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第 10 讲 直流电路与交变电流
[保分基础练]
1．(多选)(2022·北京市朝阳区期末)金属导电是一种典型的导电模型，值得深入研究．一金
属直导线的电阻率为ρ，若在其两端加上电压，自由电子将在静电力作用下定向加速，但电
子加速运动很短时间就会与晶格碰撞而发生散射，紧接着又定向加速，设每一次加速的时间
为Δt，这个周而复始的过程可简化为电子以速度v沿导线方向做匀速运动．我们将导线中
电流与导线横截面积的比值定义为电流密度，其大小用 j表示，可以“精细”描述导线中各
点电流的强弱．设该导线内电场强度大小为E，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为
e、质量为m，电子在导线中定向运动时受到的平均阻力为F.则下列表达式正确的是( )
f
A．j＝nve B．ρ＝
C．ρ＝ D．F＝nevρ
f
2.(2021·福建省1月适应性考试·1)一手摇交流发电机线圈在匀强磁场中匀速转动．转轴位于
线圈平面内，并与磁场方向垂直．产生的交变电流i随时间t变化关系如图所示，则( )
A．该交变电流频率是0.4 Hz
B．该交变电流有效值是0.8 A
C．t＝0.1 s时，穿过线圈平面的磁通量最小
D．该交变电流瞬时值表达式是i＝0.8sin (5πt) A
3．(多选)(2022·湖北卷·9)近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化
的充电原理图如图所示．发射线圈的输入电压为 220 V、匝数为1 100匝，接收线圈的匝数
为50匝．若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，下
列说法正确的是( )A．接收线圈的输出电压约为8 V
B．接收线圈与发射线圈中电流之比约为22∶1
C．发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同
D．穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同
4.(多选)(2022·福建莆田市二模)如图所示是一种调压变压器的原理图，线圈 AB绕在一个圆
形的铁芯上，A、B端加上u＝220sin (100πt) V的交流电压，通过移动滑动触头 P来调节
C、D端输出电压．当P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比 n∶n ＝2∶1，现将一个
1 2
“38 V,19 W”的灯泡接到输出端C、D，下列操作可使灯泡正常发光的是( )
A．仅将P顺时针旋转到合适位置
B．仅将P逆时针旋转到合适位置
C．仅将灯泡并联一个阻值为144 Ω的电阻
D．仅将灯泡串联一个阻值为144 Ω的电阻
5．(2022·广东惠州市第三次调研)如图甲所示的电路中，S为单刀双掷开关，电表均为理想
电表，R为热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，理想变压器原线圈接如图乙所示的正弦交
t
流电，则( )
A．变压器原线圈中交流电压的表达式为u＝110·sin (50πt) V
B．开关S接在a端，R温度升高时，变压器的输入功率变小
t
C．开关S接在a端，R温度升高时，电压表和电流表的示数均变大
t
D．开关S由a切换到b，R消耗的功率变小
t
6.(2022·陕西咸阳市一模)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R 是光敏电阻(阻值随光照
1
强度的增大而减小)，R 是定值电阻，C是平行板电容器，V 、V 都是理想电压表．闭合开
2 1 2
关S后，电容器中的带电小球处于静止状态．在光照强度增大的过程中，分别用ΔU 、ΔU
1 2表示电压表V 和电压表V 示数变化的绝对值，且ΔU<ΔU，则下列说法正确的是( )
1 2 1 2
A．V 的示数增大，V 的示数减小
1 2
B．V 的示数减小，V 的示数增大
1 2
C．带电小球仍处于静止状态
D．带电小球向上运动
7．(2022·北京八十中三模)利用某半导体的电阻随温度升高而减小的特征可以制作电子温度
计．图甲表示该半导体的电阻R随温度t变化的情况．把该半导体与电动势为 E、内阻为r
的电源，理想电压表和保护电阻R 连成如图乙所示的电路．用该半导体作测温探头，把电
0
压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易的电子温度计．下列说法正确的是
( )
A．温度升高后，电源的效率将升高
B．该电子温度计表盘上温度的刻度是均匀的
C．t 和t 相比，t 应标在电压较小的刻度上
