2021年高考物理三輪沖刺交流電練習(xí)一含答案詳解

1、2021年高考物理三輪沖刺交流電練習(xí)一一、單選題如圖甲所示,標(biāo)有“220 v40 w”的燈泡和標(biāo)有“20 f300 v”的電容器并聯(lián)到交流電源上,v為交流電壓表,交流電源的輸出電壓如圖乙所示。閉合開關(guān),下列判斷正確的是()a.t=t2時(shí)刻,v的示數(shù)為零b.燈泡恰好正常發(fā)光c.電容器不可能被擊穿d.v的示數(shù)保持1102 v不變遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2,電壓分別為u1、u2,電流分別為i1、i2,輸電線上的電阻為r,變壓器為理想變壓器,下列關(guān)系式中正確的是()a.i1i2=n1n2 b.i2=u2r c.i1u1=i22r d.i1u1=i2u2兩個(gè)完

2、全相同的電熱器，分別通以圖甲、乙所示的峰值相等的矩形交變電流和正弦式交變電流，則這兩個(gè)電熱器的電功率之比p甲p乙等于()a.：1 b2：1 c4：1 d1：1如圖所示的坐標(biāo)系中，第三象限存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，第一象限存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為b，一半徑為r、頂角為直角的弧形導(dǎo)體框由t=0時(shí)刻從如圖所示的位置開始以o為圓心，以恒定的角速度沿逆時(shí)針的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，已知該導(dǎo)體框的電阻為r.則導(dǎo)體框轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中導(dǎo)體框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為()a. b. c. d0圖甲電路中，d為二極管，其伏安特性曲線如圖乙所示在圖甲電路中，閉合開關(guān)s，滑動(dòng)變阻器r的滑片p從左端向右移動(dòng)

3、過程中()a二極管d消耗的功率變大b二極管d的電阻變大c通過二極管d的電流減小d電源的功率減小如圖所示為某山區(qū)小型發(fā)電站輸電示意圖，發(fā)電站發(fā)出u1=220sin 100t(v)的交流電，通過變壓器升壓后進(jìn)行高壓輸電，再通過降壓變壓器降壓給用戶供電，圖中高壓輸電線部分總電阻為r，負(fù)載端的電壓表是理想交流電表，下列有關(guān)描述正確的是()a若開關(guān)s1、s2都斷開，則電壓表示數(shù)為零b負(fù)載端所接收到的交流電的頻率是25 hzc深夜開燈時(shí)燈泡特別亮是因?yàn)楦邏狠旊娋€上電壓損失減小的緣故d用電高峰期燈泡較暗，可通過減小降壓變壓器副線圈的匝數(shù)來提高其亮度二、多選題 (多選)如圖所示的電路中電表均為理想電表，閉合開

4、關(guān)s，將滑動(dòng)變阻器的滑片p向右移動(dòng)至某一位置，與移動(dòng)前相比，下列說法正確的是()a電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大 b小燈泡l變亮c電源的輸出功率一定變大 d電容器c所帶的電荷量減少 (多選)電源的兩個(gè)重要參數(shù)分別是電動(dòng)勢e和內(nèi)電阻r.對一個(gè)電路有兩種特殊情況：當(dāng)外電路斷開時(shí)，電源兩端的電壓等于電源電動(dòng)勢；當(dāng)外電路短路時(shí)，短路電流等于電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的比值現(xiàn)有一個(gè)電動(dòng)勢為e、內(nèi)電阻為r的電源和一阻值為r的定值電阻，將它們串聯(lián)或并聯(lián)組成的系統(tǒng)視為一個(gè)新的等效電源，這兩種連接方式構(gòu)成的等效電源分別如圖甲和乙中虛線框所示設(shè)新的等效電源的電動(dòng)勢為e，內(nèi)電阻為r.試根據(jù)以上信息，判斷下列說法中正確的是()a

