2023新教材高考物理二輪專題復(fù)習(xí)專題強(qiáng)化訓(xùn)練12直流電路與交流電路

專題強(qiáng)化訓(xùn)練12直流電路與交流電路選擇題(1～10題為單項(xiàng)選擇題，11～14題為多項(xiàng)選擇題)1．[2022·浙江6月]下列說法正確的是()A．恒定磁場對(duì)靜置于其中的電荷有力的作用B．小磁針N極在磁場中的受力方向是該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向C．正弦交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)，穿過線圈平面的磁通量最大時(shí)，電流最大D．升壓變壓器中，副線圈的磁通量變化率大于原線圈的磁通量變化率2．如圖是手機(jī)無線充電器的模型，其工作原理與理想變壓器相同，已知發(fā)射、接收線圈匝數(shù)比n1∶n2＝5∶1，C、D端輸出電流i＝eq\r(2)sin(2π×105t)(A)，則A、B端輸入電流的()A．頻率為50kHz B．周期為2×10－5sC．有效值為0.2A D．最大值為eq\r(2)A3．[2022·廣東押題卷]如圖所示，原線圈輸入穩(wěn)定交流電壓，S開關(guān)處于斷開狀態(tài)．某時(shí)刻燈泡L1稍微暗了一些，則原因可能是()A．輸入電壓增大 B．S開關(guān)閉合C．電阻R發(fā)生短路 D．電流表發(fā)生斷路4．[2022·浙江紹興月考]如圖所示為振動(dòng)手電筒的示意圖，通過搖晃手電筒使磁鐵與線圈發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)來給儲(chǔ)電器充電，儲(chǔ)電器再給LED燈泡供電．一般來回?fù)u晃手電筒的平均作用力約為2.0N，平均速度約為0.85m/s，機(jī)械能的四分之三可以轉(zhuǎn)化成LED燈泡正常發(fā)光時(shí)的電能．已知LED燈泡正常發(fā)光的電壓為3.1V，電流為32mA.下列說法正確的是()A．搖晃過程線圈磁通量保持不變B．LED燈泡的電阻約為1000ΩC．搖晃手電筒的機(jī)械功率約0.1WD．手電筒搖晃1min，燈泡約可正常發(fā)光13min5．隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，用電需求大幅增加，當(dāng)電力供應(yīng)緊張時(shí)，有關(guān)部門就會(huì)對(duì)部分用戶進(jìn)行拉閘限電．如圖是遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，假設(shè)發(fā)電廠輸出電壓恒定不變，輸電線的電阻為R，兩個(gè)變壓器均為理想變壓器．在某次拉閘限電后(假設(shè)所有用電器可視為純電阻)電網(wǎng)中數(shù)據(jù)發(fā)生變化，下列說法正確的是()A．降壓變壓器的輸出電壓U4減小了B．升壓變壓器的輸出電流I2增加了C．輸電線上損失的功率減小了D．發(fā)電廠輸出的總功率增加了6．[2022·安徽宣城二調(diào)]圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸OO′(OO′沿水平方向)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電阻R＝10Ω連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電壓表，示數(shù)是10V．圖乙是矩形線圈中磁通量隨時(shí)間t變化的圖像．線圈內(nèi)阻不計(jì)，則()A.此交流發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)平均值為10eq\r(2)VB.t＝0.02s時(shí)R兩端的電壓瞬時(shí)值為零C．R兩端的電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律是u＝10eq\r(2)·cos(100πt)VD．當(dāng)ab邊速度方向向上時(shí)，它所受安培力的方向也向上7.[2022·山東卷]如圖所示的變壓器，輸入電壓為220V，可輸出12V、18V、30V電壓，匝數(shù)為n1的原線圈中電壓隨時(shí)間變化為u＝Umcos(100πt).單匝線圈繞過鐵芯連接交流電壓表，電壓表的示數(shù)為0.1V．將阻值為12Ω的電阻R接在BC兩端時(shí)，功率為12W．下列說法正確的是()A．n1為1100匝，Um為220VB．BC間線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為1.4AC．若將R接在AB兩端，R兩端的電壓為18V，頻率為100HzD．若將R接在AC兩端，流過R的電流為2.5A，周期為0.02s8．[2022·廣東押題卷]圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2＝5∶1，電阻R＝20Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，阻值均為10Ω，S1為單刀雙擲開關(guān)．原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示．現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時(shí)L2正常發(fā)光．下列說法正確的是()A.輸入電壓u的表達(dá)式u＝20eq\r(2)sin50πt(V)B.只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光C．只斷開S2后，原線圈的輸入功率為0.8WD.若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.4W9．