2021年高考物理模拟试题专题汇编 专题5 电路与电磁感应 第1讲 直流和交流电路(A)(含解析)

2021年高考物理模拟试题专题汇编专题5 电路与电磁感应第1讲直流
和交流电路（A）（含解析）
选择题
1.(xx･东城区二练･18)．利用金属导体的电阻随温度变化的特点可以制成电阻温度计。

如图甲所示为某种金属导体的电阻R随温度t变化的图线。

如果用这种金属导体做成测温探头，再将它连入如图乙所示的电路中，随着测温探头处待测
温度的变化，电流表示数也会发生变化。

则在t
1－t
2
温度范围内
A．待测温度越高，电流表的示数越大B．待测温度越高，电流表的示数越小
C．待测温度升高，电流表的示数均匀增大D．待测温度升高，电流表的示数均匀减小
2.(xx･衡水高三调･20).现有甲、乙、丙三个电源，电动势E相同，内阻不同，分别为。

用这三个电源分别给定值电阻R供电，已知，则将R先后接在这三个电源上的情况相比较，下列说法正确的是 ( )
A．接在甲电源上时，电源内阻消耗的功率最大
B ．接在甲电源上时，定值电阻R 两端的电压最大
C ．接在乙电源上时，电源的输出功率最大
D ．接在丙电源上时，电源的输出功率最大
3.(xx ･大庆实验中学三模･20)．如图为一电源电动势为E ，内阻为r 的恒定电路，电压表A 的内阻为10kΩ，B 为静电计，C1、C2分别是两
个电容器，将开关闭合一段时间，下列说法正确的是：（ ）
A ．若C1＞C2，则电压表两端的电势差大于静电计两端的电势差
B ．若将变阻器滑动触头P 向右滑动，则电容器C2上带电量增大
C ．C1上带电量为零
D ．再将电键S 打开，然后使电容器C2两极板间距离增大，
则静电计张角也增大
4.（xx ･宝鸡三检･20）、在如图所示的电路中，电源的电动势为，内阻为，、为定值电阻，为滑动变阻器，为电容器。

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

当滑动变阻器的滑动触头由滑到且电路再次稳定时，理想电压表、的示数分别为、，理想电流表的示数为。

则以下判断中正确的是（ ）
A ．滑动变阻器的滑动触头由滑向的过程中，电容器的带电量减小
B ．滑动变阻器的滑动触头由滑向的过程中，通过的电流方向由右
向左
C ．＞，＞，＞
D ．
5.(xx ･北京西城区二模19)．如图是一个多用电表的简化电路图。

S 为单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱O 可以接通1，也可以接通2、3、4、5或6。

下列说法正确的是（ ）
A B E E ′ 1
2
3 4 5 6
S O
A ．当开关S 分别接1或2时，测量的是电流，其中S 接1时量程较大
B ．当开关S 分别接3或4时，测量的是电阻，其中A 是黑表笔
C ．当开关S 分别接5或6时，测量的是电阻，其中A 是红表笔
D ．当开关S 分别接5和6时，测量的是电压，
其中S 接5时量程较大
6.(xx ･天津武清三模･9)．（18分）（1）如图所
示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别
以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，
产生的交变电动势图象如图中曲线，所示，则
曲线、对应的周期之比为________。

曲线表示的交变电动势的有效值为________V 。

7.(xx ･大庆三检･19).某兴趣小组用实验室的手摇发电机和理想变压器给一个灯泡供电，电路如图，当线圈以较大的转速n 匀速转动时，电压表示数是U 1，额定电压为U 2的灯泡正常发光，灯泡正常发光时电功率为 P ，手摇发电机的线圈电阻是r ，则有（）
A. 电流表的示数是
B ．变压器原副线圈的匝数比是
C ．变压器输入电压的瞬时值
D ．手摇发电机线圈中产生的电动势最大值是
8.（xx ･成都三诊･3）．如图甲所示，理想变压器原副线圈的
匝数比为5：1，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈
接有“220V，440W”的纯电阻和“220V，220W
”的电动机。

如果副线圈两端电压按图乙所示正弦规律变化，则下列说法正确的是（ ）
A ．副线圈两端电压的瞬时值表达式为
B ．电压表示数为
B 1212-246s
t 210/-⨯a b
C．纯电阻的发热功率是电动机发热功率的2倍
D．1min内电动机消耗的电能为
9.(xx･绵阳三诊･4.) 图甲为一理想变压器，负载电路中R=5Ω，若原线圈两端输入电压u
是如图乙所示的正弦交流，电压表示数为10V，则（）
A．输入电压u=100sin50πtV
B．电流表示数为0.2A
C．变压器原副线圈匝数比为5:1
D．若输入电压稳定，R阻值减小，则输入电功率
减小
10.（xx･西安交大附中三模･19）. 如图所示，光滑的长直金属杆上套两个金属环与一个完
整正弦图象的金属导线ab连接，其余部分未与杆接触。

