专题提升训练11恒定电流、交变电流一、单项选择题(本题共5小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.(2019天津和平区一模)在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间t的变化关系如图所示。已知线圈总电阻为2 ,则()A.t=1.0 s时线圈平面平行于磁感线B.t=1.5 s时线圈中感应电流为0C.t=2.0 s时线圈中的感应电动势为0D.一个周期内线圈产生的热量为8 J答案:C解析:根据图像可知,在t=1.0s穿过线圈的磁通量最大,所以线圈平面垂直于磁感线,故A错误;t=1.5s时穿过线圈的磁通量为零,线圈平面平行于磁感线,产生的感应电动势最大,感应电流也就最大,故B错误;t=2.0s时穿过线圈的磁通量最大,线圈通过中性面,线圈中的感应电动势为0,故C正确;感应电动势的最大值为Em=NBS=Nm=1000.0422V=4V,有效值E=Em2=22V,根据焦耳定律可得一个周期内线圈产生的热量为Q=E2RT=(22)222J=82J,故D错误。2.(2019天津南开区一模)如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b,所示,则()A.两次t=0时刻线圈的磁通量均为零B.曲线a、b对应的线圈转速之比为23C.曲线a表示的交变电动势有效值为15 VD.曲线b表示的交变电动势最大值为10 V答案:D解析:在t=0时刻,线圈一定处在中性面上,此时磁通量最大,故A错误;由题图可知,a的周期为410-2s,b的周期为610-2s,则由n=2T可知,转速与周期成反比,故转速之比为32,故B错误;曲线a、b对应的线圈转速之比为32,曲线a表示的交变电动势最大值是15V,根据Em=nBS得曲线b表示的交变电动势最大值是10V,则有效值为102V=52V,故C错误,D正确。3.(2019河北定州中学承智班月考)阻值相等的四个电阻R、电容器及电池(内阻可忽略)接成如图所示的电路。保持S1闭合,开关S2断开且电流稳定时,电容器所带的电荷量为Q1;闭合开关S2,电流再次稳定后,电容器所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为()A.53B.21C.12D.13答案:A解析:电池E的内阻可忽略不计,保持开关S1闭合、S2断开且电流稳定时,电容器两端的电压为U1=E3R2R=2E3,再闭合开关S2时,电容器两端的电压为U2=E52RR=2E5,又C相同,由Q=CU得Q1Q2=U1U2=53,故A正确,B、C、D错误。4.(2019安徽蚌埠质检)如图所示,原副线圈匝数比为101的理想变压器,原线圈输入电压为u=402sin (100t) (V)的正弦式交变电流,负载电路中理想二极管和R1并联,已知R1=R2=2 ,则理想交流电压表V的示数为()A.10 VB.4 VC.25 VD.42 V答案:A解析:原线圈两端电压有效值U1=4022V=40V,原、副线圈匝数比为101,由U1U2=n1n2得副线圈两端电压有效值U2=4V,因为负载电路中理想二极管和R1并联,在二极管导通的半个周期R2两端电压为UR21=4V,在二极管截止的半个周期R2两端电压为UR22=U2R1+R2R2=2V,设理想电压表示数为UV,根据有效值的定义可得UV2R2T=UR212R2T2+UR222R2T2,解得UV=10V,故A项正确。5.(2019天津期末)在图甲所示的电路中,理想变压器原线圈两端的正弦式交变电压变化规律如图乙所示。已知变压器原、副线圈的匝数比n1n2=101,串联在原线圈电路中的交流电流表A1的示数为1 A,下列说法正确的是()A.交流电流表A2的示数为0.1 AB.变压器输出端交变电流的频率为100 HzC.电阻R上消耗的功率为200 WD.