
（1）當(dāng)電阻箱R的讀數(shù)為多少時(shí)，電阻箱R的功率最大，并求這個(gè)最大值；
（2）電阻箱R的功率最大時(shí)，電源的效率是多少？

【答案】（1）3Ω，；（2）90%
【詳解】（1）把R0＝6Ω當(dāng)作電源內(nèi)阻的一部分，則等效電源內(nèi)阻r等=7Ω，而電阻箱R的最大值為3Ω，小于7Ω，由
可知R越接近r等時(shí)，P越大，所以當(dāng)電阻箱R=3Ω時(shí)，R消耗功率最大，最大值為
（2）此時(shí)電源的效率
35．（2016·福建南平·高三階段練習(xí)）如圖所示，R為電阻箱，電壓表為理想電壓表．當(dāng)電阻箱讀數(shù)為時(shí)，電壓表讀數(shù)為；當(dāng)電阻箱讀數(shù)為時(shí)，電壓表讀數(shù)為．求：

（1）電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。
（2）當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，電源的輸出功率最大？最大值為多少？此時(shí)電源的效率為多少？
【答案】（1）電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為1Ω．
（2）當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為1Ω時(shí)，電源的輸出功率最大，最大值為9W，此時(shí)電源的效率為50%．
【詳解】（1）由閉合電路歐姆定律得
代入得
代入得
聯(lián)立上式并代入數(shù)據(jù)解得
即電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為1Ω；
（2）電源的輸出功率表達(dá)式為
將上式變形為
由上式可知R=r=1Ω時(shí)P有最大值為
此時(shí)電源的效率為
35．（2022秋·山東棗莊·高二棗莊市第三中學(xué)期中）如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)電阻，電容器的電容，電陰，，、為電阻箱，閉合開(kāi)關(guān)S。
（1）若，求電路穩(wěn)定時(shí)電容器的帶電量Q；
（2）調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，求功率的最大值。

【答案】（1）；（2）
【詳解】（1）由電路圖知
由閉合電路歐姆定律得
解得
由歐姆定律得
電容器兩端電壓為
電容器的帶電量為
（2）電路總電阻為
總電流為
通過(guò)的電流為
的功率為
聯(lián)立可得
則當(dāng)時(shí)功率最大，最大功率為
36．（2019秋·貴州黔西·高二階段練習(xí)）如圖，電路中為阻值為的定值電阻，R為電阻箱，電源內(nèi)阻不可忽略，A為理想電流表，當(dāng)電阻箱阻值為時(shí)，電流表示數(shù)為2A；當(dāng)電阻箱阻值為時(shí)，電流表示數(shù)為1A．

(1)求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；
(2)調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，當(dāng)R為多少時(shí)，R0消耗功率最大，最大是多少？
(3)當(dāng)R為多少時(shí)，R消耗的功率最大，最大是多少？
【答案】(1)(2)R=0，(3)R=4，
【詳解】(1)設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E=I1（r+R0+R1）E=I2（r+R0+R2）
由以上兩式可得E=12V，r=2Ω
(2)由公式可知，當(dāng)R=0時(shí)，電路中電流最大，R0消耗功率最大，電路中的電流為

R0消耗功率
(3)將R0與電源看成新電源，當(dāng)新電源的內(nèi)阻與外電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，即R消耗的功率最大，所以，最大功率為
37．（2023秋·湖北·高二校聯(lián)考期末）小明坐在汽車的副駕駛位上看到一個(gè)現(xiàn)象：當(dāng)汽車的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，汽車的車燈會(huì)瞬時(shí)變暗。汽車的電源、電流表、車燈、電動(dòng)機(jī)連接的簡(jiǎn)化電路如圖所示，已知汽車電源電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻為。車燈接通電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)為，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的瞬間，電流表示數(shù)達(dá)到。求：
（1）車燈的電阻為多少；
（2）電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，車燈的功率減少了多少？

【答案】（1）1Ω；（2）96W
【詳解】（1）車燈接通電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí)，由閉合電路歐姆定律可得
解得R=1
（2）電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí)，車燈的功率
電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，車燈的電壓
此時(shí)車燈的功率
電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，車燈的功率減少量
38．（2022秋·廣東廣州·高二廣州市協(xié)和中學(xué)校聯(lián)考期末）如圖所示電路，A、B為豎直放置的平行板電容器的兩極板。一質(zhì)量為且?guī)д姷男∏?，用絕緣細(xì)線懸于兩極板間的O點(diǎn)。閉合開(kāi)關(guān)S后，小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角。已知兩極板間距，電源電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻，電阻，，，，，求：
（1）電阻兩端的電壓；
（2）小球所帶的電荷量。

