专题08 恒定电流和交变电流(高考押题)-2017年高考物理考纲解读与热点难点突破(原卷版)

1.如图1所示，面积为S 、匝数为N 、电阻为r 的线圈与阻值为R 的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻R 的两端。

线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场的转动轴以角速度ω匀速转动。

设线圈转动到图示位置的时刻t ＝0，则( )
图1
A ．在t ＝0时刻，穿过线圈的磁通量达到最大，流过电阻R 的电流为零，电压表的读数也为零
B ．1秒钟内流过电阻R 的电流方向改变ωπ
次 C ．经π2ω的时间，通过电阻R 的电量为2πNBS 4（R ＋r ）
D ．在电阻R 的两端再并联一只电容较大的电容器后，电压表的读数不变
2.如图3所示，四个相同的灯泡与理想自耦变压器连接，其额定电压为U ，已知原线圈和副线圈的匝数比为3∶1，当接上交流电源后，副线圈上三个灯泡均正常发光，则下列说法正确的是( )
图3
A ．L 1能正常工作
B ．L 1不能正常工作，且两端电压小于U
C ．交流电源电压为2U
D ．交流电源电压为3U
3.如图4所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abcd 的边长ab ＝cd ＝L 1，bc ＝ad ＝L 2，匝数为n ，线圈的总电阻为r ，线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO ′匀速转动，角速度为ω，线圈两端通过电刷E 、F 与阻值为R 的定值电阻连接。

从线圈经过中性面开始计时，则( )
图4
A ．线圈中感应电动势的最大值为BωL 1L 2
B ．线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式为e ＝nBωL 1L 2cos ωt
C ．经过14周期时间通过电阻R 的电荷量为BL 1L 2R ＋r
D ．此发电机在上述工作状态下的输出功率为n 2B 2ω2L 21L 22R 2（R ＋r ）2
4.图5中理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，现在原线圈两端加上交变电压u ＝311sin 100πt (V)时，灯泡L 1、L 2均正常发光，电压表和电流表可视为理想电表。

则下列说法中正确的是( )
图5
A ．该交流电的周期为0.2 s
B ．电压表的示数为155.5 V
C ．若将滑动变阻器的滑片P 向上滑动，则电流表读数变大
D ．若将滑动变阻器的滑片P 向上滑动，则L 1将变暗、L 2将变亮
5．如图6所示，矩形线圈abcd 在磁感应强度大小为B ＝216π
T 的匀强磁场中绕垂直于磁场的dc 边以
角速度ω＝100π rad/s匀速转动。

线圈的匝数N＝100，边长ad＝0.4 m，ab＝0.2 m。

理想变压器原、副线圈的匝数比是2∶1，一只理想二极管和一个阻值为25 Ω的定值电阻R串联在副线圈电路中，已知电压表和电流表均为理想交流电表，线圈和导线的电阻不计，则下列说法正确的是()
图6
A．该矩形线圈产生的电动势的最大值为50 V
B．电压表的示数为50 V
C．1 min内电阻R上产生的热量为750 J
D．减小电阻R的值，电流表示数变小
6．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() 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
7．一小型发电机产生的电动势随时间变化的规律如图7甲所示，已知发电机线圈内阻为1.0 Ω，外接一个电压表和一个电阻为10 Ω的灯泡，如图乙所示。

下列说法正确的是()
图7
A．产生的交变电流的频率为5 Hz
B．通过灯泡的电流为2.2 A
C．电压表读数为20 V
D．灯泡的实际功率为40 W
8．如图8所示，在某一输电线路的起始端接入两个互感器，原、副线圈的匝数比分别为100∶1和1∶100，图中a、b表示电压表或电流表，已知电压表的示数为22 V，电流表的示数为1 A，则()
图8
A．a为电流表，b为电压表
B．a为电压表，b为电流表
C．线路输送电功率是220 kW
D．输电线路总电阻为22 Ω
9.在如图9所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1、R3为定值电阻，R2为滑动变阻器，C为电容器。