杆电阻不计，导线电阻为R，ab间
距离为2L，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆距离都是d，在导线和杆平面内有一有界匀
强磁场区域，磁场的宽度为L，磁感强度为B，现在外力F作用下导线沿杆以恒定的速度v
向右运动，t=0时刻导线从O点进入磁场，直到全部穿过的过程中，产生的感生电流或外力
F所做的功为（）
A．非正弦交变电流
B．正弦交变电流
C．外力做功为
D．外力做功为
11.(xx･张掖三诊･20)．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，b是原线圈的
中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，除R以外其余电阻不计。

从某时刻开始在原线圈
两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1=220sinl00πtV。

下列说法中正确的( )
A．时，电压表的读数为22V
B．时，ac两点电压瞬时值为110V
C．滑动变阻器触片向上移，电压表和电流表的示数均变大
D．单刀双掷开关由a扳向b，电压表和电流表的示数均变小
12.（xx･聊城二模･19）如图所示，有一面积为S、匝数为N、电阻不计的矩形线圈，绕轴在
u
O
-100
100
0.01 0.02 t/s
u/V
图乙
A
V
R
水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P可上下移动，副线圈接有可调电阻R。

从图示位置开始计时，下列判断正确的是（）
A.矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为
B.矩形线圈从图示位置经过的时间，通过电流表的电荷量为0
C.当P不动，R增大时，电压表读数增大
D.当P向上移动，R不变时，电流表读数减小
13. (xx･龙岩综测･16)．和是高压输电的两条输电线，现要通过变压器测量和之间的电压，下列四种电路连接正确的是（）
14.(xx･北京西城区二模17)．在如图所示的电路中，L1、L2是两个相同的小灯泡，A、B处的虚线框内各接有一个电学元件。

a、b两端分别与直流电源和交流电源相连接，且直流电源的电压与交流电源电压的有效值相等。

观察两种情况下灯泡的亮度。

当接直流电源时，L1不发光，L2正常发光；当接交流电源时，L1发光，L2明显变暗。

则下列说法正确的是（）A．A中接的是电阻，B中接的是电容器
B．A中接的是电感线圈，B中接的是电阻
C．A中接的是电感线圈，B中接的是电容器
D．A中接的是电容器，B中接的是电感线圈
15.(xx･宿迁市三校检测･7)．如图所示，R、电容器C和电感器L，下列说法正确的是( )
A．仅当电阻箱R的阻值变大时，变压器输入功率减小
B．仅当电容器C的正对面积增大时，通过它的电流减小
C．仅当交流电源的频率增大时，通过三个元件的电流都增大
D．仅当在电感线圈L中插入铁芯时，通过它的电流将减小
16.(xx･广东七校三联･14）．如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则（）
A B C D
L1L2
a
b
A B
R C L
~
0.02
乙
0.01 t/s
u/V
O
500
-500
发电机升压
变压器
用户
变压器
输电
甲
A．用户用电器上交流电的频率是100 Hz
B．发电机输出交流电的电压有效值是500 V
C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小
17.(xx･吉林三模･21)．如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。

升压变压器原副线圈匝数比为l：100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100。

降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小。

电压表V显示加在报警器上的电压(报警器未画出)。

未出现火警时，升压变压器的输入功率为750kW。

下列说法中正确的有（）
A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为50Hz
B．远距离输电线路损耗功率为180kw
C．当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数变大
D．当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变大
第1讲直流和交流电路（A卷）
参考答案与详解
1.【答案】B
【命题立意】考查闭合电路的欧姆定律的应用
【解析】温度越高电阻R越大，电流越小，故B正确。

A错误。

由甲图可知，电阻随温度的变化关系可写成，电路中电流，可知电流随温度的变化并不是线性关系，因此电流表示数不会均匀增大，CD错误。

2.【答案】AD
【命题立意】本题旨在考查闭合电路的欧姆定律。

【解析】A、三个电源的电动势相同，而电阻，根据闭合电路欧姆定律得，
接在电源上时，内电阻消耗的功率为：，则当时，最大，则知接在甲电源上时，电源内阻消耗的功率最大，故A正确；
B、在甲电源上时，定值电阻两端的电压为：，由于甲的内阻最大，故最小，故B错误；CD、电源的输出功，由于丙电源的内阻最小，故接在丙电源时电流最大，故接在丙电源上时，电源的输出功率最大，故C错误，D正确。

