2018高考物理二輪復(fù)習(xí)練案直流與交流電路問題(附答案)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
專題四 第11講

限時:40分鐘
一、選擇題(本題共16小題,其中1~8題為單選,9 ~16題為多選)
1.(2019•四川師大二模)如圖所示電路中,電源電動勢為E、內(nèi)阻為r,電阻R2、R3為定值電阻,R1為滑動變阻器,A、B為電容器的兩個極板。當(dāng)滑動變阻器R1處于某位置時,A、B兩板間的帶電油滴靜止不動。則下列說法中正確的是導(dǎo)學(xué)號 86084229( B )

A.僅把R1的觸頭向右滑動時,電流表讀數(shù)減小,油滴向下運動
B.僅把R1的觸頭向右滑動時,電流表讀數(shù)減小,油滴向上運動
C.僅把兩極板A、B間距離減小,油滴向下運動
D.僅把兩極板A、B間相對面積減小,油滴向下運動
[解析] 僅把R1的觸頭向右滑動時,R1增大,外電路總電阻增大,干路電流減小,路端電壓增大,則電流表讀數(shù)減小。由E=Ud分析可知,板間場強增大,油滴所受電場力增大,則油滴向上運動。故A錯誤,B正確;僅把兩極板A、B間距離d減小,電容器的電壓不變,由E=Ud分析可知,板間場強增大,油滴所受電場力增大,則油滴向上運動。而電路其他部分不變,電流表讀數(shù)不變。故C錯誤;僅把兩極板A、B間相對面積減小,U和d不變,則板間場強不變,油滴所受電場力不變,則油滴仍保持靜止。電流表讀數(shù)不變。故D錯誤。
2.(2019•河南省濟源市二模)如圖甲所示,在勻強磁場中,一巨型金屬線圈兩次以不同的轉(zhuǎn)速繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的e-t圖象分別如圖乙中曲線a、b所示,則導(dǎo)學(xué)號 86084230( D )

A.t=0時刻穿過線圈的磁通量均為零
B.曲線a表示的交變電流的頻率為25 Hz
C.曲線b表示的交變電動勢有效值為15 V
D.曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為3?2
[解析] 在t=0時刻,線圈一定處在中性面上,此時磁通量最大,故A錯誤;曲線a的交變電流的頻率f=1T=10.02=50 Hz,故B錯誤;由圖可知,a的周期為2×10-2s;b的周期為3×10-2s,則由n=1T可知,轉(zhuǎn)速與周期成反比,故曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為3?2,曲線a表示的交變電動勢最大值是30 V,根據(jù)Em=nBSω得曲線b表示的交變電動勢最大值是20 V,則有效值為U=202V=102V;故C錯誤,D正確。
3.(2019•山東省聊城市二模)如圖所示,理想變壓器的原副線圈的匝數(shù)比n1∶n2=2∶1,原線圈接正弦式交流電,副線圈接電動機,電動機線圈電阻為R,當(dāng)輸入端接通電源后,電流表讀數(shù)為I,電動機帶動一質(zhì)量為m的重物以速度v勻速上升,若電動機因摩擦造成的能量損失不計,則圖中電壓表的讀數(shù)為導(dǎo)學(xué)號 86084231( A )

A.4IR+mgvI       B.mgvI
C.4IR  D.14 IR+mgvI
[解析] 電流與匝數(shù)成反比,副線圈的電流為2I,輸入功率等于副線圈消耗的功率:P=(2I)2R+mgv=UI,所以電壓表的讀數(shù)U=4IR+mgvI。故選A。
4.(2019•江西省二模)如圖所示,理想變壓器原線圈兩端A、B接在電動勢為E=8 V,內(nèi)阻為r=2 Ω的交流電源上,理想變壓器的副線圈兩端與滑動變阻器Rx相連,變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1∶2,當(dāng)電源輸出功率最大時導(dǎo)學(xué)號 86084232( D )

