2020屆高三物理一輪復習收尾二輪專題突破檢測 恒定電流與交變電流

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1、恒定電流與交變電流 (45分鐘100分)選擇題(本大題共15小題,其中110題,每小題6分,1115題,每小題8分,共100分。多選題已在題號后標出)1.(多選)(2020南充一模)如圖所示,閉合的矩形導體線圈abcd在勻強磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸OO勻速轉(zhuǎn)動,沿著OO方向觀察,線圈沿順時針方向轉(zhuǎn)動。已知勻強磁場的磁感強度為B,線圏匝數(shù)為n,ab邊的邊長為L1,ad邊的邊長為L2,線圈電阻為R,轉(zhuǎn)動的角速度為,則當線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時()A.線圈中感應電流的方向為abcdaB.線圈中的感應電動勢為2nBL1L2C.穿過線圈磁通量隨時間的變化率最大D.線圈ad邊所受安培力的大小為2.(2020

2、南充一模)圖中理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比n1n2=41,原線圈兩端連接光滑導軌,副線圈與電阻R相連組成閉合回路。當直導線AB在勻強磁場中沿導軌勻速地向右做切割磁感線運動時,安培表A1的讀數(shù)是12mA,那么安培表A2的讀數(shù)是()A.0B.3mAC.48mAD.與R值大小無關3.(2020成都二模)如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為201,通過輸電線連接兩只相同的燈泡L1和L2,輸電線的等效電阻為R,原線圈輸入圖示的交流電壓,當開關S閉合時,以下說法中正確的是()A.原線圈中電流不變B.R兩端的電壓減小C.原線圈輸入功率變大D.副線圈輸出電壓小于11 V4.如圖所示的電路,閉合開關S,a、

3、b、c三盞燈均能發(fā)光,電源電動勢E恒定且內(nèi)阻r不可忽略,現(xiàn)將變阻器R的滑片稍向上滑動一些,三盞燈亮度變化的情況是()A.a燈變亮,b燈和c燈變暗B.a燈和c燈變亮,b燈變暗C.a燈和c燈變暗,b燈變亮D.a燈和b燈變暗,c燈變亮5.如圖所示,有一臺交流發(fā)電機E,通過理想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠處用戶供電,輸電線的總電阻為R。T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1,它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2;T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3,它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4。設T1的輸入電壓U1一定,當用戶消耗的電功率變大時,有()A.U2減小,U4變大B.U2不變,U

4、3不變C.P1變小,P2變小D.P2變大,P3變大6.(2020綿陽二模)在研究微型電動機的性能時,應用如圖所示的實驗電路。調(diào)節(jié)滑動變阻器R并控制電動機停止轉(zhuǎn)動時,電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.50A和2.0 V。重新調(diào)節(jié)R并使電動機恢復正常運轉(zhuǎn),此時電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和24.0 V。則這臺電動機正常運轉(zhuǎn)時輸出功率為()A.32 WB.44 WC.47 WD.48 W7.(2020西安二模)如圖所示,某同學設計了下列四種電路用以調(diào)節(jié)通過風扇的交變電流,控制風扇轉(zhuǎn)動的快慢。你認為這四個電路中哪個可行并最省電(A、B、D用滑動變阻器,C用變壓器)()8.(2020福建高考)如圖,實

5、驗室一臺手搖交流發(fā)電機,內(nèi)阻r=1.0,外接R=9.0的電阻。閉合開關S,當發(fā)電機轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時,產(chǎn)生的電動勢e=10sin10t(V),則()A.該交變電流的頻率為10 HzB.該電動勢的有效值為10VC.外接電阻R所消耗的電功率為10WD.電路中理想交流電流表的示數(shù)為1.0A9.(2020莆田一模)如圖所示,一理想變壓器原線圈匝數(shù)n1=1000匝,副線圈匝數(shù)n2=200匝,原線圈中接一交變電源,交變電源電壓u=220sin100tV。副線圈中接一電動機,電阻為11,電流表A2示數(shù)為1 A。電表對電路的影響忽略不計,則()A.此交流電的頻率為100HzB.電壓表示數(shù)為220VC.電