5、甲圖中的e=e，r=rrb甲圖中的e=e，r=rrc乙圖中的e=e，r=d乙圖中的e=e，r=如圖所示,一臺理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為41,原線圈接入電壓為220 v的正弦式交流電壓,副線圈上接有兩只理想二極管(正向電阻為0,反向電阻為無窮大)和兩個(gè)電阻,且電阻r1=r2=50 。電壓表和電流表均為理想交流電表,則下列說法正確的是()a.電流表的示數(shù)為0.275 ab.電壓表的示數(shù)為55 vc.1 min內(nèi)電阻r1上產(chǎn)生的熱量為3 630 jd.電阻r2消耗的電功率為60.5 w (多選)如圖所示，圖(a)中變壓器為理想變壓器，其原線圈接在u=12sin 100t(v)的交流電源上，副線

6、圈與阻值為r1=2 的電阻接成閉合電路，電流表為理想電流表。圖(b)中為阻值r2=32 的電阻直接接到u=12sin 100t(v) 的交流電源上，結(jié)果電阻r1與r2消耗的電功率相等，則()a通過電阻r1的交變電流的頻率為0.02 hzb電阻r1消耗的電功率為4.5 wc電流表的示數(shù)為6 ad變壓器原、副線圈匝數(shù)比為41 (多選)如圖，m為半圓形導(dǎo)線框，圓心為om；n是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框，圓心為on；兩導(dǎo)線框在同一豎直面(紙面)內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過直線omon的水平面上方有一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面現(xiàn)使線框m、n在t=0時(shí)從圖示位置開始，分別繞垂直于紙面、且過om和on的軸，以相同

7、的周期t逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則()a兩導(dǎo)線框中均會產(chǎn)生正弦交流電b兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于tc在t=時(shí)，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢相等d兩導(dǎo)線框的電阻相等時(shí)，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等 (多選)如圖所示為某興趣小組設(shè)計(jì)的一種發(fā)電裝置，在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角均為，磁場均沿半徑方向；矩形線圈abcd(d點(diǎn)未在圖中標(biāo)出)的匝數(shù)為n，其邊長ab=cd=l，bc=ad=2l；線圈的總電阻為r，外接電阻為r；線圈以角速度繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，bc邊和ad邊同時(shí)進(jìn)、出磁場在磁場中，bc邊和cd邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為b、方向始終與兩邊的運(yùn)動(dòng)方向垂直則()abc邊和ad邊在磁

8、場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小為nbl2bbc邊和ad邊在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，bc邊所受安培力的大小為c通過r的電流有效值為d通過r的電流有效值為.參考答案答案為：b；解析：v的示數(shù)應(yīng)是電壓的有效值220v,故a、d錯(cuò)誤;電壓的有效值恰好等于燈泡的額定電壓,燈泡正常發(fā)光,b正確;電壓的峰值um=2202v311v,大于300v,故電容有可能被擊穿,c錯(cuò)誤。答案為：d；解析：根據(jù)理想變壓器的工作原理得i1u1=i2u2、i1i2=n2n1,公式中的u2不是加在r兩端的電壓,故i2u2r,而i1u1等于r上消耗的功率i22r與下一級變壓器的輸入功率之和。只有選項(xiàng)d正確。答案為：b；解析：矩形交變電流

9、的有效值i1=im，正弦式交變電流的有效值i2=，根據(jù)電功率公式p=i2r，得p甲：p乙=i：i=i：2=2：1，故選項(xiàng)b正確答案為：a；解析：從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，即在0時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體框的oa邊切割第三象限的磁場線，則導(dǎo)體框中的感應(yīng)電動(dòng)勢為e=br2，感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向；在轉(zhuǎn)過90°至180°的過程中，即在的時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體框中的感應(yīng)電動(dòng)勢仍為e=br2，感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向；在轉(zhuǎn)過180°至270°的過程中，即在時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體框中的感應(yīng)電動(dòng)勢仍為e=br2，感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向；在轉(zhuǎn)過270°至360°的過程中，即在t

10、時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體框中的感應(yīng)電動(dòng)勢仍為e=br2，感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向根據(jù)電流有效值的定義可知，該交流電的有效值大小為i=，a正確答案為：a；解析： 滑動(dòng)變阻器r的滑片p從左端向右移動(dòng)過程中，滑動(dòng)變阻器的電阻減小，電路電流增大，由圖乙可知，二極管的電阻減小，電流、電壓增大，消耗的功率也增大，故a正確，b、c錯(cuò)誤；電源的功率為：p=ei，因?yàn)殡娏髟龃?，所以電源的功率增大，故d錯(cuò)誤所以a正確，b、c、d錯(cuò)誤答案為;c;解析：開關(guān)s1、s2都斷開時(shí)變壓器空載，副線圈兩端有電壓，電壓表示數(shù)不為零，故a錯(cuò)誤；變壓器不改變交流電的頻率，故負(fù)載端交流電的頻率為f=50 hz，故b錯(cuò)誤；深夜大部分用戶負(fù)載減少，干路

