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回扣练11：恒定电流与交变电流
1．如图所示，电源电动势E＝12 V，内阻r＝1.0 Ω，电阻R1＝4.0 Ω，R2＝7.5 Ω，R3＝5.0 Ω，电容器的电容C＝10 μF.闭合开关S，电路达到稳定后电容器的电荷量为( )
A．4.5×10－5 C B．6.0×10－5 C
C．7.5×10－5 C D．1.2×10－4 C
解析：选B.闭合开关S，R1和R3串联，电容器的电压等于R3的电压，为：
U＝E＝×12 V＝6.0 V；
电容器上所带的电荷量Q＝CU＝10×10－6×6.0 C＝6.0×10－5 C；故选B.
2．(多选)在如图所示的电路中，电容器C的上极板带正电．为了使该极板仍带正电且电量增大，下列办法中可采用的是( )
A．增大R1，其他电阻不变
B．增大R2，其他电阻不变
C．增大R3，其他电阻不变
D．增大R4，其他电阻不变
解析：选AD.A项：增大R1时，R1上的分压增大，而下极板上电势不变，故上极板电势升高，则电容器两端的电势差增大，极板上电荷量增大，故A正确；B项：若增大R2时，R2上的分压增大，则R1两端的电势差减小，上极板上电势降低，而下极板电势不变，故可能使下极板带正电，或电量减小，故B错误；C项：增大R3，则R3分压增大，故下极板的电势升高，会出现与B相同的结果，故C错误；D项：增大R4，则R4分压增大，R3两端的电势差减小，故下极板上电势降低，上下极板间电势差增大，故电量增大，故D正确．
3．如图，在含有理想变压器的电路中，三个定值电阻R2＝R3＝2R1，电流表为理想交流电表，U为有效值恒定的正弦交流电源．当S闭合时，电流表的示数为I；当S断开时，电流表的示数为.该变压器原、副线圈匝数比为( )
A．2 B．3
C．4 D．5
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解析：选A.设变压器原、副线圈匝数比为k，则可知，开关闭合时，副线圈电流为kI，根据理想变压器原理可知＝k，同理＝k，联立解得：k＝2，故A正确．
4．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，平行板电容器的两金属板水平放置，开关S是闭合的，两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计．则以下说法正确的是( )
A．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴向上加速运动，G中有从b到a的电流
B．在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程中，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流
C．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴仍然静止，G中有从a到b的电流
D．在将S断开后，油滴仍保持静止状态，G中无电流通过
解析：选A.滑片P向上移动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流减小，因U＝E－I(r＋R1)，可知电容器两极板间电压变大，油滴受到的电场力增大，油滴向上运动，两极板间电压变大，说明电容器充电，G中电流方向从b到a，选项A正确，B、C错误；将S断开后，电容器放电，G中有电流，电压减小，电场力减小，油滴向下运动，选项D错误．
5．如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，当闭合开关S1，滑动变阻器滑片P向左移动的过程中，下列结论正确的是( )
A．小灯泡L变暗
B．电流表读数变大，电压表读数变小
C．电容器C上电荷量增加
D．电源的总功率变小
解析：选B.滑动变阻器滑片P向左移动的过程中，滑动变阻器的有效阻值变小，闭合电路的外电阻变小，电路总电流增加，路端电压减小，所以电流表读数变大，电压表读数变小，选项B正确．电路总电流增加，小灯泡L变亮，选项A错误．小灯泡L两端电压增加，滑动变阻器两端的电压减小，电容器的电压减小，电容器上的电荷量减小，
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选项C错误．当电路外电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大，滑动变阻器滑片P向左移动的过程中，外电路电阻变小，外电路电阻可能比电源内阻相差更大，也可能相差更小，所以电源的输出功率可能减小，也可能变大，选项D错误.
6．如图所示，某发电机输出功率是100 kW，输出电压是250 V，从发电机到用户间的输电线总电阻为8 Ω，要使输电线上的功率损失为5%，而用户得到的电压正好为220 V，求升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比分别是( )
A．16∶1 190∶11 B．1∶16 11∶190
C．1∶16 190∶11 D．16∶1 11∶190
解析：选C.输电线损失功率
P线＝100×103×5% W＝5×103 W，
所以，输电线电流I2＝＝25 A，
升压变压器原线圈电流I1＝＝400 A，
故升压变压器原、副线圈匝数比＝＝.
