（新課標(biāo)）2020版高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化訓(xùn)練12 直流電和交流電

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1、專題強(qiáng)化訓(xùn)練(十二) 一、選擇題 1.如圖所示電路中，電壓表、電流表均為理想電表，滑動(dòng)變阻器的總阻值R大于定值電阻R0的阻值．閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從最上端向下滑動(dòng)時(shí)(　　) A．電壓表V的示數(shù)先變大后變小，電流表A的示數(shù)變大 B．電壓表V的示數(shù)先變小后變大，電流表A的示數(shù)變小 C．電壓表V的示數(shù)先變大后變小，電流表A的示數(shù)先變小后變大 D．電壓表V的示數(shù)先變小后變大，電流表A的示數(shù)先變大后變小 [解析]　外電路結(jié)構(gòu)為滑動(dòng)變阻器的上部分電阻R1與定值電阻R0串聯(lián)后再與下部分電阻R2并聯(lián)．根據(jù)R1＋R2＋R0＝R＋R0，可知兩電阻接入電路的阻值為定值，則并聯(lián)電阻R并＝

2、＝，結(jié)合基本不等式的關(guān)系可知，當(dāng)R1＋R0＝R2時(shí)，R并有最大值，此時(shí)外電路電阻最大．又滑動(dòng)變阻器的總阻值R大于定值電阻R0的阻值，則當(dāng)滑片從最上端下滑時(shí)，R并增大，當(dāng)滑動(dòng)至R1＋R0＝R2時(shí)，R并最大，根據(jù)閉合電路歐姆定律有I＝，可知電路中總電流先減小后增大，而由U＝E－Ir可知，電壓表示數(shù)先增大后減?。?dāng)滑片向下滑動(dòng)至R1＋R0R2時(shí)，電路中的總電阻變小，電路中的總電流I增大，U減小，R1＋R0增大，則流過R1和R0串聯(lián)部分的電流I1＝減小，又I＝I1＋I(xiàn)2，所以電流表示數(shù)I2＝I－I1增大，綜上所述，在

3、滑片從最頂端向下滑動(dòng)的過程中，電流表示數(shù)I2一直增大． [答案]　A 2．(多選)(2019·天津南開中學(xué)一模)某溫度檢測(cè)、光電控制加熱裝置原理如下圖所示．圖中RT為熱敏電阻(其阻值隨溫度升高而減小)，用來探測(cè)加熱電阻絲R的溫度，RG為光敏電阻(其阻值隨光照強(qiáng)度增大而減小)，接收小燈泡L的光照．除RT、RG外，其他電阻均為定值電阻(虛線框內(nèi)兩元件距離很近)．當(dāng)R處溫度升高時(shí)(　　) A．L變亮 B．通過R3的電流減小 C．E2的路端電壓增大 D．R消耗的功率減小 [解析]　當(dāng)R處溫度升高時(shí)，RT阻值變小，小燈泡L中的電流變大，L變亮，所以光照強(qiáng)度增大，RG阻值變小，通過R

4、2的電流變大，E2的路端電壓變小，R兩端電壓變小，通過R的電流也變小，R消耗的功率變小，通過R3的電流變大，故A、D正確． [答案]　AD 3．(多選)(2018·岳陽高三年級(jí)期中聯(lián)考)如右圖所示電路， C為電容器，D為理想二極管(具有單向?qū)ㄗ饔?，電流表、電壓表均為理想電表．閉合開關(guān)S至電路穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P向左移動(dòng)一小段距離，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電壓表V1的示數(shù)改變量大小為ΔU1，電壓表V2的示數(shù)改變量大小為ΔU2，電流表A的示數(shù)改變量大小為ΔI，則下列判斷正確的有(　　) A．滑片向左移動(dòng)的過程中，電容器所帶的電荷量不變 B．的值變大 C．的值不變，且始終等于電源內(nèi)阻r

5、D．滑片向左移動(dòng)的過程中，電容器所帶的電荷量要不斷減小 [解析]　由題圖可知R1與R串聯(lián)，V1測(cè)R兩端的電壓，V2測(cè)路端電壓，若P向左端移動(dòng)，則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值增大，電路中總電流減小，則內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，即電壓表V2示數(shù)增大，R1兩端的電壓減小，則V1的示數(shù)增大．根據(jù)閉合電路歐姆定律U1＝E－I(R1＋r)，則＝R1＋r，所以的值不變，B錯(cuò)誤．根據(jù)閉合電路歐姆定律U2＝E－Ir，則＝r，所以的值也不變，C正確．滑片向左移動(dòng)的過程中，因?yàn)槔硐攵O管具有單向?qū)ㄗ饔茫词筊1兩端電壓減少，電容器也不能放電，所以電容器所帶的電荷量不變，A正確，D錯(cuò)誤． [答案]　AC 4．(2