A. 滑動變阻器的阻值Rx=2 Ω
B.最大輸出功率P=4 W
C.變壓器的輸出電流I2=2 A
D.滑動變阻器的阻值Rx=8 Ω
[解析] 當(dāng)外電路電壓等于內(nèi)電路電壓時電源輸出功率最大,即U1=Ur,而且U1+Ur=8 V,故U1=4 V,根據(jù)歐姆定律可得I1=Urr=2 A,故根據(jù)I1I2=n2n1可得副線圈中的電流為I2=1 A,根據(jù)U1U2=n1n2可得副線圈兩端的電壓U2=8 V,故Rx=U2I2=81Ω=8 Ω,最大輸出功率為P=U2I2=8 W,故D正確。
5.(2019•江蘇省泰州市一模)如圖所示電路,已知電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,R0為固定電阻,當(dāng)滑動變阻器R的觸頭向上移動時,下列論述正確的是導(dǎo)學(xué)號 86084233( B )

A.燈泡L一定變亮 B.伏特表的示數(shù)變小
C.安培表的示數(shù)變小  D.R0消耗的功率變小
[解析] 當(dāng)R的滑動觸點向上移動時,R變小,外電路總電阻變小,由閉合電路歐姆定律知,總電流I變大,電源的內(nèi)電壓變大,則路端電壓變小,因此伏特表讀數(shù)變小。燈泡L的電壓減小,則燈L一定變暗。故A錯誤,B正確;路中并聯(lián)部分電壓變小,通過L的電流減小,而總電流增大,則安培表A的讀數(shù)變大,R0消耗的功率變大。故C、D錯誤。
6.(2019•寧夏中衛(wèi)市一模)如圖所示的電路中,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1?n2=22?1,原線圈接u1=2202sin100πt(V)的交流電,電阻R=10 Ω,電流表、電壓表均為理想電表,則導(dǎo)學(xué)號 86084234( D )

A.電壓表的讀數(shù)為102 V
B.電流表的讀數(shù)為22 A
C.電阻R消耗的功率為102 W
D.變壓器的輸出功率為10 W
[解析] 輸入電壓的有效值為:U1=Em2=22022V=220 V,根據(jù)U1U2=n1n2得:U2=n2n1U1=122×220 V=10 V,故A錯誤;電流表的示數(shù)為:I2=U2R=1010A=1 A,故B錯誤;電阻消耗的功率為:P2=U2I2=10×1 W=10 W,故C錯誤;理想變壓器的輸入電功率等于負載消耗功率,故為:P1=P2=10 W,故D正確。
7.(2019•山東省日照市二模)自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈。某自耦變壓器的電路如圖所示,副線圈匝數(shù)可調(diào)。已知變壓器的線圈總匝數(shù)為1 100匝,原線圈接在e=2202sin100πtV的交流電源上。副線圈接阻值為44 Ω的負載電阻,正常工作時消耗的功率為11 W。已知負載電阻正常工作,則下列說法正確的是導(dǎo)學(xué)號 86084235( C )

A.副線圈的匝數(shù)是100匝
B.通過原線圈的電流為5 A
C.副線圈的輸出電壓為22 V
D.副線圈上輸出電壓的頻率為5 Hz
[解析] 原線圈兩端的電壓為:U1=22022V=220 V,根據(jù)P=U2R得副線圈兩端的電壓為:U2=PR=11×44=22 V,根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比得:U1U2=n1n2,即22022=1 100n2,解得n2=110匝,故A錯誤,C正確;根據(jù)輸入功率等于輸出功率P1=P2=11 W,通過原線圈的電流I1=P1U1=11220=0.05 A,故B錯誤;根據(jù)交變電壓的瞬時值表達式知ω=100π=2πf,解得f=50 Hz,故D錯誤。
8.(2019•河北省衡水中學(xué)二模)圖甲中理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為n1?n2=5?1,電阻R=20 Ω,L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡,S1為單刀雙擲開關(guān),原線圈接正弦交變電源,輸入電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示,現(xiàn)將S1接1,S2閉合,此時L2正常發(fā)光,下列說法正確的是導(dǎo)學(xué)號 86084236( D )

