2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題四 電路與電磁感應(yīng) 第1講 直流電路與交流電路突破練.doc

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第1講　直流電路與交流電路 [限訓(xùn)練通高考]　　 　　　　　　　　　　　　 　科學(xué)設(shè)題　拿下高考高分 (45分鐘) 一、單項(xiàng)選擇題 1．如圖所示為一種變壓器的實(shí)物圖，根據(jù)其銘牌上所提供的信息，以下判斷正確的是(　　) A．這是一個(gè)升壓變壓器 B．原線(xiàn)圈的匝數(shù)比副線(xiàn)圈的匝數(shù)多 C．當(dāng)原線(xiàn)圈輸入交流電壓220 V時(shí)，副線(xiàn)圈輸出直流電壓12 V D．當(dāng)原線(xiàn)圈輸入交流電壓220 V、副線(xiàn)圈接負(fù)載時(shí)，副線(xiàn)圈中電流比原線(xiàn)圈中電流小 解析：根據(jù)銘牌信息，輸入電壓為220 V，輸出電壓為12 V，這是一個(gè)降壓變壓器，原線(xiàn)圈的匝數(shù)比副線(xiàn)圈的匝數(shù)多，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)原線(xiàn)圈輸入交流電壓220 V時(shí)，副線(xiàn)圈輸出交流電壓12 V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)原線(xiàn)圈輸入交流電壓220 V、副線(xiàn)圈接負(fù)載時(shí)，根據(jù)變壓器功率關(guān)系，副線(xiàn)圈中電流比原線(xiàn)圈中電流大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：B 2.在如圖所示的電路中，閉合開(kāi)關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右移動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．燈泡L變暗 B．電源內(nèi)部消耗的功率先變大后變小 C．電容器C上的電荷量增加 D．流過(guò)R1的電流方向由左向右 解析：滑片P右移，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知，電路中總電流增大，故燈泡L變亮，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電源內(nèi)部消耗的電功率P內(nèi)＝I2r，隨電流的增大，電源內(nèi)部消耗功率一直變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由U＝IR可知，燈泡兩端電壓和電源內(nèi)電壓均增大，所以滑動(dòng)變阻器兩端電壓減小，故與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)的電容器C兩端電壓減小，由Q＝CU可知，電容器C上的電荷量減少，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電容器C帶電荷量減少，故電容器C處于放電狀態(tài)，流過(guò)R1的電流方向由左向右，D項(xiàng)正確． 答案：D 3.某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．t＝0時(shí)刻發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)線(xiàn)圈位于中性面 B．在1 s內(nèi)發(fā)電機(jī)的線(xiàn)圈繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)50圈 C．將此交流電接到匝數(shù)比是1∶10的升壓變壓器上，副線(xiàn)圈的電壓有效值為2 200 V D．將此交流電與耐壓值是220 V的電容器相連，電容器不會(huì)被擊穿 解析：由題圖知t＝0時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，線(xiàn)圈位于與中性面垂直的平面，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；交流電的周期是0.02 s，一個(gè)周期內(nèi)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)1圈，1 s內(nèi)有50個(gè)周期，所以線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)50圈，選項(xiàng)B正確；原線(xiàn)圈電壓的有效值U1＝＝220 V，由＝可得，副線(xiàn)圈電壓的有效值為2 200 V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；此交流電電壓的最大值為220 V，大于220 V，所以耐壓值為220 V的電容器會(huì)被擊穿，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：B 4.如圖所示，電阻不計(jì)的單匝矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線(xiàn)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交流電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝100cos 100πt(V)．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．當(dāng)線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)平行時(shí)，磁通量變化率最大 B．該交流電壓的頻率為100 Hz C．穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大值是 Wb D．用理想電壓表測(cè)量該電壓，其示數(shù)約為141 V 解析：當(dāng)線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)平行時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，此時(shí)磁通量變化率最大，A項(xiàng)正確；頻率f＝ Hz＝50 Hz，B項(xiàng)錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝100 V，根據(jù)Em＝NBSω可知，BS＝＝ Wb＝ Wb，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電壓表測(cè)量的是有效值，則E＝＝100 V，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：A 5．(2018高考天津卷)教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流．利用該發(fā)電機(jī)(內(nèi)阻可忽略)通過(guò)理想變壓器向定值電阻R供電，電路如圖所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P.若發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的，則(　　) A．R消耗的功率變?yōu)镻 B．電壓表V的讀數(shù)變?yōu)閁 C．電流表A的讀數(shù)變?yōu)?I D．