6、019·海淀區(qū)期末綜合練習(xí))一個(gè)邊長為6 cm的正方形金屬線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)垂直，電阻為0.36 Ω.磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如下圖所示，則線框中感應(yīng)電流的有效值為(　　) A.×10－5 A B.×10－5 A C.×10－5 A D.×10－5 A [解析]　由法拉第電磁感應(yīng)定律，和歐姆定律，可得0～3 s內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流I1＝2×10－5 A,3～5 s內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流I2＝3×10－5 A，且與0～3 s內(nèi)方向相反，于是可作出i隨時(shí)間變化的圖像如圖所示．由有效值的定義，得IRt1＋I(xiàn)Rt2＝I2Rt，代入數(shù)據(jù)可得I＝×10－5 A，故B選項(xiàng)正確．

7、 [答案]　B 5．(2019·曲靖四十九階段性驗(yàn)收測(cè)試)如圖甲所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形金屬線圈abcd的匝數(shù)n＝44，線圈位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且線圈平面與磁場(chǎng)方向平行．線圈的兩端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)M、N(集流環(huán))焊接在一起，并通過電刷與一含有理想變壓器的電路連接，L1、L2均為“24 V、11 W”的燈泡．現(xiàn)使線圈繞過bc和ad邊中點(diǎn)且垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸OO′以一定的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．穿過線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示．當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，燈泡均正常發(fā)光．若電路其他部分的電阻以及線圈的自感系數(shù)均可忽略不計(jì)．則下列說法中正確的是(　　) A．變壓器原、副線圈匝數(shù)比為55∶6

8、 B．矩形線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為5 rad/s C．矩形線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為220 V D．矩形線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的有效值為1 A [解析]　由題圖乙知T＝0.4 s，則ω＝＝5π rad/s，B錯(cuò)誤；線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em＝nBSω＝nΦmω＝44××5π V＝220 V，C錯(cuò)誤；原線圈兩端電壓的有效值為U1＝＝220 V，副線圈兩端有效電壓為U2＝24 V，變壓器原、副線圈匝數(shù)比為＝＝，A正確；原線圈輸入功率為P1＝2PL＝22 W，由P1＝I1U1得原線圈中的電流為I1＝0.1 A，D錯(cuò)誤． [答案]　A 6．(2019·天津河?xùn)|一模)在日常生活中，各種

9、家用電器所使用的電壓不同，經(jīng)常需要用變壓器把220 V交流電變成所需的電壓．如圖所示為原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2＝10∶1的理想變壓器，b是原線圈中的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想交流電表，從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上u1＝220sin100πt(V)的交變電壓，則(　　) A．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為22 V B．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，把滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)，電流表的示數(shù)變大 C．單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，原線圈的輸入功率變小 D．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，再把滑動(dòng)變阻器的滑片P向上移動(dòng)，原線圈輸入功率有可能不變 [解析]　當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a

10、連接時(shí)，由＝，又n1∶n2＝10∶1，U1＝220 V，可得副線圈的電壓U2＝22 V，則電壓表的示數(shù)為22 V，故A錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，因輸入電壓及原、副線圈匝數(shù)之比不變，則副線圈兩端電壓不變，所以電壓表的示數(shù)不變；因變阻器滑片P向上移動(dòng)，變阻器接入電路的電阻變大，則副線圈電流變小，電流表示數(shù)變小，故B錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，原線圈匝數(shù)變小，根據(jù)＝，可知副線圈兩端的電壓U2變大，輸出功率P2＝變大，又輸入功率等于輸出功率，所以原線圈輸入功率變大，故C錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，輸出電壓變大，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片到適當(dāng)位置使其連入電路的電阻R變大，輸出功率P2＝可能不

11、變，又輸入功率等于輸出功率，所以有可能實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)前、后原線圈輸入功率相等，故D正確． [答案]　D 7．(2019·湖南永州一模)如圖所示，在某一輸電線路的起始端接入兩個(gè)互感器，原、副線圈的匝數(shù)比分別為100∶1和1∶100，圖中a、b表示電壓表或電流表，已知電壓表的示數(shù)為22 V，電流表的示數(shù)為1 A，則(　　) A．a(chǎn)為電流表，b為電壓表 B．a(chǎn)為電壓表，b為電流表 C．線路輸送功率是22 kW D．輸電線路總電阻為22 Ω [解析]　由題圖可知，左側(cè)為電壓互感器，所以a表是電壓表，右側(cè)為電流互感器，所以b表是電流表，A錯(cuò)誤，B正確．電壓互感器原、副線圈的匝數(shù)比為100∶1

