2020高考物理二轮复习备课资料专题六电路和电磁感应第1讲恒定电流和交变电流专题限时检测

【2019最新】精选高考物理二轮复习备课资料专题六电路和电磁感应第1
讲恒定电流和交变电流专题限时检测
(建议用时:40分钟满分:100分)
一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分,第1～5题只有一项符合题目要求,
第6～8题有多项符合题目要求)
1.(2017·安徽淮南模拟)如图所示,某导体的形状为长方体,其长、宽、高之比为a∶b∶c=5∶3∶
2.在此长方体的上、下、左、右四个面上分别通过导线引出四个接线柱1,2,3,4.在1,2两端加上恒定的电压U,通过导体的电流为I1;在3,4两端加上恒定的电压U,通
过导体的电流为I2,则I1∶I2为( C )
A.9∶25
B.25∶9
C.25∶4
D.4∶25
解析:在1,2两端加电压U时,R12=ρ,I1==;在3,4两端加电压U时,R34=ρ,I2==.则I1∶
I2=a2∶c2=25∶4.
2.(2017·四川自贡模拟)如图所示,电源电动势为E,内阻为r.电路中的R2,R3分别为总阻值一定的滑动变阻器,R0为定值电阻,R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小).当开关S闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态.有关下列说法中正确的是
( A )
A.只逐渐增大R1的光照强度,电阻R0消耗的电功率变大,电阻R3中有向上的电流
B.只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时,电源消耗的功率变大,电阻R3中有向上的
电流
C.只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时,电压表示数变大,带电微粒向下运动
D.若断开开关S,电容器所带电荷量变大,带电微粒向上运动
解析:只逐渐增大R1的光照强度,R1的阻值减小,总电阻减小,总电流增大,电阻R0消耗的电功率变大,滑动变阻器两端的电压变大,电容器两端的电压增大,电容器下极板带的电荷量变大,所以电阻R3中有向上的电流,故A正确;电路稳定时,电容器相当于开关断开,只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时,对电路没有影响,故B错误;只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时,电容器并联部分的电阻变大,所以电容器两端的电压变大,由E=可知,电场力变大,带电微粒向上运动,故C错误;若断开开关S,电容器处于放电状
态,电荷量变小,故D错误.
3.(2017·上海××区一模)如图所示,电源电动势为E,内阻为r,R1,
R2为定值电阻,R2>R1>r,且R1大于滑动变阻器R0的最大阻值.闭合开关S,将滑动变阻器的滑动片P由最上端滑到最下端,若电压表V1,V2,电流表A的读数改变量的大小分别用ΔU1,ΔU2,ΔI表示,则下列说法中正确的是( B )
A.=R2
B.<r
C.电源的发热功率先减小,再增大
D.电源的输出功率先增大,再减小
解析:由题图可知,电流表与R0的下部分串联、R1与R0的上部分串联,二者再并联后与R2串联;电流表中的电流小于流过R2的电流,故R2≠=,故A错误;电压表V1测量路端电压,则其电压表示数的变化等于内阻两端电压的变化,在滑片向下滑动过程中,总电阻减小,总电流增大,并联部分电压减小,电流表示数增大,而流过R1的电流减小,因此总电流的变化量小于A中电流的变化量,因此<r,故B正确;因总电流增大,故电源的发热功率
一直增大,故C错误;由R2>R1>r知,外电阻一定大于内电阻,而在改变中外电阻减小,故
外电阻越来越接近内电阻,故电源的输出功率一直增大,故D错误.
4.(2017·山东滨州一模)如图所示,交流电源电压有效值U0=5 V,电源等效内阻r=4.5 Ω,经过理想变压器变压后,接在阻值R=8 Ω的电阻上,理想变压器原、副线圈匝数之比为1∶4,则电阻R消耗的功率,下列说法正确的是( A )
A.0.5 W
B.5 W
C.1 W
D.1.5 W
解析:根据电流关系得,原线圈的电流I1=4I2;在原线圈回路中,根据欧姆定律
有,U0=4I2r+U1,解得U1=5-18I2,副线圈两端的电压为U2=I2R=8I2;根据电压关系有=,即=,解得I2= A;所以电阻R消耗的功率为P=R=()2×8 W=0.5 W,故A正确,B,C,D错
误.
5.(2017·湖南株洲模拟)图(甲)中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=5∶1,电阻R=20 Ω,L1,L2为规格相同的两只小灯泡,S1为单刀双掷开关.原线圈接正弦交流电源,输入电压u随时间t的变化关系如图(乙)所示.现将S1接1,S2闭合,此时L2正常发
光.下列说法正确的是( D )
A.输入电压u的表达式u=20sin(50πt)V
B.只断开S2后,L1,L2均正常发光
C.只断开S2后,原线圈的输入功率增大
D.若S1换接到2后,R消耗的电功率为0.8 W
解析:周期T=0.02 s,ω= rad/s=100π rad/s,所以输入电压u的表达式应为
u=20sin(100πt)V,A错误;只断开S2后,负载电阻变大为原来的2倍,电压不变,副线圈的电流变小为原来的一半,L1,L2的功率均变为额定功率的四分之一,B错误;只断开S2后,原线圈的输入功率等于副线圈的功率,也减小,C错误;原线圈的电压U1=20 V,若S1
换接到2后,电阻R两端的电压有效值为U2=U1=4 V,R消耗的电功率为P==0.8 W,D正
确.