[2022·山東押題卷]如圖，變壓器的輸入端接入u1＝220eq\r(2)sin100πt(V)的交流電，開關(guān)S接1，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為20Ω時(shí)，此時(shí)電壓表的讀數(shù)為10eq\r(2)V．變壓器為理想變壓器，二極管正向電阻不計(jì)，所有電表均為理想電表，下列說法正確的是()A．若只將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)，則電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)增大B．若只將S從1撥到2，電流表示數(shù)變大C．S接1時(shí)，原、副線圈中接入電路的匝數(shù)之比為11∶1D．1min內(nèi)滑動(dòng)變阻器產(chǎn)生的熱量為400J10．[2022·湖南押題卷]如圖所示，理想變壓器原線圈與矩形線圈abcd組成閉合電路，副線圈接有定值電阻R1和滑動(dòng)變阻器R2.線圈abcd在有界勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場只分布在bc邊的左側(cè)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里．線圈abcd的面積為S，角速度大小為ω，匝數(shù)為N，其電阻忽略不計(jì)，圖中各電表均為理想電表．開關(guān)閉合后，下列說法正確的是()A．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)時(shí)，電流表A的示數(shù)變小B．在線圈abcd的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，通過其磁通量的最大值為NBSC．當(dāng)變壓器原線圈的滑片向下滑動(dòng)時(shí)，電壓表V的示數(shù)變小D．若線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小變?yōu)?ω，則變壓器原線圈電壓的有效值為NBSω11．[2022·湖北卷]近年來，基于變壓器原理的無線充電技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，其簡化的充電原理圖如圖所示．發(fā)射線圈的輸入電壓為220V、匝數(shù)為1100匝，接收線圈的匝數(shù)為50匝．若工作狀態(tài)下，穿過接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈的80%，忽略其它損耗，下列說法正確的是()A．接收線圈的輸出電壓約為8VB．接收線圈與發(fā)射線圈中電流之比約為22∶1C．發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相同D.穿過發(fā)射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的相同12．如圖所示為一種海上導(dǎo)航浮標(biāo)的簡化原理圖．固定的內(nèi)圓筒上繞有線圈．某段時(shí)間內(nèi)，海浪驅(qū)動(dòng)固定在外浮筒的磁體相對(duì)于線圈運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生正弦式交變電流，頻率為1Hz，電壓最大值為31V．理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶10，原線圈接內(nèi)圓筒線圈的輸出端，副線圈接指示燈．下列說法正確的是()A．通過指示燈電流的頻率為10HzB．指示燈兩端電壓的有效值約為220VC．指示燈消耗的電功率等于變壓器的輸入功率D.變壓器的輸入電壓與繞在內(nèi)圓筒上線圈的匝數(shù)無關(guān)13．[2022·山東押題卷]一交流發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)磁通量隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖甲所示．已知發(fā)電機(jī)線圈的匝數(shù)N＝50匝，其總電阻r＝2.5Ω.乙圖中燈泡的額定電壓為48V，額定功率為153.6W．現(xiàn)將該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓接在乙圖中理想降壓變壓器原線圈的a、b兩端，此時(shí)燈泡正常發(fā)光．則()A．發(fā)電機(jī)線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝100eq\r(2)sin(100πt)VB．燈泡正常工作時(shí)的電阻為15ΩC．理想降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1D．發(fā)電機(jī)線圈的熱功率為102.4W14．[2022·重慶押題卷]理想變壓器原線圈匝數(shù)n1＝270匝，輸入如圖甲所示的正弦交變電壓．P是副線圈上的滑動(dòng)觸頭，當(dāng)P處于如圖乙所示位置時(shí)，副線圈連入電路的匝數(shù)n2＝135匝，燈泡L恰能正常發(fā)光，電容器C剛好不被擊穿，R是滑動(dòng)變阻器．下列說法正確的是()A．電容器的擊穿電壓為11eq\r(2)VB．若R的滑片不動(dòng)，向下移動(dòng)P，則電容器的電容變小C．若R的滑片不動(dòng)，向下移動(dòng)P，則原線圈的輸入功率變大D．若P不動(dòng)，向上移動(dòng)R的滑片，則燈泡變暗專題強(qiáng)化訓(xùn)練12直流電路與交流電路1．