2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化練（十一）直流電路與交流電路（含解析）

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1、專題強(qiáng)化練(十一) 考點(diǎn)1　直流電路的動(dòng)態(tài)分析 1．(多選)(2019·濰坊聯(lián)考)如圖所示的U-I圖象中，圖線I為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，圖線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的U-I圖線．用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖象可知(　　) A．R的阻值為1.5 Ω B．電源電動(dòng)勢為3 V，內(nèi)阻為0.5 Ω C．電源的輸出功率為3.0 W D．電源內(nèi)部消耗功率為1.5 W 解析：由于電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線Ⅰ和電阻R的U-I圖線Ⅱ都為直線，所以電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線Ⅰ的斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻，r＝1.5 Ω；電阻R的U-I圖線Ⅱ的斜率等于電阻R的阻值，R＝1.5 Ω

2、，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線和電阻R的U-I圖線交點(diǎn)縱、橫坐標(biāo)的乘積表示電源的輸出功率，電源的輸出功率為P＝UI＝1.5×1.0 W＝1.5 W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由EI＝P＋Pr解得電源內(nèi)部消耗的功率為Pr＝EI－P＝3.0×1.0 W－1.5 W＝1.5 W，選項(xiàng)D正確． 答案：AD 2．(2019·廣州四校聯(lián)考)圖為測量某電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻時(shí)得到的U-I圖線．用此電源與三個(gè)阻值均為3 Ω的電阻連接成電路，測得路端電壓為4.8 V．則該電路可能為(　　) 解析：由上圖可知電源電動(dòng)勢為E＝6 V，電源內(nèi)阻為r＝ Ω＝0.5Ω， 由電壓的分配原理得＝，解得R外＝

3、2 Ω. 選項(xiàng)A三個(gè)電阻并聯(lián)R外＝1 Ω，選項(xiàng)B兩個(gè)電阻串聯(lián)完再與第三個(gè)電阻并聯(lián)R外＝2 Ω，選項(xiàng)C三個(gè)電阻串聯(lián)R外＝9 Ω，選項(xiàng)D兩個(gè)電阻并聯(lián)完再與第三個(gè)電阻串聯(lián)R外＝4.5 Ω，故B正確． 答案：B 3．(2019·信陽模擬)如圖所示，電源電動(dòng)勢為4 V，內(nèi)阻1 Ω，電阻R1＝3 Ω，R2＝R3＝4 Ω，R4＝8 Ω，電容器C＝6.0 μF，閉合S電路達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)后，電容器極板所帶電量為(　　) A．1.5×10－5 C　　　 B．3.0×10－5 C C．2.0×10－5 C D．2.1×10－5 C 解析：由電路結(jié)構(gòu)可知，電路中的總電阻為R總＝R1＋r＋＝8 Ω，電路

4、中的電流為I＝＝0.5 A，電容器兩極板間的電勢差為UC＝UR1＋UR2＝IR1＋R2＝2.5 V，電容器極板所帶電量為Q＝CUC＝1.5×10－5 C，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤． 答案：A 考點(diǎn)2　交變電流的產(chǎn)生 4．(2019·鄭州模擬)如圖，實(shí)驗(yàn)室一臺(tái)手搖交流發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻r＝1.0 Ω，外接R＝9.0 Ω的電阻．閉合開關(guān)S，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢e＝10sin 10πt(V)，則(　　) A．該交變電流的頻率為10 Hz B．該電動(dòng)勢的有效值為10 V C．外接電阻R所消耗的電功率為10 W D．電路中理想交流電流表A的示數(shù)為1.0 A 解析：

5、正弦式交流電電動(dòng)勢瞬時(shí)表達(dá)式為e＝Emsin ωt，由此可知Em＝10 V，ω＝10π rad/s，則該交變電流的頻率f＝＝5 Hz；該電動(dòng)勢的有效值為E＝ V＝10 V，則A、B錯(cuò)誤；電路中理想交流電流表A的示數(shù)I＝＝ A＝1 A；外接電阻R所消耗的電功率P＝I2R＝12×9 W＝9 W，故C錯(cuò)誤，D正確． 答案：D 5．(2019·成都模擬)如圖，勻強(qiáng)磁場中，一單匝矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢瞬時(shí)值隨時(shí)間變化的規(guī)律為e＝20sin 100πt V．下列說法正確的是(　　) A．該線框轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率是100 Hz B．該線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢最大值是

6、20 V C．t＝0.005 s時(shí)刻，線框平面與中性面重合 D．t＝0.05 s時(shí)刻，穿過線圈的磁通量變化率為0 解析：該線框轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率是f＝＝ Hz＝50 Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；該線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢最大值是20 V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t＝0.005 s時(shí)刻，線框轉(zhuǎn)過的角度為100π×0.005＝，此時(shí)平面與中性面垂直，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；t＝0.05 s時(shí)刻，電動(dòng)勢的瞬時(shí)值為0，此時(shí)穿過線圈的磁通量變化率為0，選項(xiàng)D正確． 答案：D 6．(多選)(2019·太原一模)圖1中，單匝矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中繞垂直磁場的軸轉(zhuǎn)動(dòng)．改變線圈的轉(zhuǎn)速，穿過該線圈的磁通量隨時(shí)間分別按圖2中圖線甲、乙的規(guī)律變化