6.(2017·河南安阳××区模拟)如图所示为一理想变压器,b是原线圈的中心抽头,副线圈两端接有理想交流电压表和电流表,开关S,可变电阻R以及两个阻值相同的定值电阻R1,R2.从某时刻开始在原线圈c,d两端加上正弦式交变电压,下列说法正确的是
( AC )
A.将可变电阻R调大,其他部分不变,电压表示数不变,电流表的读数变小
B.将开关S从断开到闭合,其他部分不变,电流表读数变大,电压表读数变小
C.可变电阻R的阻值调为0时,开关S闭合前后电源的输出功率之比为1∶2
D.将单刀双掷开关由a拨向b时,其他部分不变,副线圈的频率减半
解析:将可变电阻R调大,其他部分不变,电压表示数不变,根据欧姆定律,电流表示数变小,故A正确;将开关S从断开到闭合,其他部分不变,副线圈回路的电阻变小,电压表示数不变,电流表示数变大,故B错误;将可变电阻R的阻值调为0时,开关S闭合前电源的输出功率P1=,开关S闭合后电源的输出功率P2=+=2,所以开关S闭合前后电源的输出功率之比为1∶2,故C正确;变压器不改变交变电流的频率,将单刀双掷开关由a拨向b时,
其他部分不变,副线圈的频率不变,故D错误.
7.(2017·天津一模)某理想自耦变压器接入电路中的示意图如图(甲)所示,图(乙)是其输入电压u的变化规律.已知滑动触头在图示位置时原、副线圈的匝数比为n1∶n2=10∶1,电阻R=22 Ω.下列说法正确的是( AC )
A.通过R的交变电流的频率为50 Hz
B.电流表A2的示数为 A
C.此时变压器的输入功率为22 W
D.将P 沿逆时针方向移动一些,电流表A1的示数变小
解析:由图(乙)可知,该交变电流的周期为T=0.02 s,其频率为f== Hz=50 Hz,故A 正确;由图知输入电压的最大值为Um=220 V,所以有效值为U=220 V,则副线圈两端的电压为U ′=U ×=220× V=22 V,所以通过电阻的电流(即为电流表A2的示数)为I== A=1 A,故B 错误;变压器的输出功率为P ′=U ′I=22×1 W=22 W,理想变压器的输入功率等于输出功率,所以有P=P ′=22 W,故C 正确;将P 沿逆时针方向移动一些,变压器的副线圈匝数变大,输出电压变大,输出功率变大,所以输入功率也变大,故电流表A1的示数将变大,故D
错误.
8.(2017·湖北武汉调研)某电厂要将电能输送到较远的用户,输送的总功率为100 kW,电厂输出电压仅为200 V.为减少输送功率损失,先用一理想升压变压器将电压升高再输出,到达目的地后用理想降压变压器降压.已知输电线路的总电阻为120 Ω,若在输电线
路上消耗的功率为输送功率的12%,用户所需电压为220 V,则( AD )
A.理想升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶50
B.理想降压变压器的原、副线圈的匝数比为35∶1
C.理想升压变压器的原、副线圈中的电流分别为400 A 和10 A
D.理想降压变压器的原、副线圈中的电流分别为10 A 和400 A
解析:远距离输电原理示意图如图,由升压变压器输入功率P1=U1I1=
100 kW,U1=200 V 得升压变压器原线圈中的电流I1=500 A.由输电线路损失功率ΔP=P1×12%=R 得输电线路电流I2=10 A,所以==.由用户功率P4=P1-ΔP=U4I4得降压变压器副
线圈中的电流I4=400 A,所以===.综合以上分析知,A,D 正确.
二、非选择题(本大题共2小题,共36分)
9.(16分)(2017·宁夏银川模拟)如图所示,某小型水电站发电机的输出功率为10 kW,输出电压为400 V,向距离较远的用户供电,为了减少电能损失,使用2 kV高压输电,最
后用户得到220 V,9.5 kW的电力,求:
(1)升压变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2;
(2)输电线路导线的总电阻R;
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比n3∶n4.
解析:(1)升压变压器的原、副线圈的匝数比为
===.
(2)输电线上的电流为I== A=5 A
输电线电阻R== Ω=20 Ω.
(3)降压变压器原线圈电压
U3=U2-IR=2 000 V-5×20 V=1 900 V
故降压变压器原、副线圈的匝数比为===.
答案:(1)1∶5 (2)20 Ω(3)95∶11
10.(20分)(2017·安徽校级期末)如图所示,一个半径为r的半圆形线圈,以直径ab为轴匀速转动,转速为n,ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场,磁感应强度为B,M和N是两个集流环,负载电阻为R,线圈、电流表和连接导线的电阻不计,求:
(1)感应电动势的最大值;
(2)从图示位置起转过转的时间内负载电阻R上产生的热量;
(3)从图示位置起转过转的时间内通过负载电阻R的电荷量;
(4)电流表的示数.
解析:(1)线圈绕轴匀速转动时,在电路中产生如图所示的
交变电流.感应电动势的最大值为
Em=BS ω=B ··2πn=π2Bnr2.
(2)线圈在转动周期时间内导体一直切割磁感线,则产生的热量Q=·=.
(3)在线圈从图示位置转过转的时间内,电动势的平均值为=.
通过R 的电荷量q=·Δt=·Δt==.
(4)设此交变电动势在一个周期内的有效值为E ′,由有效值的定义得·=T,解得E ′
=,
故电流表的示数为I==.
答案:(1)π2Bnr2 (2) (3) (4)。