2023高考物理二輪專題復習與測試專題強化練十三直流電路與交流電路

專題強化練(十三)直流電路與交流電路1．隨著環(huán)境問題的日益嚴重以及電池技術(shù)的發(fā)展，零排放的純電動汽車逐漸走入了我們的生活．隨著電池容量、可靠性、安全性與充電技術(shù)等的不斷成熟，純電動汽車正在迅速發(fā)展．截至2017年底，我國自主研發(fā)了各類用途的數(shù)百款純電動汽車，保有量以百萬計．純電動汽車的發(fā)展將極大緩解燃油汽車帶來的污染問題，有助于改善城市的空氣質(zhì)量．下表是某款電動汽車的蓄電池參數(shù)，據(jù)此下列說法正確的是()電池只數(shù)100只電池容量/只1200mA·h充電參數(shù)(電壓/電流)420V，20A放電時平均電壓/只3.3VA．電池從完全沒電到充滿電所需時間為12hB．電池容量的單位mA·h就是能量單位C．該電池組充電時的功率為8.4×103WD．該電池組充滿電時的能量約為8.4×103J解析：電池從完全沒電到充滿電所需時間為t＝eq\f(q,I)＝eq\f(100×1200mA·h,20A)＝6h，故A錯誤；電池容量的單位mA·h是電量的單位，故B錯誤；該電池組充電時的功率為P＝UI＝420×20W＝8400W，故C正確；該電池組充滿電時的能量為W＝UIt＝420V×20A×6h＝50.4kW·h≈1.8×108J，故D錯誤．故選C.答案：C2．圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，A為理想交流電流表．線圈繞垂直于磁場的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖甲所示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖像如圖乙所示．下列說法正確的是()A．該交變電流的頻率為0.5HzB．該交變電流的有效值是10eq\r(2)AC．t＝0.01s時，穿過線圈的磁通量最大D．該交變電流瞬時值表達式為i＝10eq\r(2)cos100πt(A)解析：由圖像可知，周期為T＝2×10－2s，則頻率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，故A錯誤；由圖像可知，電流的最大Im＝10eq\r(2)A，有效值I＝eq\f(Im,\r(2))＝10A，故B錯誤；由題圖乙可知t＝0.01s時，感應電流最大，則此時穿過線圈的磁通量為零，故C錯誤；線圈轉(zhuǎn)動的角速度為ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，由圖甲可知，t＝0時刻線圈位置垂直于中性面，則該交變電流瞬時值表達式為i＝10eq\r(2)cos100πt(A)，故D正確．故選D.答案：D3．(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，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0.02s解析：變壓器的輸入電壓為220V，原線圈的交流電的電壓與時間成余弦函數(shù)關(guān)系，故輸入交流電壓的最大值為220eq\r(2)V，根據(jù)理想變壓器原線圈與單匝線圈的匝數(shù)比為eq\f(n1,1)＝eq\f(220V,0.1V)，解得原線圈為2200匝，A錯誤；根據(jù)圖像可知，當原線圈輸入220V時，BC間的電壓應該為12V，故BC間的線圈匝數(shù)關(guān)系有eq\f(nBC,I)＝eq\f(1.2V,0.1V)＝120，BC間的線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為IBC＝eq\f(P,UBC)＝eq\f(12W,12V)＝1A，B錯誤；若將R接在AB端，根據(jù)圖像可知，當原線圈輸入220V時，AB間的電壓應該為18V．根據(jù)交流電原線圈電壓的表達式可知，交流電的角速度為100π，故交流電的頻率為f＝eq\f(1,T)＝eq\f(ω,2π)＝50Hz，C錯誤；若將R接在AC端，根據(jù)圖像可知，當原線圈輸入220V時，AC間的電壓應該為30V，根據(jù)歐姆定律可知，流過電阻R的電流為IAC＝eq\f(UAC,R)＝eq\f(30,12)A＝2.5A，交流電的周期為T＝eq\f(1,f)＝eq\f(2π,ω)＝0.02s，D正確．故選D.答案：D4．圖甲所示為可拆變壓器的零部件，其中鐵芯B可以橫向固定在鐵芯A頂端形成閉合鐵芯．原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2，將它們分別套在鐵芯A的兩臂上，如圖乙所示．某同學為測量原線圈的電阻，用合適擋位的歐姆表兩表筆與原線圈的兩接線柱連接，等指針穩(wěn)定后讀數(shù)．之后原線圈兩端接正弦交流電源，測得原、副線圈兩端的電壓分別為U1和U2.下列說法正確的是()A．歐姆表兩表筆與接線柱連接時，其示數(shù)逐漸增大最后穩(wěn)定在一個值B．歐姆表兩表筆與接線柱斷開時，原線圈兩端的電壓從穩(wěn)定值逐漸減小C．若不安裝鐵芯B在鐵芯A上，則有U1∶U2>n1∶n2D．將鐵芯B安裝到鐵芯A上后，則有U1∶U2<n1∶n2解析：兩表筆與接線柱接觸瞬間，由于線圈的自感作用，會產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的增加，開始時電流較小，歐姆表示數(shù)較大，由于電流的逐漸穩(wěn)定，其阻礙減弱，電流逐漸變大，歐姆表示數(shù)會逐漸減小最后穩(wěn)定在一個值，故A錯誤；兩表筆與接線柱斷開瞬間，由于線圈的自感作用，線圈會產(chǎn)生較大的自感電動勢，其兩端電壓瞬間變大，由于沒有形成閉合回路，緊接著兩端的電壓變?yōu)榱?