选择题强化训练
专题九 直流电路与交流电路分析（解析版）
一、单选题
1．一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流、自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为
A．
mv22eL B．
mvSne2 C．ρnev D．
?ev SL【答案】C 【解析】I?UUL，I=neSv，R??，E?，联立得E=ρnev，故选C。 RLS2.(2016·全国卷Ⅱ)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为( )
2
A. 53C. 5
1 B. 22 D. 3
【解析】断开S和闭合S后等效电路分别如图甲、乙所示。根据串联电路的电压与电阻成正比可得甲、乙11
两图中电容器两极板间的电压U1＝E，U2＝E，C所带的电荷量Q＝CU，则Q1∶Q2＝3∶5，选项C正确。
53
【答案】 C
3.恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变，如图所示的电路中电源是恒流源，当滑动变阻
器滑动触头P向右移动时，下列说法中正确的是( )
A.R0上的电压变小 C.R1上的电压变小
B.R2上的电压变大
D.R1上电压变化量大于R0上的电压变化量
【解析】 当滑动变阻器滑动触头P由图示位置向右移动时，滑动变阻器R0接入电路的电阻减小，则总电阻也减小，而电源输出电流不变，由欧姆定律可知，并联部分电压减小，所以R2上的电压变小，R2是定值电阻，所以通过R2的电流减小，总电流不变，则通过R1电流增大，所以R1的电压变大，则R0上的电压变小，故选项A正确，B、C错误；R1的电压变大，R0上的电压变小，R1和R0的电压之和减小，则R1上电压变化量小于R0上的电压变化量，选项D错误。 【答案】 A
4.(2019·江苏卷)如图所示的电路中，电阻R＝2 Ω。断开S后，电压表的读数为3 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，则电源的内阻r为( )
A.1 Ω C.3 Ω
B.2 Ω D.4 Ω
【解析】 当S断开后，电压表读数为U＝3 V， 则电动势E＝3 V
当S闭合后，由闭合电路欧姆定律知 U′E＝U′＋Ir，且I＝
R
（E－U′）R
整理得电源内阻r＝＝1 Ω，选项A正确。
U′【答案】 A
5.电动机与小电珠串联接入电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为R1，两端电压为U1，流过的电流为I1；电动机的内电阻为R2，两端电压为U2，流过的电流为I2。则( ) A.I1＜I2 U1R1C.＝ U2R2
U1R1 B.＞ U2R2U1R1 D.＜ U2R2
U2
【解析】 电动机和小电珠串联接入电路，故I1＝I2，A错误；电动机是非纯电阻用电器，满足I2＜，小R2
U1U1U2U1R1
电珠是纯电阻用电器，满足I1＝，又I1＝I2，故＜，可得＜，D正确。
R1R1R2U2R2【答案】 D
6.(2016·全国卷Ⅰ)一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω，为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比值为( )
A.2 C.4
B.3 D.5
【解析】 设理想变压器原、副线圈的匝数之比为n，开关断开时，电路如图甲所示，原、副线圈的电流比In21
＝＝，通过R2的电流I2＝nI，根据变压器的功率关系得，UI－I2R1＝(nI)2(R2＋R3)；开关闭合时，电路I2n1n
4In21
如图乙所示，原、副线圈的电流比＝＝，通过R2的电流I2′＝4nI，根据功率关系有U·4I－(4I)2R1＝(4nI)2R2，
I2′n1n联立以上两式并代入数据解得n＝3，选项B正确。
甲 乙 【答案】 B
7.(2018·天津理综)教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率1
为P。若发电机线圈的转速变为原来的，则( )
2
1
A.R消耗的功率变为P
21
B.电压表V的读数变为U
2C.电流表A的读数变为2I D.通过R的交变电流频率不变
【解析】 交流发电机产生的感应电动势最大值Em＝NBSω，且有ω＝2πn，所以当发电机线圈转速减半后，
感应电动势最大值减半，有效值减半，又理想变压器原、副线圈电压有效值之比等于原、副线圈匝数比，U2
故电压表示数减为原来的一半，B项正确；由电功率P＝可知，变压器输出功率即R消耗的功率变为原
R1
来的，A项错误；由P＝UI可知，原线圈中电流减为原来的一半，C项错误；交流电的频率与发电机线圈
4转动角速度成正比，故D项错误。 【答案】 B
8.(2019·江苏卷)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10，当输入电压增加20 V时，输出电压( ) A.降低2 V C.降低200 V
【解析】理想变压器的电压与匝数关系为
B.增加2 V D.增加200 V
U1n1U1＋ΔU1ΔU1n1
＝＝，整理可得＝，即原副线圈匝数比等于电U2n2U2＋ΔU2ΔU2n2
压变化量之比，当ΔU1＝20 V时，ΔU2＝200 V，选项D正确。 【答案】 D
9.(2018·江苏单科)采用220 kV高压向远方的城市输电。当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小1
为原来的，输电电压应变为( )
4A.55 kV C.440 kV
B.110 kV D.880 kV
【解析】 设输送功率为P，则有P＝UI，其中U为输电电压，I为输电电流。为使输电线上损耗的功率减小为原来的四分之一，由P损＝I2R(R为输电线的电阻，恒定不变)可知应使I变为原来的二分之一，又输送功率不变，则输电电压应变为原来的2倍，即440 kV，选项C正确。 【答案】 C
10.教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示。理想交流电流表A和交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若将发电机线圈的匝数变为原来的4倍，其他条件均不变，下列说法正确的是( )
A.R消耗的功率变为2P B.电压表的读数为4U C.电流表的读数为2I
D.通过R的交变电流频率变大
【解析】 线圈在匀强磁场中匀速转动，设线圈的最大横截面积为S，磁场的磁感应强度为B，线圈转动的角速度为ω，则产生的最大电动势为Em＝nBSω。原线圈两端的电压等于电动势的有效值，为U1＝
22
Em＝22
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