高考物理二輪作業(yè)手冊 專題限時(shí)集訓(xùn) 第8講 恒定電流和交變電流

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1、專題限時(shí)集訓(xùn)(八)　[第8講　恒定電流和交變電流] (時(shí)間：40分鐘) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．如圖8－1所示的電路中，電源的電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，正確接入電路中的電表a、b、c均 有正常示數(shù)(既不為零，也不超量程；電表均為理想電壓表或電流表)，在滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)的過程中，關(guān)于a、b、c三只電表示數(shù)的變化，以下說法正確的是(　　) 圖8－1 A．a(chǎn)的示數(shù)將變大，c的示數(shù)將變小 B．a(chǎn)的示數(shù)將變小，c的示數(shù)將變大 C．a(chǎn)的示數(shù)將變小，b的示數(shù)將變小 D．b的示數(shù)將不變，c的示數(shù)將變小 2．如圖8－2所示，電池的電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，當(dāng)滑動(dòng)

2、變阻器的滑片P由a向b滑動(dòng)的過程中，電流表、電壓表的示數(shù)變化情況是(　　) 圖8－2 A．電流表一直減小，電壓表一直增大 B．電流表一直增大，電壓表一直減小 C．電流表先減小后增大，電壓表先增大后減小 D．電流表先增大后減小電壓表先減小后增大 3．2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了兩位發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻”效應(yīng)的物理學(xué)家．某探究小組查到某磁敏電阻在室溫下的電阻隨磁感應(yīng)強(qiáng)度變化曲線如圖8－3甲所示，其中R、R0分別表示有、無磁場時(shí)磁敏電阻的阻值．為研究其磁敏特性設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路．關(guān)于這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是(　　) 　　　甲　　　　　　　　　乙 圖8－3 A．閉合開

3、關(guān)S，圖乙中只增加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小時(shí)，電壓表的示數(shù)增大 B．閉合開關(guān)S，圖乙中只增加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小時(shí)，電流表的示數(shù)增大 C．閉合開關(guān)S，圖乙中只改變磁場方向與原來方向相反時(shí)，電壓表的示數(shù)減小 D．閉合開關(guān)S，圖乙中只改變磁場方向與原來方向相反時(shí)，電流表的示數(shù)減小 4．如圖8－4所示，圖甲中M為一電動(dòng)機(jī)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭從一端滑到另一端的過程中，兩個(gè)電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖乙所示．已知電流表讀數(shù)在0.2 A以下時(shí)，電動(dòng)機(jī)沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．不考慮電表對電路的影響，以下判斷正確的是(　　) 甲　　　　　　乙 圖8－4 A．電路中的電源電動(dòng)勢為3.4 V B．變阻器向

4、右滑動(dòng)時(shí)，V2讀數(shù)逐漸減小 C．此電路中，電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為0.9 W D. 變阻器的最大阻值為30 Ω 5．如圖8－5所示，正方形單匝線框abcd的邊長為L，每邊電阻均為r，線框在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以角速度ω繞cd軸從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸與磁感線垂直．一理想電壓表用電刷接在線框的c、d兩點(diǎn)上．下列說法中正確的是(　　) 圖8－5 A．電壓表讀數(shù)為BωL2 B．電壓表讀數(shù)為BωL2 C．從圖示位置開始計(jì)時(shí)，流過線框電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝sin ωt D．線框從圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中，流過cd邊的電荷量為q＝ 6．如圖8－6甲所示，一理想變壓器給一個(gè)小燈泡

5、供電．當(dāng)原線圈輸入如圖乙所示的交變電壓時(shí)，額定功率10 W的小燈泡恰好正常發(fā)光，已知燈泡的電阻為40 Ω，圖中電壓表為理想電表，下列說法正確的是(　　) 　　　　甲　　　　　　　　　　　　　乙 圖8－6 A．變壓器輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝220 sin πt(V) B．電壓表的示數(shù)為220 V C．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為11∶1 D．變壓器的輸入功率為110 W 7．如圖8－7所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為20∶1，當(dāng)原線圈兩端接入u1＝4400sin 314t(V)的交變電壓時(shí)，副線圈接入“220 V，60 W”的燈泡10只，不計(jì)輸電線上的電阻，則下列說法正確