故选：AD
3.【答案】CD
【命题立意】本题旨在考查电容器的动态分析、电容、闭合电路的欧姆定律。

【解析】A、由于静电计的两个电极是彼此绝缘的，电压表是由电流表改装成的，电路稳定后，电路中没有电流，电压表两端没有电压，而电容器C2充电，两端存在电压．所以电压表两端的电势差小于静电计两端的电势差，故A错误；
B、电路稳定后，电容器C2的电压等于电源的电动势，保持不变，将变阻器滑动触头P向右滑动，电容器C2的电压不变，电量不变，故B错误；
C、由于电压表两端没有电压，电容器C1没有被充电，电量为零，故C正确；
D、将电键S打开，电容器的电量Q不变，板间距离增大，电容C减小，由公式C=分析可知，板间电压增大，静电计张角增大，故D正确。

故选：CD
【易错警示】本题难点在于分析电压表两端的电压，抓住静电计与电压表结构的区别：静电计两极是绝缘的，而电压表的两极是相通的。

4.【答案】BD
【命题立意】本题旨在考查电功、电功率、电容、闭合电路的欧姆定律。

【解析】滑动变阻器的滑动触头由滑到过程中，增大，电路中，电路再次稳定时，减小，由闭合电路的欧姆定律可得：减小，增大，又有得：电容器的带电量增大，故A错误；电容器再次充电，增大，由电源正负极方向可得通过的电流方向由右向左，故B正确；由于增大，减小，则减小，即，故C错误；由闭合电路的欧姆定律得：，故D正确。

故选：BD
5.【答案】A
【命题立意】本题旨在考查多用电表的原理及其使用。

【解析】A、电表改装时，并联分流电阻成为电流表，并联电阻越小分流越大，改装成的电流表量程越大，故图中1、2为电流测量端，测量时S接1时量程较大，故A正确；
BC、测量电阻时欧姆表内部应接电源，由图可知测电阻只有接3或4，由内部电源正负极，
可知A是红表笔，故BC错误；
D、要测量电压，电流表应与电阻串联，由图可知当转换开关S旋到位置5、6时，测量电压，电流表所串联的电阻越大，所测量电压值越大，故当转换开关S旋到6的量程比旋到5的量程大，故D错误。

故选：A
6.【答案】(1) 2:3 ; （2）
【命题立意】该题考查交变电流的产生和规律
【解析】(1)a的周期为0.04s，b的周期为0.06s，故周期之比为2:3;（2）正弦交流电动势的有效值为，已知，且，故可知。

7.【答案】AD
【命题立意】本题旨在考查变压器的构造和原理、交流发电机及其产生正弦式电流的原理、正弦式电流的最大值和有效值、周期和频。

【解析】A、理想变压器的输入功率和输出功率相等，灯泡正常发光时电功率为，
所以输入功率为，电流表的示数是，故A正确；
B、电压与匝数成正比，所以变压器的原副线圈的匝数比是．故B错误；
C、线圈以较大的转速n匀速转动时，所以，所以变压器输入电压的瞬时值，故C错误；
D、手摇发电机的线圈中产生的电动势最大值是，故D正确。

故选：AD
8.【答案】D
【命题立意】本题旨在考查变压器的构造和原理。

【解析】A、由图乙可知，交变电流的峰值是，，初位相为，则副线圈两端电压的瞬时值表达式为，故A错误；
B、，则电压表示数为，故B错误；
C、纯电阻的发热功率为，而电动机的发热功率远小于，纯电阻的发热功率不是电动机功率的2倍，故C错误；
D、1min内电动机消耗的电能，故D正确。

故选：D
9.【答案】B
【命题立意】本题旨在考查变压器的构造和原理、电功、电功率。

【解析】A、由图乙可知交流电压最大值，周期，可由周期求出角速度的值，则可得交流电压的表达式，故A错误；
BC、根据电压与匝数成正比，知原副线圈匝数比为，知副线圈电流，根据电流与匝数成反比，知原线圈电流为，故B正确，C错误；
D、阻值减小，电流表的示数变大，增大，则输入电功率增大，故D错误；
故选：B
【易错警示】根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键。

10.【答案】AC
【命题立意】本试题旨在考查导体切割磁感线时的感应电动势、电功、电功率。

【解析】金属导线在磁场中运动时，产生的电动势为：，为导线切割磁
力线的有效长度，
在导线运动的过程中，随时间的变化为：
，
则导线从开始向右运动到的过程中（如图）有：
则此过程中电动势的最大值为：，此过程中电动势的有效
值为：
，
导线从向右运动到的过程中（如图）有：
即：，所以：
导线从向右运动到的过程与导线从开始向右运动的过程相同（如图），
则在这三段中运动的时间各为，，
在整个过程中产生的内能为：，解得：
因导线在拉力的作用下匀速运动，所以拉力所做的功全部转化为内能，
即：
由以上分析可知，电流不按正弦规律变化，不是正弦式电流，故AC正确，BD错误。

故选：AC
11.【答案】AD
【命题立意】本题旨在考查变压器的构造和原理、正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率。

