【高中教育】最新高考物理深化复习+命题热点提分专题10直流与交流电路

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流与交流电路
______年______月______日
____________________部门
1.(多选)如图2所示，A 为巨磁电阻，当它周围的磁场增强时，其阻值增大；C 为电容器.当有磁铁靠近A 时，下列说法正确的有( ) 图2
A.电流表的示数减小
B.电容器C 的电荷量增大
C.电压表的示数变小
D.电源内部消耗的功率变大 答案 AB
2.图4为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T 的原、副线圈匝数分别为n1、n2.在T 的原线圈两端接入一电压u ＝Umsin ωt 的交流电源，若输送电功率为P ，输电线的总电阻为2r ，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为( ) 图4 A.() B.()
U 2m 4r
C.4()2()2r
D.4()2()2r
答案 C
解析 输入电压为：U1＝，由＝得：U2＝，又由P ＝I2U2，输电线上损失的电功率为：Pr ＝I·2r＝4()2()2r ，C 对.
3.(多选)在如图6所示的电路中，电表均为理想电表，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是( )
图6
A.灯泡L变亮
B.电压表读数变大
C.电容器C上电荷量减少
D.电流表读数变小
答案BD
4.(多选)汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图8为汽车启动原理图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10A；电动机启动时电流表读数为58A.若电源电动势为12.5V，内阻为0.05Ω，电动机内阻为0.02Ω，电流表内阻不计，则电动机启动时( )
图8
A.车灯的电压为9.6V
B.通过电动机的电流为48A
C.电动机的功率为50W
D.电动机输出的机械功率为430W
答案AD
解析当电动机未启动时，此时U外1＝E－I1r＝12.5V－10×0.05V＝12V
则车灯的电阻为：R＝＝Ω＝1.2Ω
当电动机启动后：U外2＝E－I2r＝12.5V－58×0.05V＝9.6V，由于电动机和车灯并联，故车灯的电压为9.6V，即选项A正确；则此时通过车灯的电流为I灯1＝＝8A，故通过电动机的电流为I机＝58A－8A＝50A，故选项B错误；此时电动机的功率为：P＝I机U外2＝50×9.6W ＝480W，故选项C错误；此时电动机输出的机械功率为：P出＝P－Ir 机＝430W，故选项D正确.
5.如图9所示，在匀强磁场中匀速转动的单匝纯电阻矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A.下列说法正确的是( )
图9
A.线圈消耗的电功率为1W
B.线圈中感应电流的有效值为2A
C.任意时刻线圈中的感应电动势为e＝2cost
D.任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝sint
答案D
6.如图10所示，矩形闭合导线框ABCD处于可视为水平方向的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，并与理想变压器原线圈
相连，副线圈接有一只“11V,33W”的灯泡.当灯泡正常发光时，变压器输入电压u＝33cos (10πt) V.下列说法正确的是( )
图10
A.图示位置可能是计时起点
B.图示位置线框中产生的磁通量变化率最小
C.变压器原、副线圈匝数之比为3∶1
D.通过电流表A的电流为A
答案B
7.(多选)如图11所示，图线①表示某电池组的输出电压－电流关系，图线②表示其输出功率－电流关系.根据图线可以求出( )
图11
A.电源电动势
B.电源内阻
C.电池组的输出电压为45V时输出功率为100W
D.电池组的输出功率为120W时，电路消耗的总功率为200W
答案ABD
解析U－I图线与U轴交点表示电路处于断路状态，则电源的电动势E＝U＝50V.电源的内阻等于图线斜率绝对值大小，则有r＝||＝Ω＝5Ω，故A、B正确；电池组的输出电压为45V时，内电压为5V，故电
流为＝1A，故输出功率为：P＝UI＝45V×1A＝45W，故C错误；电池组
的输出功率为120W时，由P－I图线读出电流I＝4A，故电路消耗的总功率为P＝EI＝50V×4A＝200W，故D正确.
