高考物理最新电磁学知识点之交变电流基础测试题含答案解析(2).pdf

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1、高考物理最新电磁学知识点之交变电流基础测试题含答案解析(2)一、选择题1如图所示，理想变压器的原线圈接在220 2sin100Vut的交流电源上，副线圈接有 R=110 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为41，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是A电流表的读数为2AB原线圈的输入功率为27.5WC电压表的读数为77.8VD副线圈输出交流电的周期为50s2如图所示，面积为S、匝数为N 的矩形线框在磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴OO匀速转动，通过滑环向理想变压器供电，灯泡L1、L2、L3均正常发光已知L1、L2、L3的额定功率均为P，额定电流均为I，线框及导线电阻不计，则（

2、）A理想变压器原副线圈的匝数比为1：2B图示位置时穿过线框的磁通量变化率为零C若灯L1烧断，灯泡L3将变暗D线框转动的角速度为2PNBSI3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为原来的14，输电电压应变为（）A55 kVB110 kVC440 kVD880 kV4一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b 间作为原线圈通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d 间作为副线圈，在a、b 间输入电压为U1的交变电流时，c、d 间的输出电压为U2，在将滑动触头从M 点顺时针转到N 点的过程中()AU2U1，U2降低BU2U1，U2升高

3、CU2U1，U2降低DU2U1，U2升高5如图所示，一交流电的电流随时间而变化的图象。此交流电流的有效值是（）A3.52AB3.5AC5AD52A6某变压器原、副线圈匝数比为55：9，原线圈所接电源电压按图示规律变化，副线圈接有负载下列判断正确的是A输出电压的最大值为36VB原、副线圈中电流之比为55：9C变压器输入、输出功率之比为55：9D交流电源有效值为220V，频率为50Hz7图甲是某燃气炉点火装置的原理图转换器能将电压恒为3V 的直流电压转换转为如图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原副线圈的匝数分别为n1、n2。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时，就

4、会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是（）A电压表的示数等于3VB电压表的示数等于10VC实现点火的条件之一是121500nnD实现点火的条件是钢针和金属板紧密接触8一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻1R、2R和3R的阻值分别为3、1和4，A 为理想交流电流表，U 为正弦交流电压源，输出电压R 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。该变图压器原、副线圈匝数的比值为（）A2B3C4D59如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为 220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表现

5、闭合开关，灯泡正常发光若用U 和 I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则AU=110V，I=0.2ABU=110V，I=0.05ACU=1102V，I=0.2ADU=1102V，I=0.22A10 如图所示，一个N匝矩形闭合线圈，总电阻为R，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO以恒定的角速度转动，线圈产生的电动势的最大值为mE，从线圈平面与磁感线平行时开始计时，则（）A线圈电动势的瞬时值表达式为msineEtB当线圈转过2时，磁通量的变化率达到最大值C穿过线圈的磁通量的最大值为mED线圈转动一周产生的热量为2mER11 如图所示，理想变压器原线圈a、b 两端接正弦交变电压u，u2202si

6、n（100 t）V，原、副线圈的匝数比n1n2101，电压表接在副线圈c、d两端，输电线的等效电阻为 R，原来开关S是断开的。则当S闭合一段时间后（）A电压表示数不变，示数为22 VB电压表示数不变，示数为2202VC灯泡 L 两端的电压将变大D电流表示数一定为012 如图所示，接于理想变压器中的四个规格相同的灯泡都正常发光，那么，理想变压器的匝数比n1:n2:n3为（）A32 1B1l1C621D22 113 如图所示，N 匝矩形导线框以角速度绕对称轴OO匀速转动，线框面积为S，线框电阻、电感均不计，在OO左侧有磁感应强度为B 的匀强磁场，外电路接有电阻R，理想电流表 A，则：（）A从图示时

7、刻起，线框产生的瞬时电动势为sineNB StB交流电流表的示数24INBSRCR 两端电压的有效值2UNBSD一个周期内R的发热量2NBSQR14 如图甲所示的“火灾报警系统”电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为10:1，原线圈接入图乙所示的电压，电压表和电流表均为理想电表，R0为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R1为滑动变阻器当通过报警器的电流超过某值时，报警器将报警下列说法正确的是()A电压表V 的示数为20VBR0处出现火警时，电流表A 的示数减小CR0处出现火警时，变压器的输入功率增大D要使报警器的临界温度升高，可将R1的滑片 P适当向下移动15 矩形线框与理想电流表、理

