（課標版）高考物理二輪復習 專題四 電路與電磁感應 第13講 選擇題對“直流電路、交流電路”的考查限時練（含解析）-人教版高三全冊物理試題

選擇題對“直流電路、交流電路”的考查[A組基礎(chǔ)題練熟練快]1．(多選)(2019·江蘇泰州聯(lián)考)如圖所示電路中，合上開關(guān)S后，電壓表和電流表的讀數(shù)分別為U、I，定值電阻R2消耗的功率為P，電容器所帶的電荷量為Q，兩電表均為理想電表．當滑動變阻器的滑片向右移動時，下列有關(guān)物理量之間變化關(guān)系圖象正確的是()解析：當滑動變阻器的滑片向右移動，則R1減小，電流I變大，根據(jù)P＝I2R2可知PI圖形是開口向上的拋物線的一部分，選項A錯誤；電容量電量：Q＝UR1C＝[E－I(R2＋r)]C＝EC－(R2＋r)C·I，則圖象B正確；U＝E－Ir，可知eq\f(ΔU,ΔI)＝r，則圖象C錯誤，D正確；故選B、D.答案：BD2．(2019·山東菏澤二模)用同樣的交流電分別用甲、乙兩個電路給同樣的燈泡供電，結(jié)果兩個電路中的燈泡均能正常發(fā)光，乙圖中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5∶3，則甲、乙兩個電路中的總電功率之比為()A．1∶1 B．5∶2C．5∶3 D．25∶9解析：設燈泡的額定電流為I，則甲圖中電路的總功率為P1＝UI，根據(jù)變流比可知，乙圖中原線圈中電流為eq\f(3,5)I，乙圖中的總功率為P2＝eq\f(3,5)UI，因此甲、乙兩個電路中的總功率之比為5∶3，故C項正確．答案：C3．(多選)(2019·吉林長春聯(lián)考)如圖為一種直流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖，直流發(fā)電機由兩塊永磁鐵、線圈和換向器組線纏繞而成．永磁體N、S極相對，中間區(qū)域視為勻強磁場，磁感應強度為B.線圈由N匝導線纏繞而成，面積為S，可繞如圖所示的軸線勻速轉(zhuǎn)動，角速度為ω.換向器由兩個半銅環(huán)和兩個電刷構(gòu)成，半銅環(huán)分別與線圈中導線的兩端固連，線圈和半銅環(huán)繞著軸線以相同角速度轉(zhuǎn)動．電刷位置固定，作為輸出端與外電路相連(圖中未畫出)．每當線圈轉(zhuǎn)到中性面位置時，半銅環(huán)和電刷會交換接觸，以保持輸出電流方向不變，且交換時間極短可忽略．下列說法正確的是()A．當線圈按照圖示的方向轉(zhuǎn)動時，電刷a的電勢比b的電勢高B．當線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時，線圈中產(chǎn)生的電動勢為零C．該發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的最大值為NBSωD．該發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的最大值是有效值的eq\r(2)倍解析：當線圈按照圖示的方向轉(zhuǎn)動時，根據(jù)右手定則知電刷a的電勢比b的電勢低，故A錯；當線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時，磁通量等零，但磁通量的變化率達到了最大，所以線圈中產(chǎn)生的電動勢也達到了最大，故B錯；發(fā)電機電動勢隨時間變化圖象如圖所示，其中最大值為NBSω，且是有效值的eq\r(2)倍，故C、D對；故選C、D.答案：CD4．(多選)(2019·江西六校聯(lián)考)如圖所示，邊長為L，匝數(shù)為N，電阻不計的正方形線圈abcd，在磁感應強度為B的勻強磁場中繞轉(zhuǎn)軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，軸OO′垂直于磁感線，制成一臺交流發(fā)電機，它與理想變壓器的原線圈連接，變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶2，二極管的正向電阻為零，反向電阻無窮大，從正方形線圈處于圖示位置開始計時，下列判斷不正確的是()A．交流發(fā)電機的感應電動勢的瞬時值表達式為e＝NBωL2sinωtB．變壓器的輸入功率與輸出功率之比為1∶2C．電壓表示數(shù)為NBωL2D．