2021新高考物理二輪復(fù)習(xí)專題限時(shí)集訓(xùn)11直流電路與交流電路

專題限時(shí)集訓(xùn)(十一)(建議用時(shí)：40分鐘)1．(2019·江蘇高考)某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶10，當(dāng)輸入電壓增加20V時(shí)，輸出電壓()A．降低2V B．增加2VC．降低200V D．增加200VD[由理想變壓器原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比即eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，得：U2＝eq\f(n2,n1)U1，即副線圈兩端電壓與原線圈兩端電壓成正比，所以有：ΔU2＝eq\f(n2,n1)·ΔU1，當(dāng)輸入電壓增加20V時(shí)，輸出電壓增加200V，故D正確。]2．(2020·武漢二中測(cè)試)如圖甲、乙所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E＝12V，內(nèi)阻r＝3Ω，R0＝1Ω，直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻R′0＝1Ω，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1時(shí)可使甲電路電源輸出功率達(dá)到最大，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2時(shí)可使乙電路電源輸出功率達(dá)到最大，且此時(shí)電動(dòng)機(jī)剛好正常工作(額定輸出功率為P0＝2W)，則R1和R2的值為()甲乙A．1.5Ω，1.5Ω B．1.5Ω，2ΩC．2Ω，2Ω D．2Ω，1.5ΩD[甲電路是純電阻電路，當(dāng)外電阻與電源內(nèi)阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，所以R1＝2Ω；乙電路是含電動(dòng)機(jī)電路，在非純電阻電路中不能用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算，則其電源輸出功率P＝IU＝I(E－Ir)，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，當(dāng)I＝eq\f(E,2r)＝2A時(shí)P有最大值，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為2W，發(fā)熱功率為I2R′0＝4W，所以電動(dòng)機(jī)的輸入功率為6W，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為eq\f(6W,2A)＝3V，R2兩端電壓為3V，所以R2＝1.5Ω，選項(xiàng)D正確。]3．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，其內(nèi)阻為r，L為小燈泡(其燈絲電阻可視為不變)，R1、R2為定值電阻，R1>r，R3為光敏電阻，其阻值隨光照強(qiáng)度的增加而減小，閉合開關(guān)S后，若照射R3的光照強(qiáng)度減弱，則()A．R1兩端的電壓變大 B．通過R2的電流變大C．電源的輸出功率變大 D．小燈泡消耗的功率變大B[因照射R3的光照強(qiáng)度減弱，則光敏電阻R3的阻值增大，電路中的總電阻增大；由閉合電路歐姆定律可得，電路中干路電流減小，故R1兩端的電壓減小，A錯(cuò)誤；因干路電流減小，電源的內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，又因R1兩端的電壓減小，故并聯(lián)電路部分電壓增大，則流過R2的電流增大，由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，流過燈泡的電流減小，由P＝I2RL可知，小燈泡消耗的功率變小，B正確，D錯(cuò)誤；由于R1>r，結(jié)合電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系可知，當(dāng)外電阻增大時(shí)，電源的輸出功率變小，C錯(cuò)誤。]4．(易錯(cuò)題)一個(gè)匝數(shù)為100匝，電阻為R＝0.5Ω的閉合線圈處于某一磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面，從某時(shí)刻起穿過線圈的磁通量按圖示規(guī)律變化。則線圈中產(chǎn)生交變電流的有效值為()A．5eq\r(2)AB．2eq\r(5)AC．6AD．