A.輸入電壓u的表達式為u=202sin(50πt)V
B.只斷開S2后,L1、L2均正常發(fā)光
C.只斷開S2后,原線圈的輸入功率將增大
D.若S1換接到2后,R消耗的電功率為0.8 W
[解析] 從圖中可看出該交流電的最大值為202 V,周期為0.02 s,根據(jù)交變電流的電動勢隨時間的變化規(guī)律e=Emsinωt,其中ω=2πT,可知輸入電壓u=202sin(100πt)V,A錯誤;只斷開S2,副線圈中電壓不變,兩燈泡的總電壓不變,總電阻增加,流過燈泡的電流減小,L1、L2不能正常發(fā)光,故B錯誤;只斷開S2,副線圈中電壓不變,電路總電阻增加,總電流減小,副線圈功率減小,理想變壓器輸入功率等于輸出功率,故原線圈的輸入功率減小,故C錯誤;根據(jù)理想變壓器原副線圈電壓之比U1∶U2=n1∶n2,可知副線圈電壓的有效值為4 V,若S1接到2,副線圈的電壓仍不變,根據(jù)P=U2R可得電阻消耗的電功率為0.8 W,故D正確。
9.(2019•江蘇省泰州市一模)如圖甲,一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為2?1,原線圈的電壓隨時間變化規(guī)律如圖乙所示,副線圈電路中接有燈泡,額定功率為22 W;原線圈電路中接有電壓表和電流表,F(xiàn)閉合開關(guān),燈泡正常發(fā)光。若用U和I分別表示此時電壓表和電流表的讀數(shù),則導(dǎo)學(xué)號 86084237( ABD )

A.燈泡的額定電壓為110 V
B.副線圈輸出交流電的頻率為50 Hz
C.U=220 V,I=0.2 A
D.原線圈輸入電壓的瞬時表達式為u=2202sin100πtV
[解析] 有效值為:U=22022=220 V,副線圈的電壓為:U2=n2n1U1=110 V,則A正確;原線圈的頻率為f=10.02=50Hz,變壓器不會改變頻率,故B正確;副線圈電流為:I2=22110=0.2 A,原線圈的電流為:I1=12I1=0.1A,則C錯誤;ω=2πf=100π,瞬時表達式為:u=2202sin100πtV,故D正確。
10.(2019•山東省濰坊一模)如圖所示,理想變壓器為降壓變壓器,原線圈通過燈泡L1與正弦式交流電相連,副線圈通過導(dǎo)線與兩個相同的燈泡L2和L3相連,開始時開關(guān)S處于斷開狀態(tài)。當(dāng)S閉合后,所有燈泡都能發(fā)光。下列說法中正確的是導(dǎo)學(xué)號 86084238( AB )

A.燈泡L1和L2中的電流有效值可能相等
B.燈泡L2兩端的電壓變小
C.燈泡L1變亮,燈泡L2的亮度不變
D.變壓器原線圈的輸入功率不變
[解析] 當(dāng)S接通后,根據(jù)I1n1=I2n2可知,因為是降壓變壓器,則n1>n2,則I1<I2,則燈泡L1和L2中的電流有效值可能相等,選項A正確;當(dāng)S閉合后,輸出功率變大,輸出電流變大,變壓器的輸入功率等于輸出功率,所以變壓器的輸入功率變大,輸入電流變大,燈泡L1的電壓增大,原線圈電壓減小,匝數(shù)不變故副線圈電壓減小,燈泡L2兩端的電壓變小,故B正確,燈泡L1變亮,L2變暗,故CD錯誤,故選AB。
11.(2019•河北省定州中學(xué)4月考)如圖所示,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,電表均為理想表,電路正常工作。下列說法錯誤的是導(dǎo)學(xué)號 86084239( BD )