，故B錯誤；若不安裝鐵芯B在鐵芯A上，會存在著較大的漏磁，副線圈比沒有鐵芯時的電壓會小很多，所以eq\f(ΔΦ1,Δt)＝eq\f(U1,n1)>eq\f(ΔΦ2,Δt)＝eq\f(U2,n2)，U1∶U2>n1∶n2，故C正確；將鐵芯B安裝到鐵芯A上后，形成閉合磁路，沒有漏磁，則有U1∶U2＝n1∶n2，故D錯誤．故選C.答案：C5．某同學通過學習電磁感應的相關(guān)知識，利用實驗室里的線圈自制了一個放大版的手機揚聲器，裝置如圖所示．兩個匝數(shù)不同的線圈A、B之間沒有導線相連，線圈A與手機的音頻輸出端連接，線圈B與音響連接．為檢驗該裝置是否能正常工作及其播放效果，現(xiàn)將線圈A插入線圈B中，則下列說法正確的是()A．因A、B兩線圈之間未用導線連通，所以該揚聲裝置不可能發(fā)出聲音B．線圈B中產(chǎn)生變化的電流使音響發(fā)聲C．將A、B線圈互換，音響的播放效果不變D．在A線圈中插入鐵芯，音響的播放效果不變解析：該裝置的原理是互感，A、B線圈不需要用導線連通，故A錯誤；線圈B中產(chǎn)生變化的電流使音響發(fā)出高低不同的聲音，故B正確；A、B兩個線圈的匝數(shù)不同，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比的關(guān)系可知將A、B線圈互換，感應電壓變化，音響的播放效果發(fā)生變化，故C錯誤；在A線圈中插入鐵芯，增加了磁感應強度，能夠增大感應電壓，音響的播放效果會更好，故D錯誤．故選B.答案：B6．如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖．發(fā)電站輸出的電壓U1不變；升壓變壓器輸出電壓為U2，降壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U3和U4.為了測高壓電路的電壓和電流，在輸電線路的起始端接入電壓互感器和電流互感器，若不考慮變壓器和互感器自身的能量損耗，所有的電表均為理想電表，則()A．①為電流表，②為電壓表B．U2>U3C．僅將滑片Q下移，則輸電線損耗功率減少D．凌晨時分，用戶家的燈將變得更暗解析：由圖可知①接在火線和零線之間，為電壓表，②接在同一條線上，測得是電流，為電流表，選項A錯誤；由于輸電線上有電壓降，所以U2>U3，選項B正確；僅將滑片Q下移，則輸電電壓U2增大，R不變，所以輸電電流I2增大，而輸電線損耗功率為ΔP＝Ieq\o\al(2,2)r，所以輸電線損耗功率增大，選項C錯誤；凌晨時分，降壓變壓器的輸出端用電量減少，電路中的電流減小，則輸電線上的電壓降減小，則降壓變壓器的輸入電壓增大，用戶得到的電壓變大，用戶家的燈將變得更亮，選項D錯誤．故選B.答案：B7．某發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖如圖，其中N、S是永久磁鐵的兩個磁極，M是圓柱形鐵芯，鐵芯外套有一矩形導線圈，線圈在繞過鐵芯M中心的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動．磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑的輻向磁場，磁感應強度大小處處相等．若從線圈處于圖示位置開始計時，設此時電動勢為正值，圖中能正確反映線圈中感應電動勢e隨時間t變化規(guī)律的是()ABCD解析：由于磁感應強度大小處處相等，且線圈切割磁感線的線速度大小不變，所以線圈中感應電動勢大小恒定，且每當線圈轉(zhuǎn)至豎直位置時，感應電流方向發(fā)生一次改變，從圖示位置開始計時，線圈再轉(zhuǎn)過四分之一周期電流方向?qū)⒏淖?，綜上所述可知D正確．故選D.答案：D8．(多選)近年來，基于變壓器原理的無線充電技術(shù)得到了廣泛應用，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%，忽略其他損耗，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，故A正確；根據(jù)eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,80%I1)，可得eq\f(I1,I2)＝eq\f(88,5).故B錯誤；變壓器是不改變其交變電流的頻率的，故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，故D錯誤．故選A、C.答案：AC9．(多選)如圖為一理想變壓器，S為單刀雙擲開關(guān)，P為滑動變阻器的滑動觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流強度，則()A．保持U1及P的位置不變，S由a合到b時，I1將減小B．保持U1及P的位置不變，S由b合到a時，R消耗的功率增大C．保持U1不變，S合在a處，使P上滑，I1將減小D．保持P的位置不變，S合在a處，若U1增大，I1將增大解析：S由a轉(zhuǎn)換到b時，n1減小，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，可知U2增大，則P2＝eq\f(Ueq\o\al(2,2),R