5AB[0～1s內(nèi)磁通量的變化率為k1＝eq\f(0.01,1)Wb/s＝0.01Wb/s，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1＝nk1＝1V,1～1.2s內(nèi)磁通量變化率為k2＝eq\f(0.01,0.2)Wb/s＝0.05Wb/s，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2＝nk2＝5V。則對(duì)于此線圈，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q＝Q1＋Q2＝eq\f(12,0.5)×1J＋eq\f(52,0.5)×0.2J＝12J，根據(jù)交流電有效值的定義有Q＝I2RT，解得I＝2eq\r(5)A。][易錯(cuò)點(diǎn)評(píng)]交流電的有效值是從電流熱效應(yīng)的角度，認(rèn)為其在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)能與某一恒定電流在該時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)能相等，故在分析時(shí)，一是要注意選定一個(gè)周期進(jìn)行分析；二是要注意一個(gè)周期內(nèi)不同時(shí)間，電流不同時(shí)，則應(yīng)分段進(jìn)行分析。5．一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2＝10∶1。原線圈輸入如圖所示的正弦交變電壓，副線圈接入一阻值為22Ω的電阻。下列說法正確的是()A．電阻中交變電流的方向每秒改變50次B．原線圈中電流的有效值是0.14AC．與電阻并聯(lián)的交流電壓表示數(shù)是22VD．1min內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量是2.64×103JC[由圖象可知，電壓的有效值為220V，T＝0.02s，此交流電一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變2次，所以1s內(nèi)電流方向改變100次，而變壓器工作時(shí)，不改變電流的頻率，故A錯(cuò)誤；據(jù)理想變壓器的變壓規(guī)律可知，U2＝eq\f(n2,n1)U1＝22V，所以副線圈中的電流為I2＝eq\f(U2,R)＝1A，則I1＝eq\f(n2,n1)I2＝0.1A，當(dāng)電壓表與電阻并聯(lián)時(shí)，電壓表的示數(shù)為副線圈兩端的電壓，為22V，故B錯(cuò)誤，C正確；1min內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量為Q＝Ieq\o\al(2,2)Rt＝12×22×60J＝1320J，故D錯(cuò)誤。]6．(多選)如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖。發(fā)電機(jī)輸出功率恒定，升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U1和U2。下列說法正確的是()A．采用高壓輸電可以增大輸電線中的電流B．升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)C．輸電線損耗的功率為eq\f(U\o\al(2,2),r)D．將P上移，用戶獲得的電壓將升高BD[發(fā)電機(jī)輸出功率恒定，根據(jù)P＝UI可知，采用高壓輸電可以減小輸電線中的電流，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓之比等于匝數(shù)之比，所以eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)，選項(xiàng)B正確；U2等于輸電線電阻r上的電壓與降壓變壓器的輸入電壓之和，分析可知，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若P上移，降壓變壓器的原線圈匝數(shù)減小，由以上分析可知，用戶獲得的電壓將升高，選項(xiàng)D正確。]7．(多選)在如圖甲所示的電路中，L1、L2、L3為三個(gè)相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。當(dāng)開關(guān)S閉合后，電路中的總電流為0.25A，則此時(shí)()甲乙A．L1兩端的電壓為L(zhǎng)2兩端電壓的2倍B．L1消耗的電功率為0.75WC．L2的電阻為12ΩD．L1、L2消耗的電功率的比值大于4BD[電路中的總電流為0.25A，即L1中電流為0.25A，由小燈泡的伏安特性曲線可知L1兩端的電壓為3.0V，L1消耗的電功率為P1＝U1I1＝0.75W，選項(xiàng)B正確；根據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律可知，L2中的電流為0.125A，由小燈泡的伏安特性曲線可知，L2兩端的電壓大約為0.3V，故L1兩端的電壓約為L(zhǎng)2兩端電壓的10倍，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由歐姆定律可知，L2的電阻約為R2＝eq\f(U2,I2)＝eq\f(0.3,0.125)Ω＝2.4Ω，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；L2消耗的電功率約為P2＝U2I2＝0.3×0.125W＝0.0375W，即L1、L2消耗的電功率的比值大于4，選項(xiàng)D正確。]