（通用版）2020版高考物理二輪復習 專題分層突破練11 恒定電流和交變電流（含解析）

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1、專題分層突破練11　恒定電流和交變電流 A組 　　　　　　　　　　　　　 1.如圖所示,閉合開關S,將滑動變阻器R的滑片向右滑動的過程中(　　) A.電流表A1的示數(shù)變小 B.電流表A2的示數(shù)變小 C.電壓表V的示數(shù)變小 D.電阻R1的電功率變大 2.電動勢為E,內(nèi)阻為r的電源與可變電阻R1、R2、R3以及一平行板電容器連成如圖所示的電路。當開關S閉合后,兩平行金屬板A、B間有一帶電液滴恰好處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.將R1的滑片向右移動一小段距離,帶電液滴將向下運動 B.將R2的滑片向右移動一小段距離,電容器兩極

2、板的電荷量將增加 C.增大電容器兩板間的距離,電容器兩極板的電荷量將增加 D.減小R3的阻值,R2兩端的電壓的變化量小于R3兩端的電壓的變化量 3.某直流電動機,線圈電阻是0.5 Ω,當它兩端所加的電壓為6 V時,通過電動機的電流為2 A。由此可知(　　) A.電動機發(fā)熱的功率為72 W B.電動機消耗的電功率為72 W C.電動機輸出的機械功率為10 W D.電動機的工作效率為20% 4.(多選)(2019四川成都高三三模)一不計電阻的矩形導線框,在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的正弦交變電流如圖甲所示。把該交變電流接在圖乙中理想變壓器的a、b兩端,Rt為熱敏電

3、阻(溫度升高時,其電阻減小),R為定值電阻,電壓表和電流表均為理想電表。下列說法正確的是(　　) A.在t=1.5×10-2 s時刻,線框平面與磁場方向垂直 B.該交變電流的電壓的瞬時值表達式為u=222sin 100πt(V) C.Rt處溫度升高時,V1表示數(shù)與V2表示數(shù)的比值增大 D.Rt處溫度升高時,V2表示數(shù)與A表示數(shù)的比值不變 5.(2019遼寧大連模擬)將u=2202sin(100πt)V的電壓輸入如圖所示的理想變壓器的原線圈,原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2=55∶1,R=10 Ω。下列說法正確的是(　　) A.該交變電流的頻率為100 Hz B.閉合開關S后

4、,電流表的讀數(shù)為0.22 A C.閉合開關S后,電阻消耗的電功率為1.6 W D.斷開開關S后,電流表的讀數(shù)為0.22 A 6.一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=55∶3,原線圈輸入電壓u隨時間t的變化規(guī)律為u=2202sin 100πt V。理想交流電壓表V、理想交流電流表A按所示方式連接,副線圈接入一個R=6 Ω的電阻,則(　　) A.經(jīng)過1分鐘電阻產(chǎn)生的熱量是24 J B.與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為20.0 V C.電流表A的示數(shù)約為0.11 A D.當再將一個電阻與電阻R并聯(lián)時,變壓器的輸出電壓減小 7.硅光電池是一種太陽能電池,具有低碳環(huán)保的優(yōu)點。如圖所示,

5、圖線a是該電池在某光照強度下路端電壓U和電流I的關系圖象(電池內(nèi)阻不是常數(shù)),圖線b是某電阻R的U-I圖象。在該光照強度下將它們組成閉合回路時,硅光電池的內(nèi)阻為(　　) A.5.5 Ω B.7.0 Ω C.12.0 Ω D.12.5 Ω 8.如圖所示為某山區(qū)小型電站輸電示意圖,發(fā)電廠發(fā)出U1=2202sin 100πt(V)的交變電流通過變壓器升壓后進行高壓輸電,接近用戶時再通過降壓變壓器降壓給用戶供電,圖中高壓輸電線部分總電阻為r,負載端的電壓表是理想交流電表,下列有關描述正確的是(　　) A.若開關S1、S2都斷開,則電壓表示數(shù)為零 B.負載端所接收到交變電流的頻率為25

6、 Hz C.深夜開燈時燈特別亮是因為高壓輸電線上電壓損失減小的緣故 D.用電高峰期燈泡較暗,可通過減少降壓變壓器副線圈的匝數(shù)來提高其亮度 9.(多選)如圖甲的電路中,電阻R1=R2=R,和R1并聯(lián)的D是理想二極管(正向電阻可視為零,反向電阻為無窮大),在A、B之間加一個如圖乙所示的交流電壓(電壓為正值時,UAB>0)。由此可知(　　) A.在A、B之間所加的交流電壓的周期為2×10-2 s B.在A、B之間所加的交流電壓的瞬時值表達式為u=2202sin 50πt(V) C.加在R1上電壓的有效值為552 V D.加在R1上電壓的有效值為5510 V B組 10.(多選)