8、想变压器、灯泡连接电路如图甲所示灯泡标有“36 V40 W”的字样且阻值可以视作不变，变压器原、副线圈的匝数之比为21，线框产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示则下列说法正确的是()A图乙电动势的瞬时值表达式为e36 sin(t)VB变压器副线圈中的电流方向每秒改变50 次C灯泡 L 恰好正常发光D理想变压器输入功率为20 W16 如图所示，一理想变压器原线圈接在电压恒为U 的交流电源上，原线圈接入电路的匝数可通过调节触头P 进行改变，副线圈、电阻箱R 和定值电阻R1以及理想交流电流表连接在一起。下列说法正确的是（）A不管电阻箱如何调节，电流表示数一定变大B只将R和R1由并联改为串联结构，其

9、他保持不变，则电流表示数将变大C只将 P的位置向上滑动，其他保持不变，则R1的功率将变小D保持 P的位置不动，增大R，则 R1的电功率变小17 一台交流发电机的线圈电阻为2,将其输出端接在电阻为20 的电阻丝上,其输出电压从某时刻开始随时间变化的图象如图所示,则()A线圈转动的角速度为25 rad/sB电阻丝的发热功率为250 WC交流发电机的电动势有效值为502 VD若将此发电机接在匝数比为12 的理想变压器上可使输出频率提高1 倍18 如图所示，理想变压器的原线圈接在122sin100Vut（）的交流电源上，副线圈接有10R的负载电阻，原、副线圈的匝数之比为3 1。电流表、电压表均为理想电

10、表。则（）A电压表的示数为12VB电流表的示数为0.4AC变压器输出交流电的周期为50sD变压器的输入功率为1.6W19如图所示，甲是远距离的输电示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则（）A用户用电器上交流电的频率是100HzB发电机输出交流电的电压有效值是500VC输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失功率减小20 如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1n210 1，原线圈接入电压220 2 sin100(V)ut的交流电源，交流电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，定值电阻R010，可变电阻R的阻值范围为010 则()A副

11、线圈中交变电流的频率为100 HzBt 0.02 s 时，电压表的示数为0C调节可变电阻R 的阻值时，电流表示数的变化范围为1.12.2 AD当可变电阻阻值为10 时，变压器的输入电功率为24.2 W21 如图所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感应电动势的图象，根据图象可知A此感应电动势的瞬时表达式为e=200sin(0.02t)VB此感应电动势的解时表达式为e=200sin(50 t)VCt=0.01s 时，穿过线圈的磁通量为零Dt=0.02s 时，穿过线圈的磁通量的变化率为零22 如图所示，矩形线圈abcd 在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和 P2以相

12、同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时()A线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C线圈绕P1和 P2转动时电流的方向相同，都是a bcdD线圈绕P1转动时 dc 边受到的安培力大于绕P2转动时 dc 边受到的安培力23 如图所示为某一输电示意图，电厂的发电机输出功率为100 kW，输出电压U1=500 V，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1:n2=1:20，输电线电阻为40，用户需要的电压U4=220 V，变压器均为理想变压器。则A输电线上的输送电流为250AB输电线上损失的电压为280VC输电线上损失的电功率为4kWD降压

13、变压器的原、副线圈的匝数比为n3:n4=48:1124 如图甲所示为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，发电机线圈匝数为20 匝，内阻为1，外接灯泡的电阻为9恒定不变，则下列说法中正确的是（）A电压表的读数为6VB发电机输出功率为36WC线圈转动过程中，磁通量的最大值为0.03 2WbD在21.0 10s时刻，线圈平面恰好经过中性面位置25 如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电流表和电压表为理想电表，R0为定值电阻，在 a、b 端输入正弦交流电，开关S闭合后，灯泡能正常发光，则下列说法正确的是（）A闭合开关S，电压表的示数变小B闭合开关S，电流

14、表的示数变小C闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向下移，灯泡变亮D闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向下移，电流表的示数变小【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1B 解析：B【解析】【详解】A原线圈电压有效值为U1=220V，则根据匝数比可得次级电压有效值U2=55V，则次级电流有效值2255A0.5A110UIR则初级电流表的读数为21211A8nIIn选项A错误；B原线圈的输入功率为P1=U1I1=22018=27.5W选项 B 正确；C电压表的读数为U2=55V，选项 C 错误；D副线圈输出交流电的周期为220.02s100T选项 D 错误；故选 B.2C 解析：C【解析】【