8．如圖所示，在磁極和圓柱狀鐵芯間形成的兩部分磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角α均為eq\f(4,9)π，磁感應(yīng)強(qiáng)度B均沿半徑方向。單匝矩形線圈abcd的寬ab＝L，長(zhǎng)bc＝2L，線圈繞中軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)對(duì)外電阻R供電。若線圈電阻為r，電流表內(nèi)阻不計(jì)，則下列說法正確的是()A．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生正弦式交流電B．從圖位置開始轉(zhuǎn)過90°角時(shí)，電流方向?qū)l(fā)生改變C．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中穿過線圈的磁通量的變化率不變D．電流表的示數(shù)為eq\f(4BL2ω,3R＋r)D[bc邊向上切割時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閏→b，bc邊向下切割時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閎→c，所以線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，流過電阻R的電流是交流電，但電流的大小不變，所以產(chǎn)生的不是正弦交流電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從圖示位置開始轉(zhuǎn)過90°角時(shí)，電流方向不發(fā)生改變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于磁場(chǎng)有范圍，故線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中穿過線圈的磁通量的變化率是變化的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em＝2BL2ω，感應(yīng)電流為：Im＝eq\f(Em,R＋r)＝eq\f(2BL2ω,R＋r)，一個(gè)周期內(nèi)，通電時(shí)間為t＝eq\f(4,9)T，R上消耗的電能為W＝Ieq\o\al(2,m)Rt，且有W＝I2RT，解得線圈上電流的有效值為I＝eq\f(4BL2ω,3R＋r)，選項(xiàng)D正確。]9．(多選)(2020·湖北大冶六中月考)如圖甲所示，將阻值為R＝5Ω的電阻接到內(nèi)阻不計(jì)的正弦交變電源上，回路中瞬時(shí)電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，電壓表、電流表均為理想電表，下列說法正確的是()甲乙丙丁A．電壓表示數(shù)為2.5VB．電阻R消耗的電功率為0.625WC．若此交變電流由一矩形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生，如圖丙所示，當(dāng)線圈的轉(zhuǎn)速提升一倍時(shí)，電流表的示數(shù)為1AD．圖乙所示的交變電流與圖丁所示的電流比較，接同一電阻的發(fā)熱功率之比為1∶2BD[電流的最大值Im＝0.5A，電壓的最大值Um＝Im·R＝0.5×5V＝2.5V，電壓的有效值U＝1.25eq\r(2)V＝1.77V，A錯(cuò)誤；R上的電功率P＝eq\f(U2,R)＝eq\f(1.25\r(2)2,5)W＝0.625W，B正確；轉(zhuǎn)速提升一倍，電流也增大一倍，則電流的最大值變?yōu)?A，有效值變?yōu)閑q\f(\r(2),2)A，故電流表讀數(shù)為0.71A，C錯(cuò)誤；由有效值的概念可得圖丁中電流的有效值為0.5A，則圖乙中電流與圖丁中電流的有效值之比為1∶eq\r(2)，根據(jù)P＝I2R可知，發(fā)熱功率之比為1∶2，D正確。]10．(2020·濰坊市高三第二次模擬考試)如圖所示，理想變壓器原線圈接在正弦交流電源上，副線圈接有兩個(gè)相同的燈泡，燈泡的額定電壓為110V，電流表、電壓表均為理想電表。開關(guān)S閉合時(shí)兩電流表示數(shù)相同，兩燈泡均正常發(fā)光，若斷開開關(guān)S，導(dǎo)線電阻不計(jì)，則()A．電流表A2示數(shù)變大B．電壓表V2示數(shù)變大C．電壓表V1示數(shù)為220eq\r(2)VD．