解析：恒定磁場對(duì)靜置于其中的電荷沒有力的作用，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小磁針N極在磁場中的受力方向指向該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向，選項(xiàng)B正確；正弦交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)，穿過線圈平面的磁通量最大時(shí)，磁通量的變化率為零，電流為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；變壓器副線圈的磁通量變化率和原線圈的磁通量變化率相等，與線圈匝數(shù)無關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：B2．解析：變壓器不改變周期和頻率，所以周期為T＝eq\f(2π,ω)＝10－5s，頻率為f＝eq\f(1,T)＝105Hz＝100kHz，故A、B錯(cuò)誤；C、D端輸出電流的最大值為eq\r(2)A，由eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2m,I1m)可得A、B端輸入電流的最大值為I1m＝eq\f(\r(2),5)A，A、B端輸入電流的有效值為I1＝eq\f(I1m,\r(2))＝0.2A，故C正確，D錯(cuò)誤．答案：C3．解析：如果輸入電壓U1變大，則U2變大，根據(jù)UL1＝eq\f(RL1,R＋RL1)U2，可知L1兩端電壓變大，燈泡L1變亮，故A錯(cuò)誤；若S閉合，則并聯(lián)電阻變小，副線圈總電阻變小，副線圈電流I2變大，則根據(jù)UL1＝U2－I2R，可知L1兩端電壓變小，燈泡L1變暗，故B正確；若電阻R發(fā)生短路則UL1＝U2，L1兩端電壓變大，燈泡L1變亮，故C錯(cuò)誤；電流表發(fā)生斷路，則原線圈電流為零，副線圈電流為零，L1應(yīng)熄滅，故D錯(cuò)誤．答案：B4．解析：搖晃過程中，磁鐵與線圈相對(duì)位置發(fā)生變化，線圈內(nèi)磁通量改變，產(chǎn)生感應(yīng)電流給儲(chǔ)電器充電，A錯(cuò)誤；燈泡電阻為R＝eq\f(U,I)＝eq\f(3.1,0.032)Ω＝96.875Ω，B錯(cuò)誤；搖晃手電筒的機(jī)械功率約P＝Fv＝2×0.85W＝1.7W，C錯(cuò)誤；燈泡的電功率為P燈＝UI＝3.1×0.032W＝0.0992W，手電筒搖晃1min，燈泡可正常發(fā)光的時(shí)間約為t＝eq\f(W,P燈)＝eq\f(1.7×60×\f(3,4),0.0992)s≈13min，D正確．答案：D5．解析：拉閘限電后，用電器減少，意味著并聯(lián)支路減少，用戶端總電阻增加，I4減小，I2＝I3也隨著減小，輸電線上的電壓損失ΔU減小，由于發(fā)電廠輸出電壓U1恒定，輸送電壓U2也恒定，根據(jù)U2＝ΔU＋U3，可知U3增加，U4也增加，故A、B錯(cuò)誤；根據(jù)ΔP＝Ieq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))R，可知輸電線上損失的功率減小了，故C正確；I2減小，I1也隨著減小，發(fā)電廠輸出電壓U1恒定，所以發(fā)電廠輸出總功率減小，故D錯(cuò)誤．答案：C6．解析：矩形線圈相當(dāng)于電源，若繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，將產(chǎn)生正弦交流電，電阻R＝10Ω，電壓表示數(shù)10V，說明eq\f(Um,\r(2))＝10V，即Um＝10eq\r(2)V．根據(jù)乙圖t＝0時(shí)磁通量等于0，可判斷t＝0時(shí)電壓最大，所以電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律為u＝10eq\r(2)cos（100πt）V，C正確；t＝0.02s時(shí)u＝10eq\r(2)V，B錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流總是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以當(dāng)ab邊速度方向向上時(shí)，它所受安培力的方向向下，D錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)最大值為Em＝10eq\r(2)V，平均值一定小于10eq\r(2)V，A錯(cuò)誤．答案：C7．解析：根據(jù)理想變壓器的變壓規(guī)律有eq\f(U,n1)＝eq\f(0.1V,1)，代入U(xiǎn)＝220V得n1＝2200，Um＝eq\r(2)U＝220eq\r(2)V，A錯(cuò)誤；由功率與電壓的關(guān)系得UBC＝eq\r(PR)＝12V，根據(jù)理想變壓器的變壓規(guī)律有eq\f(U,n1)＝eq\f(UBC,nBC)，代入數(shù)據(jù)解得nBC＝120，由歐姆定律得I＝eq\f(UBC,R)＝1A，B錯(cuò)誤；由以上分析結(jié)合題意可知UAB＝18V，UAC＝30V，變壓器不改變交流電的頻率，故f＝eq\f(ω,2π)＝50Hz，C錯(cuò)誤；由歐姆定律得I′＝eq\f(UAC,R)＝2.5A，周期T＝eq\f(1,f)＝0.02s，D正確．答案：D8．