15、详解】A.灯泡L1、L2、L3均正常发光，则原线圈电流强度I1=I，副线圈电流强度I2=2I，所以122121nInI，故 A 错误；B.图示位置时，线框切割速度最大，故穿过线框的磁通量变化率最大，故B 错误；C.开始时若设每盏灯的额定电压为U，则变压器初级电压为2U，线圈输入电压为3U；若L1灯烧断，设L3的电压变为U1，则变压器输入电压为3U-U1，次级电压变为11(3)2UU，次级电流为：132UUR，则初级电流为134UUR，则 L3两端电压为1134UURUR，解得 U1=0.6U，则灯泡L3两端电压减小，亮度变暗，故C 正确；D.线框的输出功率为3P，电流为I，则线框产生的感应电动

16、势为3PEI，根据Em=NBS，2mEE，联立解得：3 2PNBSI，故 D 错误3C 解析：C【解析】本意考查输电线路的电能损失，意在考查考生的分析能力当输电功率P=UI，U 为输电电压，I 为输电线路中的电流，输电线路损失的功率为P损=I2R，R 为输电线路的电阻，即P损=2PRU当输电功率一定时，输电线路损失的功率为原来的14，则输电电压为原来的2倍，即440V，故选项C正确点睛：本意以远距离输电为背景考查输电线路的电能损失，解题时要根据输送电功率不变，利用输电线路损失的功率P损=I2R解题4C 解析：C【解析】试题分析：由题图知自耦变压器原线圈的匝数大于副线圈的匝数，根据变压器的变压规

17、律可知，U2U1；在将滑动触头从M 点顺时针旋转到N 点的过程中，副线圈的匝数减少，所以U2降低，故A、B、D 错误；C正确【学科网考点定位】考查变压器【方法技巧】主要是对自耦变压器的理解，分清原副线圈及在转动的过程中线圈的匝数怎么变、理想变压器的规律5C 解析：C【解析】【详解】交流电流的有效值的定义有2220.02(42)0.01(32)0.01IRRR解得5AI，选项 C正确，ABD 错误。故选 C。6D 解析：D【解析】试题分析：变压器的输入和输出电压之比等于原副线圈匝数比，所以输出电压的最大值为362V，所以 A 错误；变压器的输入和输出电压之比等于原副线圈匝数比，电流之比等于原副线

18、圈匝数的反比，所以B错误；变压器只能改变交流电的电压，而不能改变频率和功率，即对于理想变压器的输入功率和输出功率相等，所以C错误；从图上可以看出，交流电的周期T=002s，所以频率为50Hz正弦交流电的有效值是峰值的22倍，所以电压有效值为 220V所以 D 正确故选D考点：变压器；交流电【名师点睛】此题是对变压器及正弦交流电问题的考查；解题时要掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题7C 解析：C【解析】【分析】【详解】AB根据图乙得到原线圈电压的最大值为10V，电压表的示数为有效值，所以电压表的示数为5 2V2mU故AB错误。C根据1122UnUn，且

19、U1=52V，因变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时，得U2 25002V所以实现点火的条件是121500nn故 C 正确。D当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体，钢针和金属板不需要紧密接触，故D 错误。故选 C。8B 解析：B【解析】【详解】设理想变压器原、副线圈匝数的比值为k，根据题述，当开关S断开时，电流表示数为I，则由闭合电路欧姆定律得11UIRU由变压公式11UkU及功率关系122U IU I，可得2IkI即副线图输出电流为2IkI；222323UIRRkI RR当开关 S闭合时，电流表示数为4I，则有114UIRU由变压器公

20、式12UkU及功率关系1224UIU I可得24IkI即副线圈输出电流为24Ikl，22224/UI RkR联立解得3k选项 B 正确，ACD 错误；故选 B.9A 解析：A【解析】【分析】【详解】灯正常发光时，加在灯两端的电压为220V，流过灯的电流I=0.1A，根据1122UnUn，可知电压表读数1110UV，根据1221InIn，可得电流表示数10.2IA，A.答案与解析相符，选项A 符合题意，BCD.答案与解析不相符，选项BCD 不符合题意；10D 解析：D【解析】【详解】A线圈在转动过程中产生的感应电动势最大值为mE，从线圈平面与磁感线平行时开始计时，线圈电动势的表达式：mcoseE

21、tA 错误；B当线圈转过2时，线圈与中性面重合，电动势为0，根据：2ENt可知磁通量的变化率为零，B 错误；C感应电动势最大值为：mENBS穿过线圈的磁通量的最大值为：mEBSNC 错误；D根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系：m2EE线圈转动一周，产生热量：222m2EEEQTRRRD 正确。故选 D。11A 解析：A【解析】【详解】AB原线圈电压有效值为U1=220V，根据2211UnUn得副线圈电压为U2=22V，电压表示数不变，示数为22 V，故 A 正确，B 错误；C开关闭合后电容器不断的充电和放电，副线圈电流增大，所以R 所占电压变大，而副线圈电压不变，所以灯泡两端电压变小，故C