電流表A1和A2示數(shù)之比為1∶2D[開關(guān)閉合時(shí)兩電流表示數(shù)相同，可知變壓器輸出電流I2＝2I1，根據(jù)變壓器電流與匝數(shù)的關(guān)系可知，變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2＝I2∶I1＝2∶1，若斷開開關(guān)，副線圈輸出電壓不變，V2示數(shù)不變，A2示數(shù)不變，A1和A2示數(shù)之比為1∶2，A、B錯(cuò)誤，D正確；由開關(guān)閉合時(shí)兩燈泡均正常發(fā)光可知，副線圈輸出電壓U2＝110V，根據(jù)變壓器變壓公式知，U1∶U2＝n1∶n2＝2∶1，解得變壓器輸入電壓U1＝220V，即V1示數(shù)為220V，斷開開關(guān)時(shí)V1示數(shù)不變，C錯(cuò)誤。]11．(2020·河南鄭州一測(cè))某理想變壓器有兩個(gè)副線圈，原線圈匝數(shù)為n，兩個(gè)副線圈匝數(shù)分別為n1和n2，如圖所示。所接電阻R1＝R2，電流表為理想交流電表，D為理想二極管，原線圈接正弦交流電源，下列說法正確的是()A．滑動(dòng)變阻器滑片向上滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變小B．滑動(dòng)變阻器滑片向上滑動(dòng)時(shí)，副線圈n2的輸出電壓變大C．R1兩端的電壓與R2兩端的電壓之比為n1∶n2D．R1的功率與R2的功率之比為neq\o\al(2,1)∶neq\o\al(2,2)A[一組原線圈對(duì)應(yīng)多組副線圈同樣符合電壓關(guān)系、功率關(guān)系，有eq\f(U,n)＝eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)、P＝P1＋P2＝U1I1＋U2I2，R增大，n、n1、n2不變，不影響U、U1和U2，所以I1減小，P1減小，則原線圈功率P減小，故原線圈電流減小，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；R1兩端電壓等于U1，第二個(gè)副線圈電路中的二極管使得R2兩端電壓不等于U2，所以R1、R2兩端電壓之比不等于n1∶n2，兩電阻相等，由P＝eq\f(U2,R)可知，R1的功率與R2的功率之比不是neq\o\al(2,1)∶neq\o\al(2,2)，C、D項(xiàng)均錯(cuò)誤。]12．(2020·濟(jì)寧市6月高考模擬考試)如圖所示，理想變壓器的原線圈輸入電壓的有效值保持不變，副線圈匝數(shù)可調(diào)，與副線圈相連的輸電線的等效電阻為R0，與原線圈相連的輸電線的電阻忽略不計(jì)?；瑒?dòng)觸頭P處于圖示位置時(shí)，用戶的用電器恰好正常工作。當(dāng)用電器增多時(shí)，下列說法正確的是()A．原線圈中的電流減小B．副線圈兩端的電壓增大C．等效電阻R0兩端的電壓不變D．只需使滑動(dòng)觸頭P適當(dāng)向上滑動(dòng)，用電器仍可正常工作D[用戶的用電器增多時(shí)，因用電器是并聯(lián)關(guān)系，用戶的總電阻減小，原線圈電壓不變，原副線圈匝數(shù)比不變，則副線圈兩端電壓不變，副線圈中電流增大，原線圈電流也增大，A、B錯(cuò)誤。副線圈中電流增大，則R0兩端電壓增大，C錯(cuò)誤。為增大用戶分壓可提高副線圈電壓，應(yīng)使滑動(dòng)觸頭P適當(dāng)上滑，D正確。]13．(多選)(2020·江蘇高考·T6)某汽車的電源與啟動(dòng)電機(jī)、車燈連接的簡(jiǎn)化電路如圖所示。當(dāng)汽車啟動(dòng)時(shí)，開關(guān)S閉合，電機(jī)工作，車燈突然變暗，此時(shí)()A．車燈的電流變小B．路端電壓變小C．電路的總電流變小D．電源的總功率變大ABD[開關(guān)閉合時(shí)，車燈變暗，故流過車燈的電流I燈變小，A正確；電路的路端電壓為U路＝U燈＝I燈R燈，I燈變小，路端電壓變小，B正確；總電流即干路電流為I干＝eq\f(U內(nèi),r)＝eq\f(E－U路,r)，U路減小，干路電流增大，C錯(cuò)誤；電源總功率為P總＝EI干，I干增大，總功率變大，D正確。]14．(2020·全國(guó)卷Ⅰ·T17)圖(a)所示的電路中，K與L間接一智能電源，用以控制電容器C兩端的電壓UC。如果UC隨時(shí)間t的變化如圖(b)所示，則下列描述電阻R兩端電壓UR隨時(shí)間t變化的圖像中，正確的是()圖(a)圖(b)ABCDA[由圖(b)可知，在0～1s時(shí)間內(nèi)，電容器兩極板之間電壓為零，說明電容器沒有充放電，電路中沒有電流，根據(jù)歐姆定律可知電阻R兩端電壓為零；在1～2s時(shí)間內(nèi)，電容器兩極板之間電壓均勻增大，根據(jù)I＝eq\f(Δq,Δt)＝Ceq\f(ΔU,Δt)可知電路中有恒定電流對(duì)電容器充電，則電阻R兩端電壓恒定；在2～3s時(shí)間內(nèi)，電容器兩極板之間電壓恒定且不為零，說明電容器帶電荷量不變，電路中沒有電流，電阻R兩端電壓為零；在3～5s時(shí)間內(nèi)，電容器兩極板之間電壓均勻減小，