若电阻R变大,则电压表示数也增大答案:C解析:据I1I2=n2n1,输出电流为I2=10I1=10A,电流表读数为有效值,故A错误;根据题图乙得到输入电压的最大值为2002V,频率周期为0.02s,故电压的有效值为200V,频率为50Hz,故B错误;变压器的输入功率为P1=U1I1=200V1A=200W,理想变压器输入功率等于输出功率,故输出功率为200W,故C正确;电阻R变大,电压表示数是不变的,故D错误。二、多项选择题(本题共3小题,在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的)6.(2019河北邯郸一模)在如图所示电路中,电源的电动势为E,内阻不计。R1=R2=R3=R。当a、b间接一理想电流表时,电容器的电荷量为Q,则()A.电流表的读数为ER,电容器上极板带负电B.当a、b间接一阻值为2R的电阻时,电容器下极板带正电C.当a、b间接一阻值为2R的电阻时,电容器的电荷量为Q3D.当a、b间接一理想电压表时,电容器的电荷量为零答案:BC解析:当a、b间接一理想电流表时,电流表读数为ER,Ubc=Uba+Uac=0+12E=12E,电容器上极板带正电,故A错误。当a、b间接一阻值为2R的电阻时,如图所示,Uab=23E,Uac=12E,则Ubc=Uba+Uac=-23E+12E=-16E,故下极板带正电,且Q=E6C,又因原来Q=12EC,则Q=13Q,故B、C正确。当a、b间接一理想电压表时,电容器与R2并联,电荷量不为零,故D错误。7.图甲为远距离输电示意图,变压器均为理想变压器。升压变压器原、副线圈匝数比为1100,其输入电压如图乙所示。远距离输电线的总电阻为100 。降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R1为一定值电阻,R2为用半导体热敏材料制成的传感器,当温度升高时其阻值变小。电压表V显示加在报警器两端的电压(报警器未画出),未出现火警时,升压变压器的输入功率为750 kW。下列说法正确的有()甲乙A.降压变压器副线圈输出的交变电流频率为50 HzB.远距离输电线路损耗功率为180 kWC.当传感器R2所在处出现火警时,电压表V的示数变小D.当传感器R2所在处出现火警时,输电线上的电流变小答案:AC解析:由题图乙知交变电流的周期为0.02s,所以频率为50Hz,变压器不改变频率,A项正确;由图乙知升压变压器输入端电压有效值为250V,根据U1U2=n1n2知副线圈电压为25000V,所以输电线中的电流为I=PU=30A,输电线路损耗功率为P=I2R=90kW,B项错误;当传感器R2所在处出现火警时,其阻值减小,副线圈中电流增大,定值电阻的分压增大,所以电压表V的示数变小,C项正确;副线圈电流增大,根据I1I2=n2n1知输电线上的电流变大,D项错误。8.(2019天津北辰区模拟)如图所示,理想变压器原线圈与电阻R串联,和电压表并联,原、副线圈的匝数比为201,b是原线圈的中心抽头,副线圈连接滑动变阻器、电流表,电表均为理想交流电表。已知交变电压瞬时值表达式为u=311sin t (V)。将单刀双掷开关S扳向a后,下列说法正确的是()A.电压表的示数为220 VB.若将滑动变阻器的滑片下移,则电压表的示数减小,R消耗的功率增大C.通过滑动变阻器的交变电流的频率为100 HzD.若将单刀双掷开关由a扳向b,则电流表的示数增大答案:BD解析:分析交流电源电压瞬时值表达式可知,电源电压有效值为220V,因为有电阻R0分压,原线圈两端的电压小于220V,电压表示数小于220V,故A错误;若将滑动变阻器滑片向下移,电阻变小,副线圈中的电流变大,那么原线圈中的电流也随着变大,电阻R两端的电压也变大,R消耗的功率增大,交流电源的电压不变,变压器的输入电压变小,电压表示数减小,故B正确;变压器不改变交变电流的频率,由交变电流表达式可知频率为0.5Hz,故C错误;单刀双掷开关由a扳向b,原线圈匝数变少,副线圈两端电压变大,滑动变阻器滑片不动,电流表示数增大,故D正确。