7、如圖所示的電路中,電源電動勢、內(nèi)阻分別為E、r,閉合開關S,當滑動變阻器的滑片由右端向左端滑動時。下列說法正確的是(不考慮燈絲電阻隨溫度的變化)(　　) A.小燈泡L1變暗 B.電壓表讀數(shù)變大 C.小燈泡L2變亮 D.電容器帶電荷量減少 11.(2019四川成都調(diào)研)一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1,在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻,原線圈一側接在電壓為220 V的正弦交流電源上,如圖所示。設副線圈回路中電阻兩端的電壓為U,原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k,則(　　) A.U=66 V,k=19 B.U=22 V,k=19 C.U=66 V,

8、k=13 D.U=22 V,k=13 12.(2019吉林長春三校聯(lián)考)如圖所示,為了浴室用電安全,某同學用理想變壓器給浴室降壓供電,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5∶1,原線圈輸入交變電壓u=311sin(100πt)V。已知照明燈額定功率為44 W,排氣扇電動機內(nèi)阻為1 Ω,電流表示數(shù)為2 A,各用電器均正常工作,電表均為理想表。則(　　) A.電壓表示數(shù)為62 V B.變壓器的輸入功率為186 W C.排氣扇輸出功率為43 W D.保險絲熔斷電流不得低于2 A 專題分層突破練11　恒定電流 和交變電流 1.A　解析 滑動變阻器左邊部分的電阻并聯(lián)接入電路,滑片向右

9、滑動,并聯(lián)的電阻增大,總電阻增大,由I=ER1+R并+r可知干路電流變小,則A1表的示數(shù)變小,根據(jù)PR1=I2R1可得電阻R1的電功率變小,則A正確、D錯誤。由U并=E-I(R1+r)可知并聯(lián)部分的電壓增大,即電壓表的示數(shù)變大,C錯誤。由IA2=U并R2,因R2阻值不變,則電流表A2的示數(shù)變大,則B錯誤。故選A。 2.D　解析 將R1的滑片向右移動一小段距離,電容器兩端電壓與R3兩端電壓相等,保持不變,故液滴受到的電場力不變,仍保持靜止,故A錯誤;將R2的滑片向右移動一小段距離,那么,接入電路的電阻增大,故電流減小,所以,R3兩端電壓減小,即電容器兩極板電壓減小,故電荷量Q=CU減小,故B錯

10、誤;增大電容器兩板間的距離,電容器電容C=εrS4πkd減小,電容器兩極板的電壓不變,那么電荷量Q=CU減小,故C錯誤;減小R3的阻值,電路電阻減小,電流增大,那么R2兩端的電壓的變化量+內(nèi)阻r上電壓的變化量=R3兩端的電壓的變化量,所以R2兩端的電壓的變化量小于R3兩端的電壓的變化量,故D正確;故選D。 3.C　解析 直流電動機線圈電阻為R,當電動機工作時通過的電流為I,兩端的電壓為U時,總功率為:P=UI=2×6W=12W;發(fā)熱功率為:P熱=I2R=22×0.5W=2W;根據(jù)能量守恒定律,其輸出功率是:P出=P-P熱=12W-2W=10W;機械的工作效率為P出P×100%=83.3%;則

11、選項C正確,ABD錯誤。 4.BC　解析 在t=1.5×10-2s時刻,交流電壓最大,穿過線圈的磁通量的變化率最大,穿過該線圈的磁通量為零,線框平面與磁場方向平行,故A錯誤;由圖知,最大電壓Um=222V,周期0.02s,角速度是ω=2π0.02=100πrad/s,則該交變電流的電壓的瞬時值表達式為u=222sin100πt(V),故B正確;Rt處溫度升高時,原副線圈電壓比不變,故副線圈兩端電壓不變,設副線圈兩端電壓為u0,Rt溫度升高時,阻值減小,則副線圈所在電路的電流I=u0R總,電流變大,根據(jù)閉合電路歐姆定律:U2=u0-IR,故V2示數(shù)減小,則電壓表V1、V2示數(shù)的比值增大,故C正