6、的是(　　) 圖8－7 A．理想電壓表的示數(shù)為220 V B．理想電流表的示數(shù)為 A C．原線圈輸入功率為1200 W D．變壓器鐵芯中磁通量變化率的最大值是4400 Wb/s 8．如圖8－8所示，導(dǎo)體棒ab兩個(gè)端點(diǎn)分別搭接在兩個(gè)豎直放置、電阻不計(jì)、半徑相等的金屬圓環(huán)上，圓環(huán)通過電刷分別與兩導(dǎo)線c、d相接，c、d兩導(dǎo)線的端點(diǎn)分別接在匝數(shù)比n1∶n2＝10∶1的變壓器原線圈兩端，變壓器副線圈接一滑動(dòng)變阻器R0，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下，導(dǎo)體棒ab長為L(電阻不計(jì))，繞與ab 平行的水平軸(也是兩圓環(huán)的中心軸)OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．如果變阻器的阻值為R時(shí)，通過電流

7、表的電流為I，則(　　) 圖8－8 A．變阻器上消耗的功率為P＝10I 2R B．變壓器原線圈兩端的電壓U1＝10IR C．取ab在環(huán)的最低端時(shí)t ＝0，則棒ab中感應(yīng)電流的表達(dá)式是i＝Isin ωt D．a(chǎn)b沿環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中受到的最大安培力F ＝BIL 9．“5·12”汶川大地震發(fā)生后，山東省某公司向?yàn)?zāi)區(qū)北川捐贈(zèng)一批柴油發(fā)電機(jī)．該柴油發(fā)電機(jī)說明書的部分內(nèi)容如下表所示．現(xiàn)在用一臺(tái)該型號(hào)的柴油發(fā)電機(jī)給災(zāi)民臨時(shí)安置區(qū)供電，發(fā)電機(jī)到安置區(qū)的距離是400 m，輸電線路中的火線和零線均為GBCZ60型單股銅導(dǎo)線，該型導(dǎo)線單位長度的電阻為2.5×10－4 Ω/m.安置區(qū)家用電器的總功率為44

8、 kW，當(dāng)這些家用電器(額定電壓為220 V)都正常工作時(shí)，下列說法中正確的是(　　) 型號(hào) AED6500S 最大輸出功率 60 kW 輸出電壓范圍 220 V～300 V A.輸電線路中的電流為20 A B．輸電線路損失的電功率為8 000 W C．發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出電壓是300 V D．如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦交流電，則輸出電壓最大值是300 V 10．有人為汽車設(shè)計(jì)的一個(gè)“再生能源裝置”原理簡圖如圖8－9所示，當(dāng)汽車減速時(shí)，線圈受到磁場的阻尼作用幫助汽車減速，同時(shí)產(chǎn)生電能儲(chǔ)存?zhèn)溆茫畧D甲中，線圈的匝數(shù)為n，ab長度為L1，bc長度為L2.圖乙是此裝置的側(cè)視圖，切

9、割處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B，有理想邊界的兩個(gè)扇形磁場區(qū)夾角都是90°.某次測試時(shí)，外力使線圈以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電刷M端和N端接電流傳感器，電流傳感器記錄的i－t圖像如圖丙所示(I為已知量)，取ab邊剛開始進(jìn)入左側(cè)的扇形磁場時(shí)刻t＝0.不計(jì)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)軸處的摩擦． 　　　　甲　　　　　　　　乙　　　　　　　　丙 圖8－9 (1)求線圈在圖乙所示位置時(shí)，產(chǎn)生電動(dòng)勢E的大小，并指明電刷M和N哪個(gè)接電源正極； (2)求閉合電路的總電阻R和外力做功的平均功率P； (3)為了能夠獲得更多的電能，依據(jù)所學(xué)的物理知識(shí)，請你提出改進(jìn)該裝置的三條建議． 專題限時(shí)集訓(xùn)(八) 1．A

10、　[解析] 由題意，a是電流表，測量流過滑動(dòng)變阻器的電流，b是電流表，測量干路電流，c是電壓表，測量電源路端電壓．在滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng)過程中，電阻變小，由閉合電路歐姆定律，電流表b的示數(shù)變大，路端電壓U＝E－Ir變小，通過R的電流變小，電流表a的示數(shù)Ia＝I－IR變大，選項(xiàng)A正確． 2．C　[解析] 滑動(dòng)變阻器的滑片將其分成左、右兩部分，這兩部分并聯(lián)后與定值電阻串聯(lián)組成外電路，電壓表測量路端電壓，電流表測量干路電流．當(dāng)左、右兩部分阻值相等時(shí)，并聯(lián)電阻最大，總電阻也最大，干路電流減小，路端電壓最大，所以滑片移動(dòng)過程中，電流表先減小后增大，而電壓表先增大后減小，選項(xiàng)C正確． 3．A　[解

