第10 课时 直流电路与交流电路 跟踪训练
基础保分练
一．选择题：
1.如图所示，电源电动势E＝6 V，内阻r＝0.5 Ω，直流电动机内阻R1＝1.0 Ω。
调节滑动变阻器R2，使得额定电压为U0＝4 V、额定机械输出功率为P0＝4 W
的电动机刚好正常工作，则R2连入电路中的阻值为( )
A.2.0 Ω B.1.5 Ω
C.1.0 Ω D.0.5 Ω
2.如图所示是某报警装置的部分电路示意图，其中R3为光敏电阻，其阻值随光
强增大而减小，a、b 接报警器。当R3被光照射时，电流表示数I 和R1两端电压
U 与未被光照射前相比( )
A.I 变大，U 变大 B.I 变小，U 变大
C.I 变大，U 变小 D.I 变小，U 变小
3.如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为R1＝2
Ω，R2＝3 Ω，R3＝2 Ω，R4＝4 Ω，电源电动势E＝12
V，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是( )
A.R1 B.R2
C.R3 D.R4
4.如图所示，当滑动变阻器R2滑片向右滑动一小段距离后，理想电流表A1、A2
的示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2，理想电压表V 的示数变化量的绝对值
为ΔU，下列说法中正确的是( )
A.电压表V 的示数增大
B.ΔI1小于ΔI2
C.ΔU 与ΔI2比值等于R2
D.电源的效率增大
5.图为商场中一种投币器，它是由发射线圈L1与接收线圈L2组成，硬币可竖直
通过两线圈中间的狭缝。当发射线圈接有频率为f、电压为U1的低频交流电时，
接收线圈有电压U2输出，下列说法正确的是( )
A.无硬币通过时，投币器可看作理想变压
器
B.无硬币通过时，线圈L2频率为f
C.硬币通过时，穿过硬币中的磁通量不变
D.硬币通过时，线圈L2频率降低
6.图为某款发电机示意图，矩形线框置于水平向右的匀强磁场中，中心轴OO′与
磁场垂直，E、F 端分别接在相互绝缘的两个半圆环上，让半圆环和线框一起顺
时针转动，两个半圆环在转动过程中先后分别和两个固定电刷C、D 接触，初
始时刻线框平面与磁场平行，通过电阻R 的电流i(以向右为正方向)随时间t 变
化的图像正确的是( )
7.在“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”实验中，装置如图所示，原线
圈的“0”和“4”两个接线柱接学生电源交流4 V，下列操作可使交流电压表示数
变大的是( )
A.原线圈改接直流6 V
B.取下变压器上部的铁芯
C.将电源改接原线圈的“0”和“1”两个接线柱
D.将电压表改接副线圈的“2”和“8”两个接线柱
8.太阳能电池在空间探测器上广泛应用。某太阳能电池在特定光照强度下工作
电流I 随路端电压U 变化的图线如图8 中曲线①，输出功率P 随路端电压U 的
变化图线如图中曲线②。图中给出了该电池断路电压U0和短路电流I0。当路端
电压为U1时，工作电流为I1，且恰达到最大输出功率P1，则此时电池的内阻为(
)
A.r＝ B.r＝ C.r＝ D.r＝
综合创新练
一．选择题：
9.一平行板电容器充放电电路如图所示。开关S 接1，电源E 给电容器C 充电；
开关S 接2，电容器C 对电阻R 放电。下列说法正确的是( )
A.充电过程中，电容器两极板间电势差增加，充电电流增
加
B.充电过程中，电容器的上极板带正电荷，流过电阻R 的
电流由M 点流向N 点
C.放电过程中，电容器两极板间电势差减小，放电电流减小
D.放电过程中，电容器的上极板带负电荷，流过电阻R 的电流由N 点流向M 点
10.(2025·河北卷,6)2024 年底,世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁
抽水蓄能电站全面投产发电。如图,若该电站通过理想变压器调节输出电压U2
时,输入电压U1保持不变。已知副线圈总匝数为n,分接头1、2 间和2、3 间的
线圈匝数n12=n23= n
10,开关S 接3 时输出电压的瞬时值u2=Umsin ωt,则S 接2 时
u2-t 的图像为( )
11.(多选)(2025·湖北卷,8)在如图所示的输电线路中,交流发电机的输出电压一定,
两变压器均为理想变压器,左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2,两
变压器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是( )
A.仅增加用户数,r 消耗的功率增大
B.仅增加用户数,用户端的电压增大
C.仅适当增加n2,用户端的电压增大
D.仅适当增加n2,整个电路消耗的电功率减小
二．计算题：
12.某同学制作一个简易的手摇发电机，将匝数N＝100、边长L＝0.1 m、内阻r
＝4 Ω 的正方形线圈放入磁感应强度为B＝ T 的匀强磁场中，绕垂直于磁场方
向的轴OO1以角速度ω＝10π rad/s 匀速转动。其简化示意图如图，输出端与理
想变压器的原线圈相连，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1 ∶n2＝4∶1，副
线圈外接电阻R＝1 Ω。求：
(1)发电机产生的电动势有效值E；
(2)电阻R 消耗的电功率P。
13.(2024·江苏南通一模)如图所示，一个小型交流发电机输出端连接理想变压器，
原、副线圈匝数分别为n1、n2，副线圈连接电阻R。交流发电机的线圈匝数为
N，电动势瞬时值的表达式为e＝Emsin ωt，发电机线圈电阻不计。求：
(1)通过发电机线圈磁通量的最大值Φm；
(2)变压器原线圈中电流的有效值I。
参考答案：
1.答案 D 解析 电动机额定机械输出功率为P0＝U0I－I2R1，解得I＝2 A，根
据闭合电路的欧姆定律有E＝U0＋I(R2＋r)，解得R2连入电路中的阻值为R2＝
0.5 Ω，故D 正确。
2.答案 B 解析 当R3被光照射时，R3阻值减小，电路总电阻减小，总电流变
大，R1两端的电压U 变大，电源内阻以及R1两端的电压之和变大，则R2的并
联支路的电压减小，R2的电流减小，则电流表示数I 变小，故B 正确。
3.答案 A 解析 由电路图可知R3与R4串联后与R2并联，再与R1串联。并联
电路部分的电阻为R 并＝＝2 Ω，R1与R 并串联且R1＝R 并，则R1的功率与另外
三个灯泡的功率之和相等，故四个灯泡中功率最大的是R1，故选项A 正确。
4.答案 B 解析 当滑动变阻器R2滑片向右滑动一小段距离后，滑动变阻器R2
的阻值变小，则电路的总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可得，总电流变大，
即电流表A1的示数变大，根据U＝E－I1r，可知路端电压变小，即电压表的示
数减小，故A 错误；由于路端电压变小，可得通过R1的电流I3减小，又因为总
电流I1增大，则通过滑动变阻器R2的电流I2增大，且因为I1＝I2＋I3，可知I2的
增加量比I1的增加量大，即ΔI1小于ΔI2，故B 正确；根据闭合电路欧姆定律可
得U＝E－r，可得＝，故C 错误；电源的效率为η＝＝＝，可知外电路电阻减
小，则电源的效率减小，故D 错误。
5.答案 B 解析 无硬币通过时，穿过线圈L1 的磁通量不一定都能穿过线圈
L2，则投币器不可看作理想变压器，选项A 错误；线圈L2频率与线圈L1频率相
同，均为f，与硬币是否通过无关，选项B 正确，D 错误；硬币通过时，穿过硬
币中的磁通量先增大后减小，选项C 错误。