【答案】（1）10V；（2）
【詳解】（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知
電阻兩端的電壓
得
（2）兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為
解得

39．（2022秋·陜西渭南·高二統(tǒng)考期末）如圖所示電路，電源內(nèi)阻，定值電阻，平行板電容器兩板間距，板長(zhǎng)。兩極板左端正中間有一可源源不斷地向板間水平發(fā)出初速度、帶正電微粒的裝置，當(dāng)S閉合，并在平行板間加入垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度，帶電微粒恰好可沿板中線做勻速直線運(yùn)動(dòng)（已知帶電微粒質(zhì)量為，電量，不計(jì)粒子間的相互作用，重力不計(jì)）。
（1）平行板間的電壓為多大？
（2）電源電動(dòng)勢(shì)E為多大？
（3）若撤去磁場(chǎng)，帶電微粒能否飛出電場(chǎng)？若能，求出粒子飛出電場(chǎng)時(shí)沿垂直于極板方向的偏轉(zhuǎn)位移大小及此時(shí)速度的大?。喝舨荒?，求出粒子打在極板的位置距極板右端的距離及打在極板前瞬間速度的大小。

【答案】（1）；（2）；（3）粒子恰好能夠飛出電場(chǎng)，粒子飛出電場(chǎng)時(shí)沿垂直于極板方向的偏轉(zhuǎn)位移大小為0.04m，速度大小為
【詳解】（1）帶電微粒恰好可沿板中線做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且重力不計(jì)，設(shè)兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度為，則有
又因?yàn)槁?lián)立可得
（2）電容器的電壓即為電阻兩端的電壓，根據(jù)閉合電路歐姆定律，則有
解得
（3）由（1）可知兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度為，撤去磁場(chǎng)后，粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，假若能夠飛出磁場(chǎng)，有
由牛頓第二定律可知
沿垂直于極板方向的偏轉(zhuǎn)位移大小為
聯(lián)立可得
即粒子恰好能夠飛出電場(chǎng)。帶電微粒飛出電場(chǎng)時(shí)沿豎直方向的速度大小
此時(shí)速度大小為
40．（2022秋·山東菏澤·高二山東省鄄城縣第一中學(xué)期中）如圖，電源的內(nèi)阻，定值電阻，豎直放置的平行金屬板A、B與滑動(dòng)變阻器R相連，金屬板間距，一個(gè)質(zhì)量，電量的帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，當(dāng)R滑片放置距左端四分之一處時(shí)，接通開(kāi)關(guān)S，小球靜止時(shí)與豎直方向的夾角。當(dāng)R滑出至最右端時(shí)，接通開(kāi)關(guān)S，小球靜止時(shí)與豎直方向的夾角為45°。（，），求：
（1）當(dāng)夾角為時(shí)，A、B間的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大??；
（2）電源的電動(dòng)勢(shì)大小。

【答案】（1）5 N/C；（2）1.5V
【詳解】（1）設(shè)場(chǎng)強(qiáng)為E0，對(duì)小球由平衡有qE0=mgtanθ
得到E0=5N/C
（2）設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)為E，R兩端的電壓為U0，則
當(dāng)R滑出至最右端時(shí)，接通開(kāi)關(guān)S，小球靜止時(shí)與豎直方向的夾角為45°。有qE1=mgtan45°，
根據(jù) ，
解得
41．（2023秋·河北邯鄲·高二?？计谀⒂矊?dǎo)線中間一段彎成直徑d=1m的半圓形，它在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞ab軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，硬導(dǎo)線在a、b兩處通過(guò)電刷與外電路連接，外電路有一“12V，12W”的小燈泡并正常發(fā)光，電路中除燈泡外，其余部分電阻不計(jì)，求：
（1）硬導(dǎo)線在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速n：
（2）由圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，該感應(yīng)電流的瞬時(shí)值表達(dá)式及在時(shí)導(dǎo)線中的瞬時(shí)電流i。