12、，又電壓表的示數(shù)為22 V，得原線圈的電壓U＝2200 V；電流互感器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶100，由電流表的示數(shù)為1 A，得原線圈的電流I＝100 A．所以電線輸送功率P＝UI＝2.2×105 W＝220 kW，C錯(cuò)誤．由已知條件無法求輸電線電阻，D錯(cuò)誤． [答案]　B 8．(2019·山東濟(jì)寧期末)如圖所示，某發(fā)電機(jī)輸出功率是100 kW，輸出電壓是250 V，從發(fā)電機(jī)到用戶間的輸電線總電阻為8 Ω，要使輸電線上的功率損失為5%，而用戶得到的電壓正好為220 V，則升壓變壓器和降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比分別是(　　) A．16∶1　190∶11 B．1∶16　11∶190

13、 C．1∶16　190∶11 D．16∶1　11∶190 [解析]　輸電線損失功率P損＝100×103×5%W＝5×103 W，所以，輸電線電流I2＝＝25 A，升壓變壓器原線圈電流I1＝＝400 A，故升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比＝＝.升壓變壓器副線圈端電壓U2＝U1＝4000 V，輸電線損失電壓U損＝I2·R線＝200 V，降壓變壓器原線圈電壓U3＝U2－U損＝3800 V，故降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為＝＝.故選項(xiàng)C正確． [答案]　C 9.如圖所示，在AB間接入U(xiǎn)1＝311sin314t(V)的正弦交流電，通過理想變壓器和相同的理想二極管D1、D2給阻值R＝20 Ω的純電阻供電

14、，變壓器原線圈n1＝1100匝，副線圈n2＝200匝，Q為副線圈正中央抽頭．為保證安全，二極管的反向耐壓值至少為U0，設(shè)電阻R上消耗的電功率為P，則(　　) A．U0＝56.6 V，P＝20 W B．U0＝28.3 V，P＝20 W C．U0＝40 V，P＝80 W D．U0＝80 V，P＝80 W [解析]　交流電的有效值U1＝220 V，由＝得，U2＝40 V，對(duì)電阻來說，始終承載變壓器輸出電壓的一半，即U2′＝20 V，其功率P＝＝20 W；對(duì)二極管來說，承載的反向電壓始終是變壓器的輸出電壓U2＝40 V，則二極管反向耐壓值U0＝U2＝56.6 V，選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)

15、誤． [答案]　A 二、非選擇題 10. (2019·山西太原山大附中期末)如圖所示，一個(gè)半徑為r的半圓形單匝線圈，以直徑ab為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，ab的左側(cè)有垂直于紙面向里(與ab垂直)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，M和N是兩個(gè)集流環(huán)，負(fù)載電阻的阻值為R，線圈、電流表和連接導(dǎo)線的電阻不計(jì)，求： (1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值． (2)從圖示位置起轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)負(fù)載電阻R上產(chǎn)生的熱量． (3)從圖示位置起轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)通過負(fù)載電阻R的電荷量． (4)電流表的示數(shù)． [解析]　(1)交變電動(dòng)勢(shì)的最大值 Em＝BSω＝B·2πn＝π2Bnr2 (2)在線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)的時(shí)

16、間內(nèi)，電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝＝ 電阻R上產(chǎn)生的熱量Q＝2R·＝ (3)在線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)勢(shì)的平均值＝ 通過R的電荷量q＝Δt＝Δt＝＝ (4)設(shè)此交變電動(dòng)勢(shì)在一個(gè)周期內(nèi)的有效值為E1，由有效值的定義得·＝T 解得：E1＝，故電流表的示數(shù)I＝＝ [答案]　(1)π2Bnr2　(2)　(3)　(4) 11．(2019·江西臨川模擬)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝3∶1，原線圈電路中接有一量程為3 A的理想交流電流表，副線圈兩端接有理想交流電壓表、可變電阻R以及若干“6 V,6 W”的相同燈泡．輸入端交變電壓u的圖像如圖乙所示． (1)求圖甲中

17、電壓表的讀數(shù)； (2)要求燈泡均正常發(fā)光，求電路中最多允許接入的燈泡個(gè)數(shù)； (3)為滿足(2)中的要求，求可變電阻R應(yīng)調(diào)到的電阻值． [解析]　(1)根據(jù)題圖乙，可得原線圈電壓的最大值U1m＝27 V，其有效值為U1＝27 V，根據(jù)n1∶n2＝U1∶U2，代入數(shù)據(jù)可得電壓表的讀數(shù)U2＝9 V. (2)設(shè)原線圈中通過的電流為I1，副線圈中通過的電流為I2，為使副線圈接入的燈泡最多，則I1＝3 A， 根據(jù)＝， 代入數(shù)據(jù)可得I2＝9 A， 正常發(fā)光時(shí)每個(gè)燈泡中電流為I燈＝＝1 A， 所以允許接入的燈泡個(gè)數(shù)為n＝＝9(盞)． (3)電阻兩端電壓為UR＝U2－U燈＝3 V， 電阻阻值為R＝＝ Ω. [答案]　(1)9 V　(2)9盞　(3) Ω 9