7、．設(shè)線圈的電阻為1.0 Ω，則(　　) A．圖線甲對應(yīng)線圈在t＝0時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大 B．圖線甲、乙對應(yīng)的線圈在t＝2.0 s時(shí)，線圈平面均平行于磁感線 C．圖線甲、乙對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為5∶4 D．圖線甲對應(yīng)的線圈中交變電流的峰值為2.5π A 解析：在t＝0時(shí)，Φ甲最大，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最小，故A錯(cuò)誤；因?yàn)樵趖＝0.2 s×10＝2.0 s時(shí)，Φ甲＝Φ乙＝0，所以線圈平面均平行于磁感線，故B正確；由圖(b)可知甲、乙圖線對應(yīng)的周期之比為4∶5，而線圈的轉(zhuǎn)速n＝，所以圖線甲、乙對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為5∶4，故C正確；甲圖線對應(yīng)的線圈中交流電壓的峰值Em＝BSω＝Φmω＝0.

8、4× V＝5π V．電流的峰值Im＝＝5π A，故D項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：BC 7．(2019·珠海模擬)圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場，A為交流電流表，線圈繞垂直于磁場的水平軸OO′沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，以下判斷正確的是(　　) A．交流電的頻率是100 Hz B．電流表的示數(shù)為20 A C．0.02 s時(shí)穿過線圈的磁通量最大 D．0.01 s時(shí)線圈平面與磁場方向平行 解析：由乙圖知周期T＝0.02 s，則頻率f＝＝ Hz＝50 Hz，故A錯(cuò)誤；電流表的示數(shù)為有效值I＝＝ A

9、＝10 A，故B錯(cuò)誤；由乙圖知0.02 s時(shí)線框中感應(yīng)電流最大，說明線框與磁場平行，磁通量為零，故C錯(cuò)誤；0.01 s時(shí)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大，說明線框與磁場平行，磁通量為零，故D正確． 答案：D 8．(2019·惠州六校聯(lián)盟)圖甲為風(fēng)力發(fā)電的簡易模型．在風(fēng)力作用下，風(fēng)葉帶動(dòng)與桿固連的永磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鐵下方的線圈與電壓傳感器相連．在某一風(fēng)速時(shí)，傳感器顯示如圖乙所示，以下正確的是(　　) A．磁鐵的轉(zhuǎn)速為2.5 r/s B．線圈兩端電壓的有效值為6 V C．交變電流的電壓表達(dá)式為u＝12sin 10πt(V) D．該交變電流可以直接加在擊穿電壓為10 V的電容器上 解析：電流的

10、周期為T＝0.4 s，故磁體的轉(zhuǎn)速為n＝＝2.5 r/s，故A正確；通過乙圖可知電壓的最大值為12 V，故有效值U＝＝6 V，故B錯(cuò)誤；周期T＝0.4 s，故ω＝＝5π rad/s，故電壓的表達(dá)式為u′＝12sin 5πt(A)，故C錯(cuò)誤；電容器的擊穿電壓為交流電的最大值，而交流電的最大值大于電容器的擊穿電壓，故不能，故D錯(cuò)誤． 答案：A 考點(diǎn)3　變壓器和遠(yuǎn)距離輸電 9．(2019·珠海模擬)如圖所示，一理想變壓器原線圈的匝數(shù)n1＝1 100匝，副線圈的匝數(shù)n2＝220匝，交流電源的電壓u＝220sin(100πt)V，R為負(fù)載電阻，電壓表、電流表均為理想電表，則下列說法中正確的是(　　

11、) A．交流電的頻率為100 Hz B．電壓表的示數(shù)為44 V C．電流表A1的示數(shù)大于電流表A2的示數(shù) D．變壓器的輸入功率大于輸出功率 解析：交流電的周期T＝＝ s＝0.02 s，f＝＝50 Hz，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；原線圈的電壓U1＝＝220 V，＝，則U2＝44 V，故B項(xiàng)正確；原、副線圈的電流比等于匝數(shù)反比，因?yàn)閚1>n2，所以I1

12、2是理想交流電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；A1和A2是理想交流電流表，示數(shù)分別用I1和I2表示．下列說法正確的是(　　) A．I1和I2表示電流的瞬時(shí)值 B．U1和U2表示電壓的最大值 C．滑片P向下滑動(dòng)過程中，U2不變、I1變大 D．滑片P向下滑動(dòng)過程中，U2變小、I1變小 解析：交流電壓表、電流表的讀數(shù)都為有效值，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，副線圈輸出電路的總電阻減小，電壓表的示數(shù)U2不變，由歐姆定律可知I2增大，則輸出功率增大，從而輸入功率增大，輸入電壓U1不變，I1增大，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：C 11．(2019·貴陽模擬)如圖所示