8.如图12所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝1∶5，原线圈接u1＝110sin (100πt) V的交流电，电阻R1＝R2＝25Ω，D为理
想二极管，则( )
图12
A.通过电阻R1的电流为2A
B.二极管的反向耐压值应大于550V
C.原线圈的输入功率为200W
D.通过原线圈的电流为A
答案B
9．现用电压为380 V的正弦式交流电给额定电压为220 V的电灯供电，以下电路中可能使电灯正常发光的有( )
解析由图可知，A、B选项中均有电阻分压，可以使电灯正常发光；C 选项为降压变压器，通过变压器降压也可以使电灯正常发光；D选项为升压变压器，电灯两端的电压要大于380 V，不可行．
答案ABC
10．如图所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想
降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压
和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率
分别为U4和P4.设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有( )
A．U2减小，U4变大 B．U2不变，U3变小
C．P1变小，P2变小 D．P2变大，P3变大
答案BD
11．图甲为远距离输电示意图，升压变压器原副线圈匝数比为1∶100，降压变压器原副线圈匝数比为100∶1，远距离输电线的总电阻为100 Ω.若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750 kW.下列说
法中正确的有( )
A．用户端交流电的频率为50 Hz
B．用户端电压为250 V
C．输电线中的电流为30 A
D．输电线路损耗功率为180 kW
解析变压器不改变交流电的频率，A项正确，因输电线路上有电压损失，故用户端电压小于250 V，B项错误，由P＝UI得I1＝＝3 000 A，
则输电线路中的电流I2＝I1＝30 A，C项正确，输电线路损耗功率为P 损＝I2R线＝302×100 W＝90 kW，D项错．
答案AC
12.如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，两平行金属板间
有匀强磁场．开关S闭合后，当滑动变阻器滑片位于图示位置时，一
带电粒子恰好以速度v匀速穿过两板．若不计重力，以下说法正确的
是( )
A．如果将开关断开，粒子将继续沿直线运动
B．保持开关闭合，将a极板向下移动一点，粒子可能向上偏转
C．保持开关闭合，将滑片P向上滑动一点，粒子将可能从下极板边缘
射出
D．保持开关闭合，将滑片P向下滑动一点，粒子将可能从下极板边缘
射出
答案BCD
13．(多选)如图所示，电流表A1(0～3A)和A2(0～0.6A)是由两个相同
的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中．闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是( )
A．A1、A2的读数之比为1∶1
B．A1、A2的读数之比为5∶1
C．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1
D．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5
【答案】BC 【解析】电流表A1(0～3 A)和A2(0～0.6 A)是由两个相
同的电流计改装而成，都是并联电阻，在题图中两电流计也是并联的，所以C正确；它们的量程之比为5∶1，即总电阻之比为1∶5，所以并
联时读数之比5∶1，所以B正确．
14．如图所示，电源内阻不可忽略，电路中接有一小灯泡和一电动机．小灯泡L上标有“6V12W”字样，电动机的线圈电阻RM＝0.50Ω.若灯泡正常发光时，电源的输出电压为12V，此时( )
A．整个电路消耗的电功率为24W
B．电动机的热功率为12W
C．电动机的输出功率为12W
D．电动机的输入功率为12W
15．在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速
度ω匀速转动(如图甲所示)，产生的感应电动势e随时间t的变化关
系如图乙所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法
中正确的是( )
A．从t3到t5这段时间穿过线圈磁通量的变化量为零
B．从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为2E0
R＋rω
C．t4时刻穿过线圈的磁通量变化率大小为E0
D．t1时刻电阻R的发热功率为RE20
2R＋r2
【答案】D 【解析】由于磁通量是双向标量，在t3到t5这段时间穿
过线圈磁通量的变化量不为零，为ΔΦ1＝2BS，故A错误；通过电阻
的电荷量Q＝，所以t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量Q＝＝，故
B错误；由于产生的电动势最大，所以磁通量时间图象中，在电动势最大时，线圈中磁通量的变化率最大，即E0＝nk，所以k＝，故C错误；求功率时需用有效值，所以E＝，所以电流I＝，R的发热功率为P＝，故D正确．
16．将硬导线中间一段折成半圆形，使其半径为R，让它在磁感应强度为B，方向如图所示的匀强磁场中绕轴MN匀速转动．导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P、电阻为r的小灯泡并正常发光．电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，则下列说法正
确的是( )
A．半圆形硬导线的转速2rP
π2R2B
B．半圆形硬导线的转速rP
π2R2B
C．半圆形硬导线从图示位置转90°通过小灯泡的电荷量为πR2B
r
D．半圆形硬导线从图示位置转90°过程中通过小灯泡的电荷量为0
17．(多选)海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电．在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意图如图甲所示．浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值R＝15Ω的灯泡相连，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图中斜线阴影部分)，如图乙所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计；匝数N ＝200的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度B＝0.2T，线圈直径D＝0.4m，电阻r＝1Ω.取重力加速度g＝10m/s2，π2≈10.若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v＝0.4πsin (πt) m/s.则下列说法正确的是( )
A．波浪发电产生电动势e的瞬时表达式为e＝16sin (πt) V
B．灯泡中电流i的瞬时表达式为i＝4sin (πt) A
C．灯泡的电功率为120W
D．灯泡两端电压的有效值为V
18.图4甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感
应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′(OO′沿水平方向)匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R＝10Ω连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数为10V.图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图象.则( )
图4
A.此交流发电机的电动势平均值为10V
B.t＝0.02s时R两端的电压瞬时值为零
C.R两端的电压u随时间t变化的规律是
u＝10cos (100πt) V
D.当ab边速度方向向上时，它所受安培力的方向也向上
答案C
19.如图5所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω从中性面开始匀速转动，线框转过时的感应电流为I，下列说法正确的是( )
图5
A.线框中感应电流的有效值为2I
B.线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为2IR
ω
C.从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量为2I
ω
D.线框转一周的过程中，产生的热量为8πI2R ω
答案BC
解析由Em＝nBSω，中性面开始计时，则电流i＝sinωt，当ωt＝时电流为I，则I＝，则2I＝；由＝2I为电流的最大值，则线框中感应电流的有效值为＝I，故A错误；转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为BS＝.因n＝1，则B正确；中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量为t＝＝，则C正确；电流的有效值为I，则Q＝
(I)2R·＝，则D错误.
20.如图6甲为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁铁转动，转速与风速成正比.某一风速时，线圈中产生的正弦式电流如图乙所示，则( )
图6
A.电流的表达式为i＝0.6sin (10πt) A
B.磁铁的转速为10r/s
C.风速加倍时电流的表达式为i＝1.2sin (10πt) A
D.风速加倍时线圈中电流的有效值为1.2A
答案A。