【答案】（1）；（2）
【詳解】（1）燈泡并正常發(fā)光，說(shuō)明硬導(dǎo)線在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值等于12V，則電動(dòng)勢(shì)最大值為
又解得
硬導(dǎo)線在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為
（2）由圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為
燈泡的電阻為
感應(yīng)電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為
時(shí)導(dǎo)線中的瞬時(shí)電流為
42．（2023秋·湖北武漢·高二武漢外國(guó)語(yǔ)學(xué)校（武漢實(shí)驗(yàn)外國(guó)語(yǔ)學(xué)校）?？计谀┤鐖D所示，一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)，其矩形線圈的邊，邊，共有匝，總電阻為，與線圈兩端相接觸的集流環(huán)上接有一個(gè)阻值為的定值電阻，電壓表為理想電表，線圈以角速度在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁場(chǎng)方向垂直的對(duì)稱軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置（線圈平面與磁場(chǎng)平行）開(kāi)始計(jì)時(shí)，求：（，結(jié)果可保留根號(hào)）
（1）寫出線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；
（2）線圈從圖示位置開(kāi)始到轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)的瞬時(shí)電流；
（3）電壓表示數(shù)；
（4）線圈轉(zhuǎn)一圈的過(guò)程中整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱；
（5）從圖示位置開(kāi)始的周期內(nèi)通過(guò)R的電荷量。

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）24J；（5）0.1C
【詳解】（1）從垂直于中性面的平面開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間按余弦規(guī)律變化，最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為
（2）從圖示位置開(kāi)始到轉(zhuǎn)過(guò)30°的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
根據(jù)閉合電路歐姆定律可得
（3）電流的有效值為
所以電壓表的讀數(shù)為
（4）根據(jù)焦耳定律可得，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈產(chǎn)生的總焦耳熱為
（5）從垂直于中性面的平面開(kāi)始計(jì)時(shí)，磁通量隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，即

圖示位置開(kāi)始的周期內(nèi)
感應(yīng)電流為
解得
43．（2017春·北京·高二北京四中期中）圖為一個(gè)小型交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，其矩形線圈的面積為S，共有n匝，線圈總電阻為r，可繞與磁場(chǎng)方向垂直的固定對(duì)稱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過(guò)滑環(huán)和電刷保持與外電路電阻R的連接，在外力作用下線圈以恒定的角速度繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，（不計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸及滑環(huán)與電刷的摩擦）從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，求：

（1）請(qǐng)寫出線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；
（2）求線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中交流電壓表的示數(shù)；
（3）不計(jì)摩擦，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，求外界驅(qū)動(dòng)線圈做的功。
【答案】（1）；（2）；（3）
【詳解】（1）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)從垂直于中性面開(kāi)始記時(shí)，故瞬時(shí)值按余弦規(guī)律變化；瞬時(shí)表達(dá)式
（2）交流電動(dòng)勢(shì)的有效值
交流電壓表的示數(shù)
（3）經(jīng)過(guò)時(shí)間t，求外界驅(qū)動(dòng)線圈做的功等于產(chǎn)生的電能
44．（2022春·浙江寧波·高二期中）如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線圈abcd由n個(gè)匝組成，總電阻為r。外電路中小燈的電阻為R。若線圈從圖示位置開(kāi)始，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度繞OO'軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，交流電壓表為理想電表。試求：
（1）閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；
（2）從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，寫出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表達(dá)式；
（3）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)180°過(guò)程中，通過(guò)R的電荷量；
（4）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)180°過(guò)程中，電路中產(chǎn)生熱量；
（5）電壓表示數(shù)。

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）；（5）
【詳解】（1）閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值
（2）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表達(dá)式
（3）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)180°過(guò)程中，通過(guò)R的電荷量
（4）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)180°過(guò)程中，電路中產(chǎn)生熱量
（5）電壓表示數(shù)
45．（2021春·貴州黔南·高二階段練習(xí)）如圖所示，面積為，匝數(shù)為100匝的矩形線圈，在的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。已知線圈總電阻，外電路電阻。求：
(1)從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式；
(2)在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱（取3.14）；
(3)在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量。

【答案】(1)；(2)；(3)
【詳解】(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為
從垂直中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為
(2)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為
由閉合電路歐姆定律可得
其中，
聯(lián)立可得
(3)電荷量
根據(jù)歐姆定律可知
其中，
聯(lián)立可得
46．（2023秋·江蘇南通·高二統(tǒng)考期末）如圖所示，一小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈共有匝，線圈總電阻為，邊，邊，與線圈兩端相接觸的集流環(huán)上接有一個(gè)阻值為的定值電阻?，F(xiàn)線圈從初始位置（線圈平面與磁場(chǎng)平行）繞與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為，線圈的角速度為，電壓表為理想電表。求：
（1）電壓表的示數(shù)；
（2）當(dāng)線圈平面與初始位置的夾角為時(shí)，邊受到的安培力大小。