11、中電流減小，輸電線損耗也減小，用戶得到的電壓較高，故此時(shí)開燈燈泡較亮，故c正確；用電高峰時(shí)，負(fù)載增多，負(fù)載電阻減小，干路中電流增大，因此輸電線損耗電壓增大，導(dǎo)致降壓變壓器的輸入電壓降低，可增大降壓變壓器的副線圈的匝數(shù)，使輸出電壓增大來提高燈泡亮度，故d錯(cuò)誤。答案為：bd；解析： 由圖可知，電容并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端；當(dāng)滑片右移時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻減??；則總電阻減??；由閉合電路歐姆定律可知，總電流增大，故電流表示數(shù)增大，燈泡亮度變亮，因內(nèi)壓增大，故電壓表示數(shù)減小，故a錯(cuò)誤，b正確；由p=ei可知，電源的總功率變大；當(dāng)外阻和內(nèi)阻相等時(shí)輸出功率最大，因?yàn)椴恢劳庾韬蛢?nèi)阻的關(guān)系，所以不能判斷電源輸出功

12、率的變化，故c錯(cuò)誤；因電容器并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端；總電流變大，燈泡及內(nèi)阻分壓增大，則滑動(dòng)變阻器分壓減小，故電容器c兩端的電壓減小，所以c上的電量減小，故d正確所以bd正確，ac錯(cuò)誤答案為：bd；解析： 電源的電動(dòng)勢等于外電路斷路時(shí)的路端電壓，則對甲圖可知e=e，r=rr，選項(xiàng)a錯(cuò)誤b正確；圖乙中，e=；r=，故選項(xiàng)c錯(cuò)誤，d正確；故選bd.答案為：ab；解析：根據(jù)u1u2=n1n2,可得u2=55v,由于兩只理想二極管反接,r1=r2=50,所以電壓表的示數(shù)為u=u2=55v,故b正確;電流i2=u2r1=1110a,由i1i2=n2n1,可得i1=0.275a,故a正確;1min內(nèi)電阻r1上

13、產(chǎn)生的熱量為q=12i22r1t=1815j,故c錯(cuò)誤;電阻r2消耗的電功率為p=12i22r2=30.25w,故d錯(cuò)誤。答案為：bd；解析：由u=12sin 100t(v)可知，=100 rad/s=2f，該交流電源的頻率為f=50 hz，周期為0.02 s，由于變壓器不改變交變電流的頻率，所以通過電阻r1的交變電流的頻率為50 hz，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；由題圖(b)可知，r2=32 的電阻兩端電壓的有效值為u=12 v，電阻r2消耗的電功率為p2=4.5 w，由電阻r1與r2消耗的電功率相等，可知電阻r1消耗的電功率為p1=p2=4.5 w，選項(xiàng)b正確；由p1=i2r1，解得電流表的示數(shù)為i=1.5 a，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；變壓器副線圈電壓u=ir1=3 v，變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1n2=uu=123=41，選項(xiàng)d正確。答案為：bc；解析：當(dāng)導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時(shí)，兩導(dǎo)線框切割磁感線的有效長度不變，且又勻速旋轉(zhuǎn)切割磁感線，根據(jù)e=brv=br=br2，可得產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢恒定，故產(chǎn)生恒定的電流，不是正弦式交流電，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；感應(yīng)電流的周期和導(dǎo)線框的運(yùn)動(dòng)周期相等，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于t，選項(xiàng)b正確；在t=時(shí)，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢相等，都等于e=br2，選項(xiàng)c正確；導(dǎo)線框m在整個(gè)周期t內(nèi)，始終有一個(gè)邊在切割磁感線，線框n在進(jìn)入磁場后，0和t內(nèi)有感應(yīng)電