A B A
D．若电池用久后内阻r变大，用该温度计测量的温度要比真实值偏高
[争分提能练]
8．(2022·江苏南京市模拟 )某温度检测、光电控制加热装置原理图如图所示．图中R 为热
T
敏电阻(随温度升高阻值减小)，用来探测加热电阻丝R的温度，R 为光敏电阻(随光照强度
G
增大阻值减小)，接收小灯泡L的光照，除R 、R 外，其他电阻均为定值电阻．当R处温度
T G
降低时( )
A．L变亮
B．通过R 的电流减小
3
C．E 的路端电压减小
2
D．R消耗的功率减小9.(2022·浙江1月选考·12)某节水喷灌系统如图所示，水以v＝15 m/s的速度水平喷出，每秒
0
喷出水的质量为2.0 kg.喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持 H＝3.75 m不变．
水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220 V，输入电流为2.0 A．不计电动
机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率．已知水泵的抽水效率(水泵
的输出功率与输入功率之比)为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，重力加速度g取
10 m/s2，则( )
A．每秒水泵对水做功为75 J
B．每秒水泵对水做功为225 J
C．水泵输入功率为440 W
D．电动机线圈的电阻为10 Ω
10.(2022·山东德州市高三期末)海浪机械能是未来可使用的绿色能源之一，利用海浪发电可
加速地球上碳中和的实现．某科技小组设计的海浪发电装置的俯视图如图所示，圆柱体磁芯
和外壳之间有辐射状磁场，它们可随着海浪上下浮动，磁芯和外壳之间的间隙中有固定的环
形导电线圈，线圈的半径为L，电阻为r，所在处磁场的磁感应强度大小始终为B，磁芯和
外壳随海浪上下浮动的速度为v，v随时间t的变化关系为v＝vsin t，其中的T为海浪上下
0
浮动的周期．现使该发电装置与阻值为R的电阻形成回路，则该发电装置在一个周期内产
生的电能为( )
A. B.
C. D.
11.(2022·山东济南市、聊城市等高三学情检测)如图所示，理想变压器原线圈与副线圈的匝
数比为2∶1，ab端接交流电源，此时电路消耗的总功率为P.若将电阻R 与电阻R互换位置，
0
电路消耗的总功率为2P，则R 与R的比值为( )
0A．2∶7 B．7∶2
C．1∶4 D．4∶1
12．(多选)(2022·黑龙江省八校高三期末)某同学通过实验正确作出标有“5 V,2.5 W”的小灯
泡的U－I图线如图甲所示，现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中，其中电源
电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，定值电阻R＝9 Ω，则( )
A．由图甲可知，小灯泡的电阻值随电压的升高而增大
B．由图甲可知，小灯泡的电阻值随电压的升高而减小
C．闭合图乙开关，小灯泡的实际功率约为2.7 W
D．闭合图乙开关，小灯泡的实际功率约为0.84 W
13．(2022·贵州毕节市4月第二次诊断)如图甲为利用理想变压器进行远距离输电的示意图，
升压变压器原、副线圈匝数比为1∶50，降压变压器原、副线圈匝数比为n∶n ，发电机到
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升压变压器间两条输电线的总电阻为0.2 Ω，两条远距离输电线的总电阻为200 Ω.若发电机
的输出电压如图乙所示，发电机的输出功率为78 kW，用户端获得的电压有效值为220 V．
下列说法中正确的是( )
A．降压变压器原、副线圈匝数比为n∶n＝40∶1
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B．用户端交流电的频率为100 Hz
C．远距离输电线中的电流为300 A
D．远距离输电线路损耗功率为1.2 kW
[尖子生选练]
14．(多选)(2021·河北卷·8)如图，发电机的矩形线圈长为2L、宽为L，匝数为N，放置在磁
感应强度大小为B的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为n、n 和n，两个副
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线圈分别接有电阻R 和R，当发电机线圈以角速度ω匀速转动时，理想电流表读数为I，不
1 2计线圈电阻，下列说法正确的是( )
A．通过电阻R 的电流为
2
B．电阻R 两端的电压为
2
C．n 与n 的比值为
0 1
D．发电机的功率为