11、析] 閉合開關(guān)S，圖乙中只增加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小時(shí)，磁敏電阻增大，電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；閉合開關(guān)S，圖乙中只改變磁場方向與原來方向相反時(shí)，磁敏電阻不變，電壓表的示數(shù)和電流表的示數(shù)不變，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤． 4．D　[解析] 由圖乙可知電源電動(dòng)勢E＝3.6 V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；變阻器向右滑動(dòng)時(shí)，R阻值變大，總電流減小，V2讀數(shù)逐漸變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻rM＝ Ω＝4 Ω，當(dāng)電流I＝0.3 A時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率最大，最大為PM＝UI－I2rM＝0.54 W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電源內(nèi)阻r＝ Ω＝2 Ω，當(dāng)電流I＝0.1 A時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值最大，由閉合電路歐姆定律，

12、滑動(dòng)變阻器的最大阻值R＝－r－rM＝30 Ω，選項(xiàng)D正確． 5．B　[解析] 從圖示位置開始計(jì)時(shí)，ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢e＝BL2ωcos ωt，電流的瞬時(shí)表達(dá)式i＝cos ωt，感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值為E＝BL2ω，c、d兩點(diǎn)的電壓Ucd＝E＝BL2ω，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；線框從圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中，流過cd邊的電荷量為q＝＝，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 6．C　[解析] 由圖乙可知，變壓器輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝220sin100πt(V)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．由P＝可得額定功率10 W的小燈泡額定電壓為20 V，小燈泡恰好正常發(fā)光，電壓表的示數(shù)為20 V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器變壓公式，可

13、得變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為11∶1，選項(xiàng)C正確；根據(jù)額定功率10 W的小燈泡恰好正常發(fā)光，理想變壓器輸入功率等于輸出功率，變壓器的輸入功率為40 W，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 7．B　[解析] 原線圈的電壓為4400 V，由變壓器原、副線圈電壓比＝，則副線圈兩端的電壓U2＝220 V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由功率關(guān)系U1I1＝P2，電流表的示數(shù)I＝＝ A＝ A，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝n，變壓器鐵芯中磁通量變化率的最大值＝≠4400 Wb/s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 8．D　[解析] 變壓器原、副線圈電流比＝，則通過變阻器的電流為10I，消耗的功率為P＝100I 2R，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；變壓器副線圈兩

14、端的電壓U2＝10IR ，由變壓器原、副線圈電壓比＝，則原線圈兩端的電壓U1＝100IR，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；ab在環(huán)的最低端時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢最大，安培力最大，且最大安培力F ＝BIL，從該位置計(jì)時(shí)棒ab中感應(yīng)電流的表達(dá)式是i＝Icosωt，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確． 9．B　[解析] 當(dāng)這些家用電器都正常工作時(shí)，由P＝UI可得，輸電線路中的電流為200 A，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；輸電線路電阻R＝2.5×10－4 ×400×2 Ω＝0.2 Ω，輸電線路損失的電功率PR＝I2R＝8 000 W，選項(xiàng)B正確；輸電線路損失的電壓U＝IR＝40 V，發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出電壓為220 V＋40 V＝260 V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；如果該

15、柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦交流電，則輸出電壓最大值是260 V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 10．(1)nBL1L2ω　M端是電源正極　(2) 　 (3)增加磁感應(yīng)強(qiáng)度；增加線圈匝數(shù)；增加磁場區(qū)域面積；適當(dāng)增加線圈面積；變成多組線圈等． [解析] (1)ab和cd在磁場中切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E＝2nBL1v 而速度 v＝ωL2 則電動(dòng)勢E＝nBL1L2ω，根據(jù)右手定則，M端是電源正極． (2)電流I＝ 則閉合電路的總電阻R＝ 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生電流的時(shí)間是半個(gè)周期 外力平均功率 P＝I2R＝ (3)增加磁感應(yīng)強(qiáng)度；增加線圈匝數(shù)；增加磁場區(qū)域面積；適當(dāng)增加線圈面積；變成多組線圈等．