6、流表A1示數(shù)為5 AD.此電動機輸出功率為33W10.(2020雅安二模)如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為41,電壓表和電流表均為理想電表,R為熱敏電阻(溫度升高時其電阻減小),R0為定值電阻。當原線圈接如圖乙所示的正弦交流電時,下列說法正確的是()A.電壓表V2的示數(shù)為9 VB.原線圈兩端電壓的瞬時值表達式為U=36sin50t(V)C.R處溫度降低時,電流表的示數(shù)變小,電壓表V2的示數(shù)變小D.R處溫度降低時,變壓器原線圈的輸入功率增大11.如圖所示的火警報警裝置,R1為熱敏電阻,溫度升高,R1急劇減小,當電鈴電壓達到一定值時,電鈴會響,則下列說法正確的是()A.若報警器的電池老化

7、(內(nèi)阻變大,電動勢不變),不會影響報警器的安全性能B.若試驗時發(fā)現(xiàn)當有火時裝置不響,應把R2的滑片P向下移C.若試驗時發(fā)現(xiàn)當有火時裝置不響,應把R2的滑片P向上移D.增大電源的電動勢,會使報警的臨界溫度升高12.(多選)(2020成都二模)重慶被譽為“中國四大火爐城市”之一,為了解暑,人們用電風扇降溫。如圖所示為降溫所用的一個小型電風扇電路簡圖,其中理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為n,原線圈接電壓為U的交流電源,輸出端接有一只電阻為2R的燈泡和電風扇電動機M,電動機線圈電阻為r。接通電源后,電風扇正常運轉(zhuǎn),測出通過電風扇電動機的電流為I,則下列說法正確的是()A.電風扇電動機M兩端的電壓為Ir

8、B.理想變壓器的輸入功率為I2r+C.電風扇電動機M輸出的機械功率為-I2rD.若電風扇由于機械故障被卡住,則通過原線圈的電流為13.(多選)(2020溫州二模)如圖所示,50匝矩形閉合導線框ABCD處于磁感應強度大小B=T的水平勻強磁場中,線框面積S=0.5m2,線框電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸OO以角速度=200rad/s勻速轉(zhuǎn)動,并與理想變壓器原線圈相連,副線圈接入一只“220V,60 W”的燈泡,且燈泡正常發(fā)光,熔斷器允許通過的最大電流為10A,下列說法正確的是()A.圖示位置穿過線框的磁通量為零B.線框中產(chǎn)生交變電壓的有效值為500VC.變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為2511D.變壓器

9、輸出端最多能并聯(lián)83只60W的燈泡14.(多選)(2020南京一模)如圖所示,正方形線框abcd邊長為L,每邊電阻均為r,在磁感應強度為B的勻強磁場中繞cd軸以角速度轉(zhuǎn)動,c、d兩點與外電路相連,外電路電阻也為r,則下列說法中正確的是()A.S斷開時,電壓表讀數(shù)為BL2B.S斷開時,電壓表讀數(shù)為BL2C.S閉合時,電流表讀數(shù)為BL2D.S閉合時,電流表讀數(shù)為15.(2020資陽一模)如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101,b是原線圈的中心抽頭,圖中電表均為理想的交流電表,定值電阻R=10,其余電阻均不計,從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上如圖乙所示的交變電壓,則下列說法正確的是()A

10、.當單刀雙擲開關與a連接時,電壓表的示數(shù)為31VB.當單刀雙擲開關與a連接且t=0.01s時,電流表示數(shù)為零C.當單刀雙擲開關由a撥向b時,原線圈的輸入功率變大D.當單刀雙擲開關由a撥向b時,副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?5Hz答案解析1.【解析】選A、C。由楞次定律可判定線圈中感應電流的方向為abcda,A正確。線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時,線圈中感應電動勢最大,由E=n知,最大,C正確。Em=nBS=nBL1L2,B錯誤。ad邊受安培力F=nBIL2=nBL2=,D錯誤。2.【解析】選A。當直導線AB在勻強磁場中沿導軌勻速向右做切割磁感線運動時,原線圈中產(chǎn)生恒定的電流,不能在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁場,副線圈