若將滑動變阻器的滑片向下滑動，電流表的示數(shù)增大解析：從垂直于中性面時開始計時，矩形線圈產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值表達式為e＝NBL2ωcosωt，故A錯誤；變壓器的輸入與輸出功率之比為1∶1，故B錯誤；交流電在一個周期內(nèi)有半個周期通過二極管，交流電壓的最大值等于NBωL2，次級電壓最大值為Um2＝2NBωL2，根據(jù)電流的熱效應可得eq\f(\f(Um2,\r(2))2,R)·eq\f(T,2)＝eq\f(U2,R)T，解得U＝NBωL2，故C正確；由二極管的單向?qū)щ娦灾敾蛳禄瑒?，R增大，根據(jù)理想變壓器的變壓原理知輸出電壓即電壓表V2的示數(shù)不變，電流表示數(shù)變小，故D錯誤；此題選擇錯誤的選項，故選A、B、D.答案：ABD5．(2019·甘肅天水二模)如圖甲是遠距離輸電線路示意圖，圖乙是用戶端電壓隨時間變化的圖象，則()A．發(fā)電機產(chǎn)生的交流電的頻率是100HzB．降壓變壓器輸出的電壓有效值是340VC．輸電線的電流由輸送功率和輸送電壓共同決定D．僅增加升壓變壓器的原線圈匝數(shù)，其他條件不變，輸電線上損失的功率減小解析：根據(jù)電壓隨時間變化的關(guān)系，由圖可知，T＝0.02s，故f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.02)Hz＝50Hz，故A錯誤；由圖象可知交流電壓的最大值為Um＝340V，因此其有效值為U＝eq\f(340,\r(2))V，故B錯誤；根據(jù)I＝eq\f(P,U)，輸電線中的電流與輸送功率、輸送電壓有關(guān)，故C正確；僅增加升壓變壓器原線圈匝數(shù)，輸送電壓減小，損失的功率為ΔP＝(eq\f(P,U))2R，損失功率增大，故D錯誤．答案：C6．(多選)(2019·河南適應性練習)黑光燈是滅蛾殺蟲的一種環(huán)保型設備，它發(fā)出的紫色光能夠引誘害蟲飛近黑光燈，然后被黑光燈周圍的交流高壓電網(wǎng)“擊斃”．圖示是高壓電網(wǎng)的工作電路，其輸入電壓為有效值是220V的正弦交流電，經(jīng)變壓器輸出給電網(wǎng)使用．已知空氣的擊穿電場的電場強度為3000V/cm，要使害蟲瞬間被擊斃至少要1000V的電壓．為了能瞬間擊斃害蟲而又防止空氣被擊穿而造成短路，則()A．變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比的最小值為eq\f(50,11)B．變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比的最大值為eq\f(11,50)C．電網(wǎng)相鄰兩極間距離須大于eq\f(1,3)cmD．電網(wǎng)相鄰兩極間距離的最大值為3cm解析：要使害蟲瞬間被擊斃至少要1000V，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知n1∶n2＝220∶1000＝11∶50，故B正確，A錯誤；空氣被擊穿時，兩電極間的電壓U2＝Ed，即3000d＝1000，解得d＝eq\f(1,3)cm，故C正確，D錯誤．答案：BC7．(2019·河南洛陽模擬)如圖所示，某電路上接有保險絲、交流電壓表、“220V900W”的電飯鍋及“220V200W”的抽油煙機．現(xiàn)接入u＝311sin100πt(V)的交流電，下列說法正確的是()A．交流電壓表的示數(shù)為311VB．1s內(nèi)流過保險絲的電流方向改變50次C．電飯鍋的熱功率是抽油煙機的熱功率的4.5倍D．為保證電路正常工作，保險絲的額定電流不能小于5A解析：現(xiàn)接入電壓u＝311sin100πt(V)的交流電，交流電壓最大值Um＝311V，交流電壓表的示數(shù)為有效值U＝eq\f(311,\r(2))＝220V，故A錯誤；交流電的頻率為f＝eq\f(ω,2π)＝50Hz，一個周期電流方向改變2次，故1s電流方向改變100次，故B錯誤；電飯鍋是純電阻，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生熱量，而抽油煙機是非純電阻，消耗的電能部分轉(zhuǎn)化為機械能，部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能產(chǎn)生熱量，電飯鍋發(fā)熱功率是抽油煙機總功率的4.5倍，故C錯誤；電流的最大值為：I＝eq\f(P1＋P2,U)＝eq\f(900W＋200W,220V)，故為保證電路正常工作，保險絲的額定電流不能小于5A，故D正確．