【解析】A、原线圈两端电压有效值为，副线圈两端电压有效值为，电
表测量的是有效值，故A正确；
B、时，ac两点电压瞬时值为，故B错误；
C、滑动变阻器触片向上移，电阻变大，副线圈的电压由匝数和输入电压决定，伏特表的示数不变，安培表示数减小，C错误；
D、单刀双掷开关由a扳向b，匝数比变大，匝数与电压成正比，所以伏特表和安培表的示数均变小，故D错误。

故选：AD
12.【答案】A
【命题立意】本题旨在考查交流发电机及其产生正弦式电流的原理、正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率。

【解析】A、从垂直于中性面时开始计时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表
达式为，故A正确；
B、矩形线圈从图示位置经过时间时，转过的角度为，磁通量一直增加，电流方向没有改变，故通过电流表的电荷量为：（其中为总电阻），故B错误；
C、交流发电机内电阻不计，故变压器输入电压不变，根据理想变压器的变压比公式，当P 位置不动，增大时，电压表读数不变，仍然等于发电机的电动势有效值；
D、当P位置向上移动、不变时，根据理想变压器的变压比公式，输出电压变大，故电流变大，功率变大，故输入电流也变大，故电流表读数变大，故D错误。

故选：A
13.【答案】A
【命题立意】本题旨在考查变压器的构造和原理。

【解析】要通过变压器测量和之间的电压，需要电压互感器，即变压器的原线圈要接在和之间；
由于电压不能超过电表量程，要通过变压器降压，根据，原线圈匝数要多于副线圈匝数。

故选：A
【举一反三】解题关键是明白电压互感器和电流互感器的工作原理，一个是减小电流，另一个是减小电压，目的都是为了测量危险高压电路的电压，电流问题。

14.【答案】D
【命题立意】本题旨在考查电容器和电感器对交流和直流的导通和阻碍作用。

【解析】由题意可知，当直流电源时，L1不发光，L2正常发光，可知A处电路被阻断，所以A处接的是电容器；当接交流电源时，A处接的是电容器可通交流，所以L1发光，而L2明显变暗，可知接通时，有反向电压加在B处，即B处接电感线圈，通交流电时，由于自感作用，
使L2明显变暗；综上所述，选D。

故选：D
【易错警示】本题要抓住电容器与电感的特性：电容器具有通交流，隔直流，电感具有通直流、阻交流的特性。

15.【答案】AD
【命题立意】本题旨在考查变压器的构造和原理、电功、电功率。

【解析】A、仅当电阻箱R的阻值变大时，副线圈电阻变大，电压不变，电流变小，所以副线圈功率变小，则变压器的输入功率减小，故A正确；
B、仅当电容器C的正对面积增大时，电容器的电容增大，通过它的电流增大，故B错误；
C、电感线圈对交流电的阻碍作用与交流电的频率成正比，电容对交流电的阻碍作用与交流电的频率成反比，故当交流电频率增大时，电感线圈的阻碍作用增大，电容对交流电的阻碍作用变小，电阻的阻碍作用不变，所以电感的电流减小，电容的电流增大，电阻的电
流不变，故C错误；
D、当在电感线圈L中插入铁芯时，线圈的自感系数增大，通过它的电流将减小，故D正确。

故选：AD
16.【答案】D
【命题立意】本题旨在考查远距离输电、变压器的构造和原理。

【解析】A、发电机的输出电压随时间变化的关系，由图可知，，故
，故A错误；
B、由图象可知交流的最大值为，因此其有效值为，故B错误；
C、输电线的电流由输送的功率与电压决定的，与降压变压器原副线圈的匝数比无关，故C 错误；
D、当用户用电器的总电阻增大时，用户的功率减小，降压变压器的输出功率减小，则输入的功率减小，输入的电流减小，输电线上损失的功率减小，故D正确。

故选：D
17.【答案】AD
【命题立意】本题旨在考查远距离输电、电功、电功率。

【解析】A、由图乙知交流电的周期，所以频率为，A正确；
B、由图乙知升压变压器输入端电压有效值为，根据电压与匝数成正比知副线圈电压为，所以输电线中的电流为：，输电线损失的电压为：，输电线路损耗功率为：，B错误；
C、当传感器所在处出现火警时其阻值减小，副线圈两端电压不变，副线圈中电流增大，定值电阻的分压增大，所以电压表的示数变小，C错误；
D、由C知副线圈电流增大，根据电流与匝数成反比知输电线上的电流变大，D正确。

故选：AD
【举一反三】解决本题的关键知道：1、输送功率与输送电压、电流的关系；2、变压器原副线圈的电压比与匝数比的关系；3、升压变压器输出电压、降压变压器输入电压、电压损失的关系；4、升压变压器的输出功率、功率损失、降压变压器的输入功率关系。

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