11、中不會產(chǎn)生感應電流,A正確。3.【解析】選C。由=可知,U2=U1=220V=11 V,當開關S閉合時,U2不變,D錯誤。S閉合時,負載電阻減小,副線圈電流I2增大,由=知I1也增大,A錯誤。I2增大,R兩端電壓也增大,B錯誤。原線圈輸入功率P1=U1I1也增大,C正確。4.【解析】選B?；弦?R減小,電路總電阻減小,I增大,a燈變亮,同時Ir以及Ua增大,Ub減小,b燈變暗,Ib減小,則Ic=I-Ib增大,c燈變亮,選項B正確。【變式備選】(多選)(2020杭州一模)在如圖所示的電路中,電源電動勢為E,內(nèi)電阻為r,閉合開關S,待電流達到穩(wěn)定后,電流表示數(shù)為I,電壓表示數(shù)為U,電容器C所帶

12、電荷量為Q,R2上消耗的功率為P2,將滑動變阻器的滑動觸頭P從圖示位置向a端移動一些,待電流達到穩(wěn)定后,則與P移動前相比()A.U變小B.I變小C.Q增大D.P2變小【解析】選B、C、D。設滑動變阻器實際連入電路的阻值為R,對回路由閉合電路歐姆定律有I=,滑動觸頭向a端移動,則R增大,I變小,R2功率P2(P2=I2R2)變小,電壓表示數(shù)U(U=E-Ir-IR2)變大,電容器所帶電荷量Q(Q=CU)變大。故本題正確選項為B、C、D。5.【解析】選D。由理想變壓器輸出功率決定輸入功率可得,當用戶功率增大時,升壓變壓器的輸入功率必增大,即P1增大,輸入電壓U1為定值不變,升壓變壓器的匝數(shù)不變,輸入

13、電壓不變,故輸出電壓U2不變,由于P1增大,由P1=U1I1=P2=U2I2可得,I1增加,P2、I2增加,由閉合電路歐姆定律:U3=U2-I2R,故U3減小,降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)不變,所以隨U3減小,U4減小,A、B錯誤;由于用戶功率增加,即P4增加,理想變壓器無功率損耗可得:P3=P4,功率P3也增加,故C錯誤,D正確?！痉椒记伞拷鉀Q遠距離輸電問題的一般思路(1)電路分析:遠距離輸電線路由升壓變壓器、輸電線、降壓變壓器和負載四部分組成。(2)電壓關系:升壓變壓器輸入電壓U1是不變的,根據(jù)=可以確定升壓變壓器的輸出電壓U2,輸電線上有一定的電壓損失,U=IR。降壓變壓器輸入端電壓U3=

14、U2-U,降壓變壓器輸出電壓由=確定。(3)功率關系:升壓變壓器輸入功率為P1,輸電線上損失功率為P=I2R。降壓變壓器輸出功率為P2,則P1=P2+P=P2+I2R。(4)電流關系:升壓變壓器輸入電流由I1=確定,輸出電流I2由=確定,I2通過輸電線傳到降壓變壓器,即I3=I2,而=。6.【解析】選A。當電動機停止轉(zhuǎn)動時,此時電動機相當于一個純電阻,所以由題中的兩表讀數(shù),可以計算出電動機的內(nèi)阻為:r=,代入數(shù)據(jù)得:r=4,重新調(diào)節(jié)R并使電動機恢復正常運轉(zhuǎn),根據(jù)題中的兩表讀數(shù),計算出電動機的輸出功率為:P=UI-I2r,代入數(shù)據(jù)解得:P=32W,B、C、D錯誤,A正確。7.【解析】選C。電路A