答案：D8．(多選)(2019·甘肅張掖三診)圖甲為風力發(fā)電的簡易模型．在風力作用下，風葉帶動與桿固連的永磁體轉(zhuǎn)動，磁鐵下方的線圈與電壓傳感器相連．在某一風速時，傳感器顯示如圖乙所示，則()A．磁鐵的轉(zhuǎn)速為2r/sB．線圈兩端電壓的有效值為6eq\r(2)VC．交變電流的電壓表達式為u＝12sin5πt(V)D．該交變電流可以直接加在擊穿電壓為9V的電容器上解析：電流的周期為T＝0.4s，故磁體的轉(zhuǎn)速為n＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.4)r/s＝2.5r/s，故A錯誤；通過乙圖可知電壓的最大值為12V，故有效值U＝eq\f(Um,\r(2))＝eq\f(12,\r(2))V＝6eq\r(2)V，故B正確；周期T＝0.4s，故ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(2π,0.4)rad/s＝5πrad/s，故電壓的表達式為U＝12sin5πt(V)，故C正確；交流電的最大值大于電容器的擊穿電壓，故D錯誤．答案：BC[B組中難題目練通抓牢]9．(2019·貴州貴陽二模)如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為n1∶n2＝10∶1，原線圈接入u＝220eq\r(2)sin(100πt)V的交流電源，副線圈接有定值電阻R1、R2、R3，電路中的交流電流表和交流電壓表均為理想電表，導線電阻不計，當開關(guān)S閉合后()A．電壓表示數(shù)為22VB．電流表示數(shù)變小C．變壓器的輸入功率不變D．變壓器的輸入功率變大解析：由題可知，原線圈兩端電壓的有效值為U1＝eq\f(220\r(2),\r(2))V＝220V，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，得副線圈兩端的電壓為U2＝eq\f(n2,n1)U1＝220×eq\f(1,10)V＝22V，而電壓表測量的只是副線圈電路的部分電壓，電壓表的示數(shù)小于22V，故A錯誤；當開關(guān)S閉合后，R2與R3并聯(lián)，副線圈的總電阻減小，而副線圈兩端的電壓不變，故副線圈的電流I2增大，根據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，可知原線圈的電流I1增大，故電流表示數(shù)增大，根據(jù)P＝U1I1，可知變壓器的輸入功率變大，故B、C錯誤，D正確．答案：D10.(2019·衡水金卷)如圖所示，半徑為r的金屬圓環(huán)放在垂直紙面向外的勻強磁場中，環(huán)面與磁感應強度垂直，磁場的磁感應強度為B0，保持圓環(huán)不動，將磁場的磁感應強度隨時間均勻增大，經(jīng)過時間t磁場的磁感應強度增大到B1，此時圓環(huán)中產(chǎn)生的焦耳熱為Q；保持磁場的磁感應強度B1不變，將圓環(huán)繞對稱軸(圖中虛線)勻速轉(zhuǎn)動，經(jīng)時間2t圓環(huán)轉(zhuǎn)過90°，圓環(huán)中電流大小按正弦規(guī)律變化，圓環(huán)中產(chǎn)生的焦耳熱也為Q，則磁感應強度B0和B1的比值為()A.eq\f(4－π,4) B.eq\f(5－π,5)C.eq\f(4\r(2)－π,4\r(2)) D.eq\f(5\r(2)－π,5\r(2))解析：若保持圓環(huán)不動，則產(chǎn)生的感應電動勢恒定為E1＝eq\f(B1－B0πr2,t)，則Q＝eq\f(E\o\al(2,1),R)t＝eq\f(B1－B02π2r4,tR)①；若線圈轉(zhuǎn)動，則產(chǎn)生的感應電動勢最大值：E2m＝B1ωS＝B1eq\f(\f(π,2),2t)·πr2＝eq\f(π2r2B1,4t)，有效值E2＝eq\f(π2r2B1,4\r(2)t)，產(chǎn)生的熱量Q＝eq\f(E\o\al(2,2),R)×2t＝eq\f(π4r4B\o\al(2,1),16tR)②，聯(lián)立①②可得：eq\f(B0,B1)＝eq\f(4－π,4)，故選A.