A.當(dāng)滑片向左滑動時,電壓表的示數(shù)增大,但與外電阻不成正比
B.當(dāng)滑片向左滑動時,電流表的示數(shù)減小,且與外電阻成反比
C.當(dāng)滑片在最左端時,電壓表的示數(shù)不等于電動勢
D.當(dāng)滑片在最右端時,電壓表的示數(shù)等于電動勢
[解析] 當(dāng)滑片向左滑動時,滑動變阻器連入電路的電阻增大,所以電壓表示數(shù)增大,電流表示數(shù)減小,根據(jù)在最左端時,外電路電阻最大,由于電源內(nèi)阻的存在,電壓表的示數(shù)不等于電動勢,C正確,當(dāng)滑片在最右端,外電路電阻為零,但是由于內(nèi)阻的分壓,所以電壓表的示數(shù)不等于電動勢,D錯誤,故選BD。
12.如圖所示,平行金屬板中帶電質(zhì)點P原處于靜止狀態(tài),不考慮電流表和電壓表對電路的影響,當(dāng)滑動變阻器R4的滑片向b端移動時,則導(dǎo)學(xué)號 86084240( AD )

A.電壓表讀數(shù)減小
B.電流表讀數(shù)減小
C.質(zhì)點P將向上運動
D.R3上消耗的功率逐漸減小
[解析] 由圖可知,R2與滑動變阻器R4串聯(lián)后與R3并聯(lián)后,再與R1串聯(lián)接在電源兩端;電容器與R3并聯(lián);當(dāng)滑片向b移動時,滑動變阻器接入電阻減小,則電路中總電阻減;由閉合電路歐姆定律可知,電路中電流增大;路端電壓減小,同時R1兩端的電壓也增大;故并聯(lián)部分的電壓減小;由歐姆定律可知流過R3的電流減小,而流過并聯(lián)部分的電流增大,故電流表示數(shù)增大;因并聯(lián)部分電壓減小,而R2中電壓增大,故電壓表示數(shù)減小,A正確,B錯誤;因電容器兩端電壓減小,故電荷受到的向上電場力減小,則重力大于電場力,合力向下,電荷向下運動,故C錯誤;因R3兩端的電壓減小,由P=U2R可知,R3上消耗的功率減小; 故D正確。
13.某發(fā)電機輸出的交流電壓如圖所示,經(jīng)理想變壓器升壓后向遠處輸送,最后經(jīng)理想變壓器降壓后輸送給用戶。則下列說法中正確的是導(dǎo)學(xué)號 86084241( BC )

A.發(fā)電機輸出交流電壓的有效值為500 V
B.用戶獲得的交流電壓頻率為50 Hz
C.若增加用戶用電負載的數(shù)量,輸電線上損失的功率將增加
D.若增加升壓變壓器原線圈的匝數(shù),輸電線上損失的功率將減小
[解析] 由圖象可知交流電的最大值為Um=500 V,故A錯誤;交流電壓的頻率在變壓和傳輸過程中是不變的,由圖象可知交流電的周期為0.02 s,頻率為f=1/T=50 Hz,B正確;若增加用戶用電負載的數(shù)量,總電阻減小,電流增大,ΔP=I2R知損失功率增大,故C正確;增大升壓變壓器原線圈匝數(shù),輸出電壓U2減小,,損失的功率為ΔP=PU22R,損失功率增大,故D錯誤。
14.(2019•河北省定州中學(xué)4月考)如圖甲所示,一個矩形線圈abcd在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動。線圈內(nèi)磁通量隨時間t的變化如圖乙所示,則下列說法中正確的是導(dǎo)學(xué)號 86084242( BC )

