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专题四·第一讲 直流电路与交流电路——课前自测诊断卷
考点一 直流电路的分析与计算 1.[考查直流电路中电压、电流的分析] 在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，三个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、
U2表示。下列判断正确的是( )
A．I减小，U1增大 C．I增大，U1增大
B．I减小，U2增大 D．I增大，U2增大
解析：选B 闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻R增大，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流I总减小，路端电压U增大；R3的电压等于路端电压，则流过R3的电流I3增大；流过电流表的电流I＝I总
－I3，I总减小，I3增大，I减小，R1的电压减小，即电压表V1的示数U1减小；电压表V2的
示数U2＝U－U1，U增大，U1减小，则U2增大。所以，I减小，U1减小，U2增大，故B正确。
2．[考查闭合电路中功率的分析]
[多选]某种小灯泡的U-I图像如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，电源的内阻为1.0 Ω。现闭合开关S，理想电压表V的示数为4.0 V，则( )
A．外电路的总电阻为6.7 Ω C．电源消耗的热功率为3.0 W
B．电源的电动势为5.6 V D．电源的效率为89.3%
解析：选BD 理想电压表V的示数为4.0 V，由U-I图像可知通过干路上的小灯泡的电流为0.6 A，通过电源的电流也为0.6 A，通过两并联小灯泡的电流均为0.3 A，两端电压为1.0 V，依据闭合电路欧姆定律可知，电源的电动势为E＝4.0 V＋1.0 V＋0.6 A×1.0 Ω＝5.6 V，B正确；电路的路端电压为U0＝5.0 V，电流为I0＝0.6 A，依据部分电路欧姆定律可知外电阻总阻值为R＝
52
Ω≈8.3 Ω，A错误；电源消耗的热功率为Pr＝I0r＝0.36 W，0.6
C错误；输出功率为P出＝U0I0＝3.0 W，则电源的效率为η＝
3．[考查含容电路的动态分析]
P出
×100%≈89.3%，D正确。 Pr＋P出
如图所示电路中，电流表A和电压表V均可视为理想电表。现闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动，下列说法正确的是( )
1
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A．电流表A的示数变小，电压表V的示数变大 B．小灯泡L变亮 C．电容器C上电荷量减少 D．电源的总功率变大
解析：选A 闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动时，变阻器接入电路的电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中总电流I减小，则小灯泡L变暗，电流表A的示数变小；电压表的示数U＝E－I(RL＋r)，I减小，其他量不变，则U增大，即电压表V的示数变大，故A正确，B错误。电容器的电压等于变阻器两端的电压，即等于电压表的示数，
U增大，由Q＝CU，知电容器C上的电荷量增大，故C错误。电源的总功率P＝EI，I减小，
则电源的总功率变小，故D错误。
4．[考查纯电阻电路的计算]
如图所示电路中，电源电动势E＝6 V，内阻r＝2 Ω，R1＝4 Ω，
R2＝6 Ω，R3＝6 Ω。下列说法正确的是( )
1
A．电阻R2中电流为 A
3
B．电路中A、B两点之间的电压为3 V
1
C．若在C、D间连一个理想电流表，其读数是 A
3D．若在C、D间连一个理想电压表，其读数是4 V
解析：选C 根据闭合电路欧姆定律，电阻R2中的电流为I＝
E＝0.5 A，选项A
R1＋R2＋r错误；电路中A、B两点之间的电压为UAB＝IR1＝0.5×4 V＝2 V，选项B错误；若在C、D间连一个理想电流表，则外电路总电阻为R＝R1＋
R2R3E＝7 Ω，电阻R1中的电流为I1＝R2＋R3R＋r2111
＝ A，电阻R3中的电流为I3＝I1＝ A，理想电流表的读数是 A，选项C正确；若在C、3233
D间连一个理想电压表，其测量的电压为R2两端的电压，R2两端的电压U2＝IR2＝0.5×6 V
＝3 V，理想电压表的读数是3 V，选项D错误。
考点二 5.[考查交变电流的产生] [多选]在匀强磁场中，一个匝数为150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变化规律如图所示。设线圈总电阻为2 Ω，则( )
A．t＝0时，线圈平面与磁感线方向垂直
交变电流的产生及描述 2
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B．t＝0.5 s时，线圈中的电流改变方向 C．t＝2 s时，线圈中磁通量的变化率为零 D．在2 s内，线圈产生的热量为18π J
解析：选BD 根据题图可知，在t＝0时穿过线圈平面的磁通量为零，所以线圈平面平行于磁感线，感应电动势最大，故A错误；t＝0.5 s时，线圈中磁通量最大，感应电动势为零，此时的电流改变方向，故B正确；t＝2 s时，线圈中磁通量为零，此时磁通量的变化率最大，故C错误；感应电动势的最大值为Em＝NBSω＝NΦmω＝150×0.04×
2π
V＝6π 2
2
E218π2
V，有效值E＝＝32π V，根据焦耳定律可得2 s内产生的热量为 Q＝T＝×2 J
R22
Em
＝18π J，故D正确。
6．[考查交变电流有效值的计算]
如图所示电路，电阻R1与电阻R2阻值相同，都为R，和电阻R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看成零，反向电阻可看成无穷大)，在A、B间加一正弦交流电，该正弦交流电电压的瞬时值表达式为u＝202sin 100πt(V)，则加在
2
R2上的电压有效值为( )
A．10 V C．15 V
B．20 V D．510 V
解析：选D 由二极管的单向导电性可知，二极管导通时，加在R2上的电压为电源电压，时长半个周期，最大值为202 V，二极管截止时，R1、R2串联，则R2上的电压为电源电压
U2
的一半，时长半个周期，最大值为102 V。由有效值的定义·T＝
R10 V
2
20 V
2
R·＋2
TR·，可得加在R2上的电压有效值为U＝510 V，选项D正确。 2
T7.[考查交变电流平均值的应用]
[多选]如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻为r，外电路的电阻为R，过ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕轴OO′匀速转动，以下判断正确的是( )
A．图示位置线圈中的感应电动势最大，其值为Em＝BLω B．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e＝BLωsin ωt
2
2
BL2
C．线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为q＝
R＋rπBωLRD．线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为Q＝2
4R＋r2
4
3
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