2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 電路與電磁感應(yīng) 4.11 恒定電流與交變電流課時(shí)作業(yè)

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1、2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 電路與電磁感應(yīng) 4.11 恒定電流與交變電流課時(shí)作業(yè) 一、選擇題 1.一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S的金屬棒,其材料的電阻率為ρ,棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為n,電子的質(zhì)量為m、電荷量為e.在棒兩端加上恒定的電壓時(shí),棒內(nèi)產(chǎn)生電流,自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為v,則金屬棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為(  ) A. B. C.ρnev D. 解析:由電流微觀表達(dá)式可知I=neSv.由電阻公式可知R=ρ,則兩端電壓U=IR=ρnevL,棒內(nèi)電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng),E==ρnev,C正確. 答案:C 2.圖甲、乙分別表示兩種電壓的波形,其中圖甲所示電壓按正弦規(guī)律變化.下列說(shuō)

2、法正確的是(  ) 甲 乙 A.圖甲表示交變電流,圖乙表示直流 B.兩種電壓的有效值都是220 V C.圖甲所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為 u=220 sin100πt (V) D.圖甲所示電壓經(jīng)原、副線圈匝數(shù)比為10∶1的理想變壓器變壓后,功率不變 解析:根據(jù)交變電流的意義知A錯(cuò)誤;由有效值定義可知,題圖甲中電壓有效值為220 V,而題圖乙中電壓有效值為311 V,B錯(cuò)誤;題圖甲所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=311sin100πt(V),C錯(cuò)誤;理想變壓器改變電壓,不改變功率,D正確. 答案:D 3.一電器中的變壓器可視為理想變壓器

3、,它將220 V交變電流改變?yōu)?10 V.已知變壓器原線圈匝數(shù)為800,則副線圈匝數(shù)為(  ) A.200 B.400 C.1 600 D.3 200 解析:由變壓器的變壓比=,可知n2=n1=×800=400,B正確. 答案:B 4.如圖所示的電路中,電源內(nèi)阻不計(jì),三個(gè)小燈泡完全相同且外電路變化時(shí)每個(gè)燈泡兩端的電壓都不會(huì)超過其額定電壓,開始時(shí)只有S2閉合,當(dāng)S1也閉合后,下列說(shuō)法正確的是(  ) A.燈泡L1變亮 B.燈泡L2變亮 C.電容器C的帶電荷量將增加 D.閉合S1的瞬間流過電流表的電流方向自左向右 解析:S1閉合前,L1與L2串聯(lián),其電流I=(R為小燈泡

4、燈絲電阻),電容器兩極板的電壓等于電源電動(dòng)勢(shì),S1閉合后,L2與L3并聯(lián)再與L1串聯(lián),UL1=E=E,UL2=,可得L1變亮,L2變暗,A正確,B錯(cuò)誤;電容器兩極板間的電壓等于L1兩端電壓,即電容器兩極板間的電壓減小,由Q=CU得電容器所帶電荷量減小,C錯(cuò)誤;S1閉合瞬間電容器放電,通過電流表的電流方向自右向左,D錯(cuò). 答案:A 5.(多選)如圖所示,理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表,副線圈匝數(shù)可以通過滑動(dòng)觸頭Q來(lái)調(diào)節(jié),在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R,P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭.在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電,則(  ) A.保持Q的位置不動(dòng),將P向上滑動(dòng)時(shí),

5、電流表讀數(shù)變大 B.保持Q的位置不動(dòng),將P向上滑動(dòng)時(shí),電流表讀數(shù)變小 C.保持P的位置不動(dòng),將Q向上滑動(dòng)時(shí),電流表讀數(shù)變大 D.保持P的位置不動(dòng),將Q向上滑動(dòng)時(shí),電流表讀數(shù)變小 解析:保持Q位置不動(dòng),則副線圈兩端電壓U2不變,P向上滑動(dòng),則R增大,副線圈電流I2減小,由P1=UI1=U2I2,可知I1減小,電流表讀數(shù)減小,A錯(cuò)誤,B正確.保持P位置不動(dòng),則R不變,Q向上滑動(dòng),n2變大,根據(jù)=得,U2=U,則U2增大,由I2=,知I2增大,由UI1=U2I2,U不變,知I1增大,電流表讀數(shù)變大,所以C正確,D錯(cuò)誤.故選B、C. 答案:BC 6.小型交流發(fā)電機(jī)中,矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)

6、中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間呈正弦函數(shù)關(guān)系,如圖所示.則下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是(  ) A.交變電流電壓的有效值為100 V B.交變電流電壓的瞬時(shí)值為100 V C.t=0.02 s時(shí)刻線圈平面在中性面 D.交變電流的周期為0.03 s 解析:由題圖可知,交變電流的最大電壓Um=100 V,有效值U=50 V,故A錯(cuò)誤;正弦交變電流電壓的瞬時(shí)值不斷變化,故B錯(cuò)誤;t=0.02 s時(shí)刻,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,線圈平面在中性面,故C正確;由題圖可知,周期T=0.02 s,故D錯(cuò)誤. 答案:C 7.圖甲所示是某種型號(hào)的電熱毯的電路圖,電熱毯接在交變電源上,通過裝置P使加在電熱絲上