A.t1時刻線圈中的感應(yīng)電動勢最大
B.t2時刻ab的運動方向與磁場方向垂直
C.t3時刻線圈平面與中性面重合
D.t4、t5時刻線圈中感應(yīng)電流的方向相同
[解析]  t1時刻通過線圈的磁通量最大,此時磁通量的變化率ΔΦΔt等于零,故感應(yīng)電動勢為零,故A錯誤;t2時刻磁通量為零,線圈與磁場平行,故導(dǎo)線ab的速度方向跟磁感線垂直,故B正確;t3時刻線圈的磁通量最大,故此時線圈與中性面重合;故C正確;由圖可知t5時刻線圈中磁通量最大,此時磁通量的變化率ΔΦΔt等于零,故沒有感應(yīng)電流,故D錯誤。所以BC正確,AD錯誤。
15.(2019•河北省武邑中學(xué)一模)如圖甲所示是家用臺燈亮度調(diào)節(jié)原理圖,理想自耦變壓器的a、b間接入如圖乙所示正弦交流電壓。交流電流表A為理想電表,燈泡額定電壓為15 V,額定功率30 W(設(shè)燈泡的電阻值保持不變),當(dāng)P在C處時燈泡正常發(fā)光。下列描述正確的有導(dǎo)學(xué)號 86084243( AC )

A.燈泡正常發(fā)光時變壓器線圈的總匝數(shù)與C點下方的匝數(shù)之比為44∶3
B.當(dāng)燈泡正常發(fā)光時電流表的讀數(shù)為2 A
C.將調(diào)壓端的滑動觸頭P向下移動時,變壓器的輸入功率變小
D.將調(diào)壓端的滑動觸頭P向下移動時,變壓器的輸入電壓變小
[解析] 由圖象知輸入電壓的有效值為220 V,燈泡正常發(fā)光,副線圈電壓為15 V,所以燈泡正常發(fā)光時變壓器初、次級線圈的匝數(shù)比n1n2=443,A正確;當(dāng)電燈正常發(fā)光時,電燈兩端電流I2=PU=3015A=2 A,則變壓器初電流:I1=n2n1I2=322A,選項B錯誤;當(dāng)滑動觸頭向下移動,即n2減小時,電壓U2應(yīng)該減小,所以燈泡功率減小,則變壓器的輸入功率變小,C正確;變壓器的輸入電壓只由發(fā)電機輸出電壓決定,與次級匝數(shù)無關(guān),選項D錯誤;故選AC。
16.(2019•湖北省襄陽五中一模)如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1?n2=3?1,原線圈EF兩端與寬度d=2 m的光滑平行金屬軌道連接,軌道平面水平,磁感應(yīng)強度B=1.8 T的勻強磁場垂直于軌道平面向下。一根金屬桿以v=102sin 10πt(m/s)的速度在軌道上往復(fù)運動,并始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。副線圈GH兩端連接的電路如圖,三個燈泡的電阻均為6 Ω,L是直流電阻不計的理想線圈,C是電容器。下列說法正確的是(導(dǎo)學(xué)號 86084244( CD )

A.三個燈泡的亮度相同
B.副線圈中電流的頻率為10 Hz
C.燈泡D1的功率為24 W
D.若導(dǎo)體棒的運動周期變?yōu)?.1 s,則燈泡D2變暗,D3變亮
[解析] 當(dāng)金屬桿在軌道上以速度v=102sin 10πt(m/s)運動時,導(dǎo)體中產(chǎn)生正弦交流電,則變壓器次級產(chǎn)生的也是正弦交流電,因電感線圈和電容器對交流電都有阻礙作用,故三個燈泡的亮度不相同,D1亮度最大,選項A錯誤;根據(jù)E=BLv,可得導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電動勢E=Bdv=362sin 10πt(V),故交流電的頻率為f=ω2π=10π2π=5 Hz,選項B錯誤;變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2=3∶1,則次級電壓最大值為U2m=122V,有效值為U2=1222V=12 V,燈泡D1的功率為PD1=U22R=1226W=24W,選項C正確;若導(dǎo)體棒的運動周期變?yōu)?.1 s,產(chǎn)生的交流電的頻率變大,則L對交流電的阻礙作用變大,則燈泡D2變暗,電容器C對交流電的阻礙作用減小,則D3變亮,選項D正確;故選CD。
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