22、 错误；D电容器接交变电流后，不断的充电和放电，所以电流表有电流通过，示数不为零，故D 错误；故选 A。12A 解析：A【解析】灯泡规格相同，且全部正常发光知：流经每个灯泡的电流都相等设为I，每个灯泡两端电压都相等设为u，则 U2=2u，U3=u；根据输入功率等于输出功率知：u1I=u2I+u3I，u1=3u，再根据电压与匝数成正比知n1：n2：n3=u1：u2：u3=3：2：1故 A 正确，BCD 错误故选A点睛：本题副线圈中有两个，对于电压仍然可以用于匝数成正比，但是电流不再和匝数成反比，应该利用输入功率等于输出功率13B 解析：B【解析】【详解】A.、由图可知线圈只有一半在磁场中，产生的

23、电动势的最大值为：22mSNBSENB，从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为：12eNBSsin t，故选项A 错误；B、交流电流表的示数为：242mENBSIRR，故选项B 正确；C、R两端电压的有效值：24UIRNBS，故选项 C 错误；D、一个周期内的发热量：222222()244NBSN B SQI RTRRR?，故选项D错误14C 解析：C【解析】【分析】【详解】设此电压的最大值为Um，电压的有效值为U22()22mUTURTR，代入数据得图乙中电压的有效值为1102 V变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是10：l，所以电压表的示数为112V，故

24、A 错误 R0处出现火警时，电阻减小，则次级电流变大，变压器输出功率变大，则变压器的输入功率增大，电流表示数变大，选项C 正确，B 错误；R1的滑片 P适当向下移动，R1电阻变大，则次级电流变大，R0上电压变大，则报警器两端电压减小，则报警器的临界温度就降低了，故选项D错误；故选C.点睛：根据电流的热效应，求解交变电流的有效值是常见题型，要熟练掌握根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键15D 解析：D【解析】【分析】根据交流电的图像确定交流电瞬时值表达式；交流电的方向一周改变2 次；根据变压器匝数比求解次级电压从而

25、判断灯泡的发光情况；变压器的输入功率等于输出功率.【详解】A由乙图可知，周期为0.02s，交流电的圆频率：，故原线圈输入电压的瞬时值表达式为=72 sin100 t（V），故 A 错误；B交流电的频率为50Hz，在一个周期内电流方向改变2 次，可知变压器副线圈中的电流方向每秒改变100 次，选项B 错误；C变压器初级电压有效值为，由原副线圈的匝数比为2:1 可知，次级电压为 18V，则灯泡 L 不能正常发光，选项C 错误；D灯泡电阻为，次级功率：，则理想变压器输入功率为20W，选项 D 正确；故选 D.【点睛】本题考查的是有关交变电流的产生和特征的基本知识，要具备从图象中获得有用信息的能力.1

26、6C 解析：C【解析】【详解】A其他保持不变1122UnUn副线圈两端的电压不变，电阻箱R 变化时，负载的总电阻可以增大，也可以减小，则根据2UIR并电流表示数不一定变大，A 错误；B其他保持不变1122UnUn副线圈两端的电压不变，R 和 R1由并联改为串联结构时，负载的总电阻增大，根据2UIR总电流表示数将变小，B 错误；C将 P的位置上滑时，原线圈的匝数n1变大，其他保持不变，根据1122UnUn则副线圈两端的电压变小，R1两端的电压变小，根据221UpR则 R1的功率将变小，C 正确；DP的位置不动时，根据1122UnUn副线圈两端的电压变不变，增大R，不影响R1两端的电压，根据221

27、UpRR1的电功率不变，D 错误。故选 C。17B 解析：B【解析】A、根据2T得，50/rads，故 A 错误；B、图象中输出电压最大值为100V，有效值是50 2V，由于线圈有内阻，则其电动势有效值大于50 2V，电阻丝的发热功率为212502mUPWR（），故 B正确,C 错误；D、理想变压器可以改变输出电压，不能改变输出频率，故D 错误。点睛：本题考查了交流电的产生原理，注意要与闭合电路的欧姆定律相结合才能解决此类问题。18D 解析：D【解析】【分析】【详解】A电压表的读数为电压的有效值，由瞬时值的表达式可得，原线圈的电压有效值为12V；根据1212:UUnn，故副线圈的有效值为4V，