6.答案 D 解析 由于每半个周期，两个半圆环将分别连接到另一个固定电刷，
因此通过电阻的电流方向不变。根据右手定则可知，通过电阻R 的电流方向始
终向左，图示位置切割磁感线的速度与磁感线垂直，根据i＝－，可知图示位置
电流最大，则线圈与磁场垂直时电流最小，所以通过电阻R 的电流从图示位置
开始先减小后增大，然后不断重复这个变化，故D 正确。
7.答案 C 解析 变压器只适用于交流电，直流电无法产生感应电流，故A 错
误；如果取下铁芯，线圈的自感系数下降，电压表的示数变小，故B 错误；将
电源改接原线圈的“0”和“1”两个接线柱，原线圈的匝数将减小，而副线圈匝
数不变，则电压表示数将变大，故C 正确；将电压表改接副线圈的“2”和“8”
两个接线柱，副线圈的匝数将减小，而原线圈匝数不变，则电压表示数将变小，
故D 错误。
8.答案 C 解析 根据题意可知，太阳能电池的电动势为U0，路端电压为U1时，
太阳能电池的总功率为P 总＝U0I1，太阳能电池内阻的功率为P 内＝P 总－P1，根
据P 内＝Ir，联立可得r＝，故C 正确。
9.答案 C 解析 电容器不论是充电过程还是放电过程，电流都是逐渐减小的，
充电过程电容器两极板的电荷量增加，由C＝可知电容器两极板间电势差增大，
放电过程电容器两极板的电荷量减少，电势差减小，A 错误，C 正确；根据电
路结构可知，不论是充电过程还是放电过程，电容器的上极板都是带正电荷的，
充电过程，流过电阻R 的电流由N 点流向M 点，放电过程，流过电阻R 的电流
由M 点流向N 点，B、D 错误。
10.答案 D 解析 当S 接3 时,n2=n-n12-n23= 8
10n,由理想变压器的电压和匝数
关系得U2=U 1
n1
n2=8nU 1
10n1
;U1不变,当S 接2 时,n2'=n-n12= 9
10
n,由理想变压器的电
压和匝数关系得U2'=U 1
n1
n2'=9nU 1
10n1
=9
8
U2。变压器不改变电流的频率,可得S 接2
时输出电压的瞬时值为u2=9
8Umsin ωt,其周期为T=2π
ω ,故D 正确。
11.答案 AC 解析 设用户端的总电阻为R,右侧降压变压器的匝数比为k,将
降压变压器和用户端等效为一个等效电阻,则等效电阻的阻值R 等效=k2R,则输电
线路中的电流为I2=
U 2
R等效+r
。仅增加用户数,用户端的总电阻减小,R 等效减小,U2
不变,则输电线路中的电流增大,输电线损失的电压U 损=I2r 增大,降压变压器的
输入电压U3=U2-U 损减小,可知用户端的电压U4=1
k U3减小;由P=I 2
2r 可知r 消耗
的功率增大,A 正确,B 错误;仅适当增加n2,升压变压器的输出电压U2增大,输电
线路中的电流I2增大,降压变压器副线圈中的电流I3=kI2增大,由U4=I3R 可知用
户端的电压增大,C 正确;仅适当增加n2,升压变压器原线圈中的电流I1=n2
n1
I2,整
个电路消耗的电功率为P 总=U1I1,联立解得P 总=
n2
2U 1
2
n1
2( R等效+r )
,仅适当增大n2,则
P 总增大,D 错误。
12.答案 (1)20 V (2)16 W
解析 (1)由题可知，线圈产生电动势的最大值为
Em＝NωBS＝20 V
则线圈产生电动势的有效值为E＝＝20 V。
(2)设变压器原线圈的电流为I1，副线圈的电流为I2，
则根据能量守恒定律有EI1＝Ir＋IR
根据变压器的电流关系有＝
联立解得，电阻R 中的电流为I2＝4 A
则电阻R 消耗的电功率P＝IR＝16 W。
13.答案 (1) (2)
解析 (1)设匀强磁场的磁感应强度大小为B，线圈面积为S，
则Em＝NωBS 且Φm＝BS 解得Φm＝。
(2)设变压器原、副线圈上电压的有效值为U1、U2，则U1∶U2＝n1∶n2
且U1＝ U1I1＝ 解得I1＝。