解析：由圖乙可知周期為T＝0.02s，則有ω＝eq\f(2π,T)＝100π，所以輸入電壓u的表達(dá)式應(yīng)為u＝20eq\r(2)sin100πt（V），A錯(cuò)誤；將S1接1，S2閉合時(shí)，L2正常發(fā)光，L2的電壓為副線圈的輸出電壓U2，當(dāng)只斷開S2時(shí)，L1接入電路，與L2串聯(lián)，L1、L2的電壓都只為副線圈的輸出電壓的一半，故L1、L2均不能正常發(fā)光，B錯(cuò)誤；只斷開S2后，負(fù)載電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，副線圈輸出電壓不變，由圖乙可知原線圈的輸入電壓有效值為U1＝20V，副線圈輸出電壓U2＝eq\f(n2,n1)U1＝eq\f(1,5)×20V＝4V，由輸入功率等于輸出功率P入＝P出＝eq\f(Ueq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)),2RL)＝eq\f(42,2×10)W＝0.8W，C正確；若S1換接到2后，電阻R兩端電壓有效值為U2＝4V，R消耗的電功率為P＝eq\f(Ueq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)),R)＝eq\f(42,20)W＝0.8W，D錯(cuò)誤．答案：C9．解析：若只將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)，負(fù)載電阻增大，則副線圈電流I2減小，原線圈電流I1減小，即電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)由輸入電壓和匝數(shù)比決定，故電壓表示數(shù)保持不變，A錯(cuò)誤；若只將S從1撥到2，原線圈匝數(shù)n1增大，可知副線圈輸出電壓減小，滑動(dòng)變阻器兩端電壓減小，故滑動(dòng)變阻器消耗功率減小，根據(jù)變壓器輸入功率等于輸出功率可得U1I1＝PR可知，原線圈輸入電壓U1不變，滑動(dòng)變阻器消耗功率減小，則原線圈電流I1減小，即電流表示數(shù)減小，B錯(cuò)誤；開關(guān)S接1時(shí)，設(shè)此時(shí)副線圈的輸出電壓為U2，由于二極管的單向?qū)щ娦?，使得加在滑?dòng)變阻器上的電壓只剩下一半波形，由電流熱效應(yīng)可得eq\f(Ueq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)),R)·eq\f(T,2)＝eq\f(（10\r(2)V）2,R)T，解得U2＝20V，由題意可知U1＝eq\f(220\r(2),\r(2))V＝220V，可得原、副線圈中接入電路的匝數(shù)之比為eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(220,20)＝eq\f(11,1)，C正確；1min內(nèi)滑動(dòng)變阻器產(chǎn)生的熱量為Q＝eq\f(Ueq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(有)),R)t＝eq\f(（10\r(2)）2,20)×60J＝600J，D錯(cuò)誤．答案：C10．解析：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)時(shí)，電路的總電阻減小，電壓不變，電流變大，電流表A的示數(shù)變大，A錯(cuò)誤；磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)，在線圈abcd的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，線圈磁通量的最大值為BS，B錯(cuò)誤；當(dāng)變壓器原線圈的滑片向下滑動(dòng)時(shí)，原線圈匝數(shù)減小，副線圈的電壓變大，電壓表V的示數(shù)變大，C錯(cuò)誤；若線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周只有半周在磁場中發(fā)生電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的交流電為正弦交流電（全波波形）的每個(gè)周期有半個(gè)周期存在電動(dòng)勢(shì)（半波波形），設(shè)輸入電壓的有效值為U，電動(dòng)勢(shì)最大值為Um，則eq\f(U2,R)T＝eq\f(（\f(Um,\r(2))）2,R)·eq\f(T,2)，因此電壓有效值為U＝eq\f(Um,2)＝eq\f(NBSω,2)，當(dāng)角速度大小變?yōu)?ω時(shí)，變壓器原線圈電壓的有效值為NBSω，D正確．答案：D11．解析：根據(jù)eq\f(n1,n2)＝eq\f(80%U1,U2)可得接收線圈的輸出電壓約為U2＝8V，A正確；由于存在磁漏現(xiàn)象，電流比不再與匝數(shù)成反比，B錯(cuò)誤；變壓器是不改變其交變電流的頻率的，C正確；由于穿過發(fā)射線圈的磁通量與穿過接收線圈的磁通量大小不相同，所以穿過發(fā)射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的不相同，D錯(cuò)誤．答案：AC12．解析：變壓器不改變交流電頻率，故A錯(cuò)誤；交流電有效值U1＝eq\f(31,\r(2))V≈22V，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，因此指示燈兩端電壓的有效值約為U2＝220V，B正確；理想變壓器沒有能量損失，因此指示燈消耗的電功率等于變壓器的輸入功率，故C正確；根據(jù)E＝neq\f(ΔΦ,Δt)可知變壓器的輸入電壓與繞在內(nèi)圓筒上線圈的匝數(shù)有關(guān)，故D錯(cuò)誤．答案：BC13．解析：峰值Em＝NΦm·eq\f(2π,T)＝100eq\r(2)V，t＝0時(shí)刻，線圈平面與磁感線平行，發(fā)電機(jī)線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝100eq\r(2)cos（100πt）V，故A錯(cuò)誤；燈泡正常工作時(shí)的電阻為R＝eq\f(U2,P)＝15Ω，故B正確；發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E＝eq\f(Em,\r(