13、，理想變壓器的原線圈與穩(wěn)定的正弦交流電源相連，副線圈的滑動(dòng)頭P可上下滑動(dòng)．設(shè)原線圈輸入電壓為U1，副線圈輸出電壓為U2，負(fù)載為定值電阻R，原、副線圈電流比為k.則(　　) A．P下移，k增大 B．P上移，k增大 C．P上移，U1減小 D．P下移，U2增大 解析：根據(jù)＝＝k，P下移副線圈的匝數(shù)n2減少，所以原副線圈的電流表k減小，若P上移n2增大，原副線圈的電流表增大，故A錯(cuò)誤，B正確；電壓與匝數(shù)成正比，所以副線圈的電壓U2減小，D錯(cuò)誤；再根據(jù)＝，P下移副線圈的匝數(shù)n2減少，U2減小，U1與匝數(shù)無關(guān)，改變匝數(shù)U1不變，所以C、D錯(cuò)誤． 答案：B 12．(2019·衡水中學(xué)模

14、擬)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻r＝2 Ω，與R＝8 Ω的電阻串聯(lián)接在發(fā)電機(jī)線圈上，如圖所示，已知線圈面積為 m2，共100匝，線圈的電阻為2 Ω，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝ T的勻強(qiáng)磁場中繞垂直磁感線的軸OO′以轉(zhuǎn)速n＝600 r/min勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在合上開關(guān)S后電動(dòng)機(jī)正常工作，電壓表的示數(shù)為100 V，下列說法正確的是(　　) A．電路中電流的最大值為5 A B．電路中電流的最大值為10 A C．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為1 000 W D．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為800 W 解析：線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度：ω＝2π·n＝2π×10 rad/s＝20π rad/s；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢的最大值

15、為：Em＝NBSω＝100×××20π V＝200 V；有效值為：E＝＝200 V；設(shè)線圈的電阻為r′，則電路中的電流I＝＝ A＝10 A，故電路中最大電流為10 A，故A錯(cuò)誤，B正確．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為：P＝UI－I2r＝100×10 W－102×2 W＝800 W，故C、D錯(cuò)誤． 答案：B 13．(多選)(2019·福州模擬)如圖甲所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器．升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶100，其輸入電壓變化規(guī)律如圖乙所示，遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為100 Ω.降壓變壓器副線圈電路部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖，其中R1為一定值電阻，R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的

16、傳感器，當(dāng)溫度升高時(shí)其阻值變?。妷罕鞻顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫出)．未出現(xiàn)火警時(shí)，升壓變壓器的輸入功率為750 kW.下列說法中正確的有(　　) A．降壓變壓器副線圈輸出的交流電頻率為50 Hz B．遠(yuǎn)距離輸電線路損耗的功率為180 kW C．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，電壓表V的示數(shù)變大 D．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，輸電線上的電流變大 解析：由題圖乙知交流電的周期為0.02 s，所以頻率為50 Hz，A正確；由題圖乙知升壓變壓器輸入端電壓有效值為250 V，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知副線圈電壓為25 000 V，所以輸電線中的電流I＝＝30 A，輸電線損失的

17、電壓ΔU＝IR＝30×100 V＝3 000 V，輸電線路損耗功率ΔP＝ΔU·I＝90 kW，B錯(cuò)誤；當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，其阻值減小，可以認(rèn)為降壓變壓器副線圈兩端電壓不變，降壓變壓器副線圈中電流增大，定值電阻所分電壓增大，所以電壓表V的示數(shù)變小，C錯(cuò)誤；降壓變壓器副線圈電流增大，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比知，輸電線上的電流變大，D正確． 答案：AD 14．(2019·深圳模擬)在如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，a、b兩端接入圖乙所示的電壓，圖中電壓表和電流表均為理想電表，D為理想二極管，R0為定制電阻，L為電阻恒定的指示燈，RT為熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小．下列說法中正確的是(　　) A．電壓表的示數(shù)為22 V B．若RT處出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，電壓表示數(shù)將變大 C．若RT處出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，電流表示數(shù)將變大 D．若RT處出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，指示燈L將變亮 解析：根據(jù)熱效應(yīng)可得T＝R×，解得原線圈兩端電壓U1＝110 V，則副線圈的電壓U2＝U1＝11 V，故A、B錯(cuò)誤；若RT處出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，RT電阻變小，但電壓不變，副線圈的電流增大，進(jìn)一步原線圈的電流也會(huì)增大，即電流表的示數(shù)變大，故C正確；副線圈的電流強(qiáng)度變大，則R0兩端電壓變大，則燈泡兩端電壓變小，燈泡變暗，故D錯(cuò)誤． 答案：C - 8 -