答案：A11．(多選)(2019·廣東珠海聯(lián)考)如圖所示，直流電路中，R1、R2是定值電阻，R3是光敏電阻，其阻值隨光照增強而減?。旈_關(guān)S閉合，電容器兩板間的M點的帶電液滴恰好能保持靜止．現(xiàn)用強光照射電阻R3時()A．電源的總功率減小B．A板的電勢降低C．液滴向上運動D．電容器所帶電荷量增加解析：當用強光照射光敏電阻時，電阻變小，電流變大，電源的總功率P＝EI變大，故A錯誤；由于電路中的電流增大，R1兩端的電勢差增大，又因為R1下端接地，電勢為零，所以R1上端電勢增大，A板的電勢也增大，故B錯誤；電路穩(wěn)定時電容器兩板間的電壓等于R1兩端的電壓，當用強光照射光敏電阻R2時，光敏電阻的阻值變小，電路中電流增大，R1兩端間的電壓增大，電容器的電壓增大，板間場強增大，液滴所受的電場力增大，液滴向上運動，故C正確；電容器的電壓增大，電容不變，由Q＝CU知，電容器所帶電荷量增加，故D正確．答案：CD12．(2019·山東煙臺一模)如圖所示，一理想變壓器原線圈與定值電阻R1、理想電流表A1一起接入電壓恒為U的交流電源上，原線圈接入電路的匝數(shù)可通過調(diào)節(jié)觸頭P進行改變，副線圈和電阻箱R、定值電阻R2以及理想電流表A2連接在一起，下列說法正確的是()A．保持R不變，將觸頭P向上移動，則A1的示數(shù)變小，A2的示數(shù)變小B．保持R不變，將觸頭P向下移動，電源輸出的總功率變小C．保持P的位置不動，增大R，則A1的示數(shù)變小，A2的示數(shù)變小D．保持P的位置不動，增大R，則R的電功率變小，R1的電功率不變解析：保持R不變，將觸頭P向上移動，則n1增大，再由U2＝eq\f(n2,n1)U1，可知U2減少，又因為副線圈的總電阻不變，所以通過副線圈的電流減少，即A2的示數(shù)變小；A1的示數(shù)為eq\f(U1,R1)，U1和R1都不變，所以A1的示數(shù)不變，故A錯誤．保持R不變，將觸頭P向下移動，則n1減少，再由U2＝eq\f(n2,n1)U1，可知U2增加，副線圈的負載電阻不變，由P出＝eq\f(U\o\al(2,2),R總)可知電源輸出的總功率增大，故B錯誤．保持P的位置不動，增大R，負載的總電阻R總增大，U2不變，由I2＝eq\f(U2,R總)可知I2減小，所以A2的示數(shù)變小；A1的示數(shù)為eq\f(U1,R1)，U1和R1都不變，所以A1的示數(shù)不變，故C錯誤．保持P的位置不動，增大R，負載的總電阻R總增大，U2不變，由I2＝eq\f(U2,R總)可知I2減小，副線圈的輸出功率為P2＝U2I2減小，由因為R2的功率不變，所以R的功率是減小的；電阻R1不變，兩端的電壓U1不變，所以R1的電功率不變，故D正確．答案：D[C組探究創(chuàng)新從容應對]13．(多選)(2019·寧夏銀川聯(lián)考)泡沫塑料、海綿等是包裝家電常用到的材料．尤其是白色的泡沫塑料，切割很容易，但保證切割面光滑就很難．針對這個問題，銀川某校一同學自制了一個配有理想變壓器的泡沫切割器，該切割器的電熱絲(純金屬絲)參數(shù)為“44V,8.8W”，切割器工作時，由于家庭電路電壓不穩(wěn)，電路電壓在200V～250V之間變化，則()A．當電壓為250V時，電熱絲中交流電的頻率最大B．當電壓變化時變壓器原、副線圈兩端電壓比值不變C．當電路電壓為220V時，通過電熱絲的電流為0.2A，此時變壓器原線圈中的電流為0.04AD．當電路的電壓增加時，原線圈的輸入功率可能不變解析：交流電的頻率是由發(fā)電機的轉(zhuǎn)速決定的，故頻率不變，選項A錯誤；變壓器原、副線圈兩端電壓比值等于原、副線圈的匝數(shù)比，則當電壓變化時變壓器原、副線圈兩端電壓比值不變，選項B正確；電熱絲的電阻R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(442,8.8)Ω＝220Ω，當通過電熱絲的電流為0.2A時，由于變壓器初級功率和次級功率相等，則變壓器原線圈中的電流為I1＝eq\f(220×0.22,U1)＝eq\f(8.8,220)A＝0.04A，選項C正確；當電路的電壓增加時，次級消耗的功率增加，則原線圈的輸入功率增大，選項