7、的電壓的波形如圖乙所示.此時(shí)接在電熱絲兩端的交流電壓表的讀數(shù)約為(  )   甲 乙 A.110 V B.156 V C.220 V D.311 V 解析:電壓表的讀數(shù)是交變電流電壓的有效值,從u-t圖象看出,每個(gè)周期的前半周期是正弦圖形,其有效值為U1=220 V;后半周期電壓為零.根據(jù)有效值的定義,T=·+0,得U=156 V,選B. 答案:B 8.(多選)如圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,變壓器均為理想變壓器,升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶100,其輸入電壓如圖乙所示,遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為100 Ω.降壓變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原

8、理圖,其中R1為一定值電阻,R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器,當(dāng)溫度升高時(shí)其阻值變?。妷罕鞻顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫出).未出現(xiàn)火警時(shí),升壓變壓器的輸入功率為750 kW,則下列說(shuō)法中正確的是(  )   甲 乙 A.降壓變壓器副線圈輸出的交變電流頻率為50 Hz B.遠(yuǎn)距離輸電線路損耗功率為180 kW C.當(dāng)出現(xiàn)火警時(shí),電壓表V的示數(shù)變小 D.當(dāng)出現(xiàn)火警時(shí),輸電線上的電流變小 解析:由題圖乙知交變電流的周期為0.02 s,所以頻率為50 Hz,A正確;由題圖乙知升壓變壓器輸入電壓有效值為250 V,根據(jù)變壓比公

9、式知升壓變壓器副線圈兩端電壓為25 000 V,所以輸電線中的電流為30 A,輸電線損失的電壓為ΔU=IR=30×100 V=3 000 V,輸電線路損耗功率為ΔP=ΔU·I=90 kW,B錯(cuò)誤;當(dāng)出現(xiàn)火警時(shí)傳感器R2阻值減小,降壓變壓器副線圈中電流增大,輸電線上電流變大,電壓變大,降壓變壓器輸入、輸出電壓都變小,定值電阻的分壓增大,電壓表V的示數(shù)變小,C正確,D錯(cuò)誤. 答案:AC 二、非選擇題 9.如圖甲所示為一個(gè)電燈兩端的電壓與通過它的電流變化關(guān)系曲線.由圖可知,兩者不成線性關(guān)系,這是由于焦耳熱使燈絲的溫度發(fā)生了變化的緣故.參考這條曲線回答下列問題(不計(jì)電流表和電池的內(nèi)阻).  

10、 甲 乙 (1)若把三個(gè)這樣的電燈串聯(lián)后,接到電動(dòng)勢(shì)為12 V的電源上,求流過燈泡的電流和每個(gè)燈泡的電阻; (2)如圖乙所示,將兩個(gè)這樣的電燈并聯(lián)后再與10 Ω的定值電阻R0串聯(lián),接在電動(dòng)勢(shì)為8 V的電源上,求通過電流表的電流值以及每個(gè)電燈的實(shí)際功率. 解析:(1)把三個(gè)這樣的電燈串聯(lián)后,每只電燈得到的實(shí)際電壓為 V=4 V. 由圖甲可知,每只電燈加上4 V的實(shí)際電壓時(shí)的工作電流均為I=0.4 A, 由此可以求出此時(shí)每只電燈的實(shí)際電阻R== Ω=10 Ω. (2)如圖乙所示的混聯(lián)電路中,設(shè)每只電燈上的實(shí)際電壓和實(shí)際電流分別為U和I.在這個(gè)閉

11、合電路中,E=U+2IR0.代入數(shù)值并整理得U=8-20I(V) 這是一個(gè)反映電路的直線方程,把該直線在圖甲的坐標(biāo)系中畫出,如圖所示. 這兩條曲線的交點(diǎn)U=2 V,I=0.3 A,同時(shí)滿足了電路結(jié)構(gòu)和元件的要求,此時(shí)通過電流表的電流值IA=2I=0.6 A 每只燈泡的實(shí)際功率P=UI=2×0.3 W=0.6 W 答案:(1)0.4 A 10 Ω (2)0.6 A 0.6 W 10.如圖所示為一理想變壓器,ab為原線圈,ce為副線圈,d為副線圈引出的一個(gè)接頭,原線圈輸入正弦式交變電壓的u-t圖象如圖乙所示.若只在ce間接一只Rce=400 Ω的電阻,或只在de間接一只Rde=225

12、 Ω的電阻,兩種情況下電阻消耗的功率均為80 W.   甲 乙 (1)請(qǐng)寫出原線圈輸入電壓瞬時(shí)值uab的表達(dá)式; (2)求只在ce間接400 Ω電阻時(shí),原線圈中的電流I1; (3)求ce和de間線圈的匝數(shù)比. 解析:(1)由題圖乙知ω=200π rad/s,電壓最大值為400 V,故電壓瞬時(shí)值uab=400sin 200πt(V). (2)只在ce間接400 Ω電阻時(shí),電壓有效值U1=200 V 理想變壓器P1=P2 原線圈中的電流I1= 解得I1= A. (3)設(shè)ab間匝數(shù)為n1,則= 同理= 由題意知= 解得= 代入數(shù)據(jù)得=. 答案:(1)uab=400sin(200πt) V  (2) A (3)

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