28、所以电压表的读数为4V，选项 A错误；B输入功率和输出功率相等可得2141210I所以原线圈的电流的大小约为0.13A，选项 B 错误；C变压器不会改变交流电的周期和频率，所以副线圈中输出交流电的周期为2s0.02s100T选项 C 错误；D由输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率为24W1.6W10P选项 D 正确；故选 D。19D 解析：D【解析】试题分析：由题图乙知交变电流的周期为0.02Ts，设频率为150fTHz，A选项错误；发电机输出的最大电压为500V，故 B选项错误；输电线的电流由负载决定，故C 选项错误；当用户的用电器的总电阻增大时，输出的电流减小，故输电线上损耗的功率

29、2PI R减小，故D选项正确考点：变压器远距离输电峰值和有效值输电电流 损耗功率20D 解析：D【解析】【详解】电流的频率是由电压决定的，所以原、副线圈中电流的频率是一样的，都为50 Hz，故 A错误；电压表的示数为电路的有效电压的大小，原线圈的有效电压为220 V，根据电压与匝数成正比知电压表的示数为22 V，故 B 错误；当R 的阻值为零时，副线圈电流为I2.2 A，当 R 的阻值为10 时，副线圈电流为I 1.1 A，电流与匝数成反比，电流表示数的变化范围为0.110.22 A，故 C 错误；当可变电阻阻值为10 时，变压器的输入电功率等于输出功率 PI R 1.12 20 W 24.2

30、 W，故 D 正确故选D.【点睛】掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，即电压与匝数程正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等；会从交流电表达式中获取有用的物理信息即可得到解决21D 解析：D【解析】AB、由图象知周期T=0.02s，所以频率f=50Hz，由图象知电动势最大值为200V，角速度为21000.02，所以感应电动势的瞬时表达式为e=200sin100t，故 AB 错误；C、t=0.01 s 时，感应电动势为零，则穿过线圈的磁通量最大，故C 错误；D、t=0.02 s 时，感应电动为零，则穿过线圈的磁通量的变化率也为零，故D 正确；故选 D【点睛】从图象得出电动

31、势最大值、周期，从而算出频率、角速度，进而得出感应电动势的瞬时表达式；当磁通量最大时电动势为零，磁通量为零时电动势最大22A 解析：A【解析】【分析】【详解】AB根据 E=BS 可知，无论线圈绕轴P1和 P2转动，则产生的感应电动势均相等，故感应电流相等，故A 正确，B 错误；C由楞次定律可知，线线圈绕P1和 P2转动时电流的方向相同，都是adcba，故C错误；D由于线圈P1转动时线圈中的感应电流等于绕P2转动时线圈中得电流，故根据F=BLI可知，线圈绕P1转动时 dc 边受到的安培力等于绕P2转动时 dc 边受到的安培力，故D 错误。故选 A。23C 解析：C【解析】【详解】A.根据理想变压

32、器原副线圈两端的电压与匝数成正比得1122UnUn，所以有：221110000VnUUn，发电机的输出功率为100kW，所以有21100kWPP，输电线中电流为22210APIU，故选项A 错误；B.输电线上的电压损失2400VUI r，故选项B 错误；C.输电导线上损失的电功率为224000WPI r，故选项C 正确；D.可得329600VUUU，降压变压器原、副线圈的匝数比是334448011nUnU，故选项 D 错误。24D 解析：D【解析】【分析】【详解】A感应电动势的有效值6 2V6V22mEE小灯泡两端的电压5.4VRUERr即电压表的示数为5.4V，故 A 错误；B灯泡实际消耗的

33、功率即为电源的输出功率，发电机输出功率为225 4W3.24W9UPR故 B 错误；C线圈转动过程中，在磁场中匀速转动的角速度为2100 rad/sT最大感应电动势为mEnBSn可得磁通量的最大值为6 23 2WbWb20 1001000mEn故C错误；D在21.010s时刻，感应电动势为0，线圈平面恰好经过中性面位置，故D正确；故选 D。25D 解析：D【解析】【详解】AB由题意知闭合开关S后，相当于增加了一条支路，总电阻减小，副线圈总电流增加，根据变压器电流与匝数的关系可知电流表示数增加；由于a、b 端输入电压不变，匝数不变，故电压表示数也不变，故A 错误，B 错误。AB闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向下移，则总电阻变大，副线圈总电流减小，根据变压器电流与匝数的关系可知电流表示数减小；由于a、b 端输入电压不变，匝数不变，故电压表示数也不变，即灯泡两端电压不变，故灯泡仍正常发光，亮度不变，故C 错误，D 正确。故选 D。