【答案】（1）；（2）
【詳解】（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值
有效值
電壓表的示數(shù)
解得
（2）線圈平面與初始位置的夾角為時(shí)，有電流
安培力 解得
47．（2022秋·重慶沙坪壩·高二重慶南開(kāi)中學(xué)?？计谀┚匦尉€框以恒定的角速度繞對(duì)角線轉(zhuǎn)動(dòng)。的左側(cè)存在著垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知長(zhǎng)為，長(zhǎng)為，線框電阻為R。時(shí)刻線框平面與紙面重合，求：
（1）線框中電流的最大值；
（2）線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中電阻上產(chǎn)生的熱量。

【答案】（1）；（2）
【詳解】（1）根據(jù)公式，可得線圈中電動(dòng)勢(shì)最大值為
所以線框中電流的最大值為
（2）線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生正弦交流電，有
可得線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中電阻上產(chǎn)生的熱量為
48．（2022·全國(guó)·高二專題練習(xí)）交流發(fā)電機(jī)的原理如圖甲所示，閉合的矩形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在線圈中產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，已知線圈的電阻為，求：
（1）線圈電阻上產(chǎn)生的電熱功率是多少？
（2）保持線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)外界對(duì)線圈做的功是多少？

【答案】（1）；（2）
【詳解】（1）由圖像可知通過(guò)線圈電流的最大值為，則電流有效值為
線圈電阻上產(chǎn)生的電熱功率為
（2）根據(jù)功能關(guān)系可知，內(nèi)外界對(duì)線圈做的功為
49．（2021秋·云南臨滄·高二階段練習(xí)）如圖所示，某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率P=100kW，發(fā)電機(jī)的電壓U1=250V，經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻R線=8Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為U4=220V。已知輸電線上損失的功率P線=5kW，假設(shè)兩個(gè)變壓器均是理想變壓器，求：
（1）輸電線上的電流I線；
（2）降壓變壓器的匝數(shù)比n3︰n4。

【答案】（1）25A；（2）
【詳解】（1）輸電線上損失功率5kW，由
可得
（2）降壓變壓器原副線圈得到的功率為
降壓變壓器副線圈電流
根據(jù)理想變壓器電流與線圈匝數(shù)成反比關(guān)系，可得
50．（2022春·黑龍江牡丹江·高二牡丹江市第二高級(jí)中學(xué)期末）某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率P＝200kW，發(fā)電機(jī)的電壓U1＝500V，經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻R輸＝4Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為U4＝220V。已知輸電線上損失的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的5%，假設(shè)兩個(gè)變壓器均是理想變壓器，求：
（1）輸電線上的電流。
（2）升壓變壓器的匝數(shù)比。
（3）降壓變壓器的輸入電壓。

【答案】（1）50A；（2）1：8；（3）3800V
【詳解】（1）損失功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的5%。則P損＝5%P總
代入數(shù)據(jù)解得P損＝5%×200000W＝10000W
設(shè)輸電線上的電流為I，則P損＝I2R輸＝10000W＝I2×4Ω
解得I＝50A
（2）設(shè)升壓變壓器輸入功率為P1，輸出功率為P2。輸出電壓為U2，由于P1＝P2＝2000000W又
P2＝IU2＝50A×U2＝2000000W解得U2＝4000V
根據(jù)主線圈與副線圈電壓比與匝數(shù)的關(guān)系＝解得
（3）設(shè)輸電過(guò)程中損失的電壓為，降壓變壓器的輸入電壓為U3，則

51．（2021春·江西·高二期中）某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率為P，發(fā)電機(jī)輸出的電壓為U，經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，用戶端用降壓變壓器降壓。已知輸電線的電阻為R，輸電線上損失的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的倍，用戶得到的電壓為發(fā)電機(jī)輸出電壓的倍。已知兩個(gè)變壓器均為理想變壓器，求：
（1）輸電線上的電流；
（2）升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比與降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比的乘積。

【答案】（1）；（2）
【詳解】（1）對(duì)輸電線而言，根據(jù)題意，有解得：
（2）設(shè)升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為、，原線圈上電流為I，則有：
根據(jù)變壓器的電流規(guī)律，有：代入得：
升壓變壓器副線圈上的電壓為：
降壓變壓器原線圈上電壓為：
設(shè)降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為、，根據(jù)變壓器的電壓規(guī)律有：
解得：


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