15、、B中可以用滑動變阻器改變風扇上的電壓,且電路中除風扇消耗電能外,滑動變阻器也消耗電能;電路C可以用變壓器改變風扇上的電壓,電路中只有風扇消耗電能;電路D中的風扇上電壓為定值,滑動變阻器的調(diào)控不起作用,故只有電路C正確。8.【解析】選D。據(jù)=2f知該交流電的頻率為5Hz,A錯;該交流電電動勢的最大值為10V,有效值E=10V,B錯;I=1.0A,P=I2R=9W,C錯,D對。9.【解析】選D。由=2f得交流電的頻率為50Hz,故A錯誤;電壓表、電流表測量所得的是交變電流的有效值,故電壓表讀數(shù)為220V,故B錯誤;由=可知I1=I2=0.2A,故C錯誤;由P出=P入-P熱=U1I1-R=33W,

16、故D正確。10.【解析】選A。根據(jù)=求得U2=9V,A正確。由圖乙知T=0.02s,所以=100rad/s,B錯誤。R處溫度降低時,R阻值變大,I2變小,U2不變,C錯誤,由=知,當I2變小時,I1也變小,輸入功率P1=U1I1也將減小,D錯誤。11.【解析】選C。設電鈴工作電壓為U,當IR2=U時報警;若電池內(nèi)阻較大,同一溫度時,R2上電壓較小,可能不會報警;R2減小時,R1上電壓增大,R2上電壓減小,可能不報警,反之R2上電壓增大,易報警;電源電動勢增大時,報警溫度應降低,故A、B、D錯誤,C正確。12.【解析】選C、D。由理想變壓器的原理可知,電風扇電動機M兩端的電壓為,因為電風扇中含有

17、線圈,故不能利用歐姆定律求電壓,選項A錯誤;由變壓器功率特點可知,理想變壓器的輸入功率為+,選項B錯誤;電風扇電動機M輸出的機械功率為-I2r,選項C正確;因為副線圈兩端的電壓為,若電風扇由于機械故障被卡住,則副線圈回路可視為純電阻電路,該回路的等效電阻為,所以副線圈中的電流為,通過原線圈的電流為,選項D正確。13.【解析】選C、D。圖示位置穿過線框的磁通量最大,選項A錯誤;線框中產(chǎn)生交變電壓的最大值為Um=NBS=500.5200V=500V,有效值為500 V,選項B錯誤;由=可知,變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為2511,選項C正確;變壓器允許輸入最大功率為50010W=5 000 W,變壓器

18、輸出端最多能并聯(lián)=83只60W的燈泡,選項D正確。14.【解題指南】解答本題時應注意以下三個問題:(1)線框轉(zhuǎn)動時,只有ab邊切割磁感線,故ab邊為電源,其余三邊為外電阻。(2)S斷開時,測量的應是cd邊上的電壓的有效值。(3)S閉合時,cd邊與電阻r為并聯(lián)關系。【解析】選B、D。線圈產(chǎn)生的感應電動勢有效值為E=BS=,當S斷開時,線框ab邊是電源,其余三邊是外電路,電壓表的示數(shù)是cd兩端電壓的有效值,Ucd=BL2,A錯誤,B正確;S閉合時,整個外電路的結構是電阻r與cd邊并聯(lián)再與ad、bc邊串聯(lián),流過電阻r的電流即電流表的示數(shù)等于電路中總電流的一半,IA=,C錯誤,D正確。15.【解析】選C。由乙圖知U1=220V,開關與a連接時,=,U2=22V,電壓表示數(shù)為22V,A錯誤。電流表示數(shù)為交流電的有效值,t=0.01s時,示數(shù)不為零,B錯誤。開關由a撥向b時,n1減小,U2增大,負載功率變大,則輸入功率變大,C正確。變壓器不改變交流電的頻率,開關由a撥向b時,副線圈輸出電壓的頻率仍為50Hz,D錯誤。