12、確;Rt處溫度升高時,阻值減小,V2表示數(shù)與A表示數(shù)的比值等于電阻Rt,故減小,故D錯誤。 5.C　解析 根據(jù)輸入電壓瞬時值表達式u=2202sin(100πt)V可知,輸入交變電流的頻率f=100π2πHz=50Hz,選項A錯誤;原線圈輸入電壓U1=220V,根據(jù)變壓器變壓公式,副線圈輸出電壓為U2=4V,閉合開關S后,電阻R中電流為I2=U2R=0.4A,電阻消耗電功率P=U2I2=4×0.4W=1.6W,選項C正確;對于理想變壓器,輸入功率等于輸出功率,由P=U1I1可得I1≈0.0073A,選項B錯誤;斷開開關S后,變壓器輸出功率為零,輸入功率為零,所以電流表讀數(shù)為零,選項D錯誤。

13、 6.C　解析 變壓器原線圈電壓有效值為220V,則副線圈電壓為U2=n2n1U1=220×355V=12V,則電壓表讀數(shù)為12V,經(jīng)過1分鐘電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為:Q=U22Rt=1226×60J=1440J,選項A、B錯誤;電流表A的讀數(shù):I1=n2n1I2=355×126A=655A≈0.11A,選項C正確;變壓器輸出電壓只與原、副線圈匝數(shù)比有關,故選項D錯誤;故選C。 7.A　解析 由歐姆定律得U=E-Ir,當I=0時,E=U,由a與縱軸的交點讀出電源的電動勢為:E=3.6V。根據(jù)兩圖線交點處的狀態(tài)可知,電阻的電壓為U=2.5V,電流為I=0.2A,則硅光電池的內(nèi)阻為:r=E-UI=3

14、.6-2.50.2Ω=5.5Ω,故A正確。 8.C　解析 S1、S2都斷開時變壓器空載,副線圈兩端有電壓,電壓表示數(shù)不為零,故選項A錯誤;變壓器不能改變頻率,故負載端交流電的頻率還是50Hz,故選項B錯誤;深夜大部分電器已停用,干路中電流減小,線路損耗也減小,用戶得到的電壓較高,故此時開燈就較亮,故選項C正確;用電高峰時,負載增多,負載電阻減小,干路中電流增大,因此輸電線損耗電壓增大,導致降壓變壓器的輸入電壓降低。為提高負載電壓,可增大降壓變壓器的副線圈的匝數(shù),使輸出電壓提高,故選項D錯誤。 9.AC　解析 由圖象可得交變電流的周期為T=2×10-2s,故A正確。電壓最大值為Um=2202

15、V,交流電壓的瞬時值表達式為u=Umsinωt=2202sin2πTt=2202sin100πt(V),故B錯誤。當電源在正半軸時A點電位高于B點電位,二極管導通,即R1被短路。電源在負半軸時B點電位高于A點電位,二極管截止,R1、R2串聯(lián)。設R1上電壓的有效值為U。根據(jù)有效值的定義得:U2R12T=(12×Um2)2R12×T2,解得:U=552V,故C正確,D錯誤。 10.AC　解析 在滑動變阻器的滑片由右端向左端移動的過程中,L1并聯(lián)總電阻減小,根據(jù)閉合電路歐姆定律分析可知,電路中總電流增大,路端電壓減小,即電壓表的讀數(shù)減小。由于電路中總電流增大,小燈泡L2兩端電壓增大,小燈泡L2功率

16、增大,燈變亮。根據(jù)串聯(lián)分壓可得小燈泡L1兩端電壓減小,功率減小,燈變暗。小燈泡L2兩端電壓增大,電容器兩端電壓增大,電容器帶電荷量增大,故AC正確,BD錯誤。 11.A　解析 設原、副線圈中的電流分別為I1、I2,則I1I2=n2n1=13,故k=I12RI22R=19。設原線圈兩端的電壓為U1,則U1U=n1n2=31,故U1=3U,而原線圈上電阻分擔的電壓為13U,故U3+3U=220V,解得U=66V。選項A正確。 12.C　解析 原線圈輸入電壓最大值為Um=311V,原線圈輸入電壓為U1=220V,根據(jù)變壓器變壓公式,U1∶U2=5∶1,可知副線圈輸出電壓U2=44V,選項A錯誤;變壓器的輸出功率為P出=U2I2=44×2W=88W,根據(jù)變壓器輸入功率等于輸出功率,可知變壓器輸入功率為P入=88W,選項B錯誤;由P出=P燈+P扇=44W+P扇=88W可得,P扇=44W,照明燈中電流I燈=P燈U2=1A,排氣扇中電流I=I2-I燈=1A,排氣扇內(nèi)阻發(fā)熱功率為P內(nèi)=I2r=1W,由P扇=P內(nèi)+P出'可得排氣扇輸出功率為P出'=43W,選項C正確;由P入=U1I1,解得保險絲中電流I1=0.4A,即保險絲熔斷電流不得低于0.4A,選項D錯誤。 8