将滑动变阻器的滑动触头置于位置a，闭合开关S，电路稳定时理想电压表、的示数分别为U1、U2，理想电流表的示数为I。

当滑动变阻器的滑动触头由a滑到b且电路再次稳定时，理想电压表、的示数分别为U1′、U2′，理想电流表的示数为I′，则以下判断中正确的是()
图9
A ．滑动变阻器的滑动触头由a 滑向b 的过程中，电容器的带电荷量减少
B ．滑动变阻器的滑动触头由a 滑向b 的过程中，通过R 3的电流方向为由右向左
C ．U 1＞U 1′，U 2＞U 2′，I ＞I ′
D ．|U 2－U 2′I －I ′
|＝R 1＋r 10．如图10所示，图甲中M 为一电动机，当滑动变阻器R 的触头从左端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。

已知电流表读数在0.2 A 以下时，电动机没有发生转动。

不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是( )
图10
A ．变阻器向右滑动时，V 2读数逐渐减小
B ．电路中电源内阻为2 Ω
C ．此电路中，电动机的输出功率先减小后不变
D ．变阻器的最大阻值为36 Ω
11．如图12所示，某旋转磁极式发电机的转子有两对磁极，定子线圈的输出端接在一理想变压器的原线圈上。

不计定子线圈的电阻，当转子以25 r/s 的转速匀速转动时，在定子线圈中产生频率为50 Hz 的正弦交流电。

若使转子以50 r/s 的转速转动，则 ( )
图12
A ．电流表的示数变为原来的2倍
B．电压表的示数不变
C．电阻R上交流电的频率为50 Hz
D．变压器铁芯中磁通量变化率的最大值变为原来的4倍
12．如图13所示为远距离输电的示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。

闭合开关S后()
图13
A．升压变压器的输出电压增大
B．降压变压器的输出电流减小
C．输电线上损耗的功率增大
D．输电线上交流电的频率减小
13．如图14所示的理想变压器中原、副线圈的匝数比为5∶1，其中R1＝100 Ω、R2＝4 Ω分别代表输电线的电阻。

在副线圈上接有两盏“8 V、4 W”的灯泡，若在a、b端输入e＝602sin 100πt(V)的交流电，当开关S断开时，灯泡L1正常发光，则()
图14
A．开关闭合后，灯泡L1会变亮
B．开关闭合后，a、b端输入功率变小
C．开关闭合前，R1、R2消耗的功率相等
D．开关闭合前，电源的输出功率为5 W
14．如图15所示为一理想变压器通过二极管给某种型号的电池充电的简单原理图，现在变压器的原线
圈接入有效电压为220 V的正弦交变电流，变压器原、副线圈的匝数比为110∶1，交流电流表的示数为1
10A，电池的内阻为2 Ω，二极管具有单向导电性，下列说法正确的是()
图15
A．电池的充电电压为2 V
B．理想变压器的输入功率为1
5W
C．充电时，电池的热功率为
2
10W
D．充电时，电能转化为化学能的功率为(
2
10－
1
50) W
15.在如图6所示的电路中，E为电源，电源内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，为理想电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，将滑动变阻器的滑片向上移动，则()
图6
A．电压表的示数变大
B．小灯泡消耗的功率变小
C．通过R2的电流变小
D．电源的内耗电压变大
16.如图7所示，电路中灯泡L1和L2均正常发光，由于电路某处发生断路故障，发现灯泡L1变暗，而灯泡L2变亮了。

则下列判断正确的是()
图7
A．R1断路
B．R2断路
C．S断开
D．发生故障后电容器C的带电荷量减少
17．(多选)如图8所示，平行金属板中带电质点P原来处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，R1的阻值和电源内阻r相等。

将滑动变阻器R4的滑片向b端移动，则()
图8
A．R3上消耗的功率增大
B．电流表读数减小，电压表读数增大
C．电源的输出功率增大
D．质点P将向下运动
18．如图11甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动，线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连。

线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，其中B0、B1和t1均为已知。

在0～t1时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动。

求：
图11
(1)0～t1时间内通过电阻R的电流大小；
(2)线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；
(3)线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量。