升压变压器副线圈端电压U2＝·U1＝4 000 V，
输电线损失电压U线＝I2·R线＝200 V，
降压变压器原线圈电压U3＝U2－U线＝3 800 V，
故降压变压器原、副线圈匝数比为＝＝.
故选项C正确．
7．(多选)在如图所示的UI图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线．用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路．由图象可知( )
A．电源的电动势为3 V，内阻为0.5 Ω
B．电阻R的阻值为1 Ω
C．电源的输出功率为2 W
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D．电源的效率为66.7%
解析：选ABD.由图象可知，该电源的电动势E＝3 V，内阻r＝0.5 Ω，电阻R的阻值为1 Ω仍由图象可知，用该电源直接与R相连组成闭合电路时，路端电压U＝2 V，电流I＝2 A，则电源的输出功率P＝UI＝2×2 W＝4 W，电源的效率η＝×100%＝×100%≈66.7%，故选项A、B、D正确，选项C错．
8．(多选)在家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，如图所示，当变压器输入电压发生变化时，可上下调节P1、P2的位置，使输出电压基本稳定在220 V上．现发现输出电压高于220 V，下列措施可能的是( )
A．P1不动，将P2向上移
B．P2不动，将P1向上移
C．P1向下移，将P2向上移
D．P1向上移，将P2向下移
解析：选BD.当P1不动，将P2向上移时，副线圈的匝数增加，输出的电压将会增加，故A错误；当P2不动，将P1向上移时，原线圈的匝数增加，根据电压与匝数成正比可知，此时输出的电压将会减小，故B正确；当将P1向下移，同时P2向上移时，原线圈的匝数减小，副线圈的匝数增加，根据电压与匝数成正比可知，此时输出的电压将会增加，故C错误；当将P1向上移，同时P2向下移时，原线圈的匝数增加，副线圈的匝数减小，根据电压与匝数成正比可知，此时输出的电压将会减小，故D正确．所以BD正确，AC错误．
9．(多选)如图，单匝矩形导线框abcd与匀强磁场垂直，线框电阻不计，线框绕与cd边重合的固定转轴以恒定角速度从图示位置开始匀速转动，理想变压器匝数比为n1∶n2.开关S断开时，额定功率为P的灯泡L1正常发光，电流表示数为I，电流表内阻不计，下列说法正确的是( )
A．线框中产生的电流为正弦式交变电流
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B．线框从图中位置转过时，感应电动势瞬时值为
C．灯泡L1的额定电压等于
D．如果闭合开关S，则电流表示数变大
解析：选ABD.线框绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线框中产生的是电流为正弦式交变电流，故A正确；线框从中性面转动，所以感应电动势的瞬时值表达式为e＝sin ωt，当转动时，感应电动势的瞬时值sin ＝，故B正确；原线圈两端的电压U1＝，根据电压与匝数成正比，得＝，副线圈两端的电压U2＝＝，即灯泡的额定电压为，故C错误；S闭合，副线圈负载电阻变小，输出功率变大，输入功率变大，P1＝U1I，得I＝变大，即电流表示数变大，故D正确；故选ABD.
10．如图(a)所示，理想变压器原副线圈匝数比n1∶n2＝55∶4，原线圈接有交流电流表A1，副线圈电路接有交流电压表V、交流电流表A2、滑动变阻器R等，所有电表都是理想电表，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，灯泡L的阻值恒定．原线圈接入的交流电压的变化规律如图(b)所示，则下列说法正确的是( )
A．交流电压表V的读数为33 V
B．灯泡L两端电压的有效值为16 V
C．当滑动变阻器的触头P向上滑动时，电流表A2示数减小，A1示数增大
D．由图(b)可知交流发电机转子的角速度为100π rad/s
解析：选BD.电压表的读数为电压的有效值，原线圈的电压有效值为440 V，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压有效值为32 V，所以电压表的读数为32 V，所以A错误；根据电流的热效应，则有·＝T，灯泡L两端电压的有效值为UL＝16 V，故B正确；当滑动变阻器的触头P向上滑动时，电阻R的阻值减小，总电阻减小，流过副线圈的电流增大，根据理想变压器中原副线圈的电流与匝数关系，流过原线圈的电流增大，故电流表A2示数增大，A1示数增大，故C错误；由图可得T＝0.02 s，交流发电机转子的角速度为ω＝＝100π rad/s，故D正确．故选BD.
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