通過(guò)R的交變電流頻率不變 解析：由正弦交流電的產(chǎn)生原理可知，其電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝NBSω，而ω＝2πn，有效值E＝Em，線(xiàn)圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的，則U1＝E變?yōu)樵瓉?lái)的.由＝知U2變?yōu)樵瓉?lái)的，電壓表讀數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的，選項(xiàng)B正確；R消耗的功率P＝，故R消耗的功率變?yōu)樵瓉?lái)的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由P入＝P出得，U1I1＝，故I1變?yōu)樵瓉?lái)的，即電流表讀數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；變壓器不改變交變電流的頻率，故通過(guò)R的交變電流頻率變?yōu)樵瓉?lái)的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：B 6.(2015高考全國(guó)卷Ⅰ)一理想變壓器的原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為3∶1，在原、副線(xiàn)圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線(xiàn)圈一側(cè)接在電壓為220 V的正弦交流電源上，如圖所示．設(shè)副線(xiàn)圈回路中電阻兩端的電壓為U，原、副線(xiàn)圈回路中電阻消耗的功率的比值為k，則(　　) A．U＝66 V，k＝　　　　 B.U＝22 V，k＝ C．U＝66 V，k＝ D．U＝22 V，k＝ 解析：設(shè)原線(xiàn)圈中電流為I，由＝知，副線(xiàn)圈中的電流I2＝3I，由題意知副線(xiàn)圈中電阻兩端的電壓U＝3IR，則原線(xiàn)圈回路中R兩端的電壓U′＝IR＝，原線(xiàn)圈兩端的電壓U1＝3U，由閉合電路中電壓關(guān)系可知U1＋U′＝220 V，即3U＋＝220 V，U＝66 V，原線(xiàn)圈回路中電阻消耗的功率P1＝I2R，副線(xiàn)圈回路中電阻消耗的功率P2＝(3I)2R，＝k＝＝，選項(xiàng)A正確． 答案：A 7．(2018四川雅安高三第三次診斷)如圖甲所示，矩形金屬線(xiàn)框繞與磁感線(xiàn)垂直的轉(zhuǎn)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出交變電流的電壓隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，經(jīng)原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為1∶10的理想變壓器給一燈泡供電如圖丙所示，燈泡的額定功率為22 W．閉合開(kāi)關(guān)后，燈泡正常發(fā)光，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．t＝0.01 s時(shí)穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量為零 B．變壓器原線(xiàn)圈中電流表示數(shù)為1 A C．交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為100 r/s D．燈泡的額定電壓為220 V 解析：由題圖乙可知，當(dāng)t＝0.01 s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，則此時(shí)穿過(guò)線(xiàn)框回路的磁通量最大，故A錯(cuò)誤；原線(xiàn)圈輸入電壓為有效值為22 V，則副線(xiàn)圈的電壓為220 V，由P＝UI可知，副線(xiàn)圈電流I2＝＝ A＝0.1 A，則由＝，求得I1＝1 A，故B正確；由題圖乙可知，交流電的周期為0.02 s，則轉(zhuǎn)速為n＝＝ 50 r/s，故C錯(cuò)誤；燈泡正常發(fā)光，故額定電壓為220 V，故D錯(cuò)誤． 答案：B 二、多項(xiàng)選擇題 8．(2018貴州普通高等學(xué)校招生適應(yīng)性考試)如圖所示，L1、L2、L3為三只完全相同的小燈泡，其中L1接在理想變壓器的原線(xiàn)圈上，L2、L3并聯(lián)在副線(xiàn)圈兩端，三只燈泡均正常發(fā)光．已知輸入端電壓為U，則(　　) A．理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為1∶2 B．理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為2∶1 C．小燈泡額定電壓為 D．小燈泡額定電壓為 解析：設(shè)每只小燈泡的額定電流為I，因并聯(lián)在副線(xiàn)圈兩端的兩只小燈泡均正常發(fā)光，所以副線(xiàn)圈中的總電流為2I，原、副線(xiàn)圈電流之比為1∶2，所以原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)之比為2∶1，則有原、副線(xiàn)圈兩端的電壓之比為2∶1，故B正確，A錯(cuò)誤；設(shè)小燈泡的額定電壓為U1，則有副線(xiàn)圈電壓為U1，所以原線(xiàn)圈電壓為2U1，又因?yàn)樵€(xiàn)圈與燈泡串聯(lián)，所以U＝2U1＋U1，解得U1＝，故D正確，C錯(cuò)誤． 答案：BD 9．某溫度檢測(cè)、光電控制加熱裝置原理圖如圖所示．圖中RT為熱敏電阻(隨溫度升高，阻值減小)，用來(lái)探測(cè)加熱電阻絲R的溫度，RG為光敏電阻(隨光照強(qiáng)度增大，阻值減小)，接收小燈泡L的光照，除RT、RG外，其他電阻均為定值電阻．當(dāng)R處溫度升高時(shí)(　　) A．L變亮 B．流過(guò)R3的電流減小 C．E2的路端電壓增大 D．R的功率減小 解析：當(dāng)R處溫度升高時(shí)，RT阻值變小，左側(cè)回路中的電流變大，L消耗的功率變大，所以L變亮，L的光照強(qiáng)度增大，RG阻值變小，通過(guò)R2的電流變大，E2的路端電壓變小，R兩端電壓變小，通過(guò)R的電流也變小，所以R消耗的電功率變小，通過(guò)R3的電流變大，選項(xiàng)A、D正確． 答案：AD 10．(2018河北衡水一中測(cè)試)如圖所示，理想變壓器原線(xiàn)圈接入正弦交流電，副線(xiàn)圈的匝數(shù)可以通過(guò)滑動(dòng)觸頭P調(diào)節(jié)．RT為熱敏電阻，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，RT的阻值變?。铝姓f(shuō)法正確的有(　　) A．P向下滑動(dòng)時(shí)，電壓表讀數(shù)變大 B．P向下滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小 C．若環(huán)境溫度升高，變壓器的輸入功率變大 D．若環(huán)境溫度升高，燈泡消耗的功率變小 解析：根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比可知，當(dāng)P向下滑動(dòng)時(shí)，副線(xiàn)圈的匝數(shù)變小，變壓器的輸出電壓變小，電壓表讀數(shù)變小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比可知，當(dāng)P向下滑動(dòng)時(shí)，副線(xiàn)圈的匝數(shù)變小，變壓器的輸出電壓變小，副線(xiàn)圈電流減小，輸出功率變小，根據(jù)輸入功率等于輸出功率可知，原線(xiàn)圈電流也減小，所以電流表讀數(shù)變小，選項(xiàng)B正確；當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，RT的阻值會(huì)變小，在電壓不變的情況下，副線(xiàn)圈的電流就會(huì)變大，變壓器的輸出功率變大，變壓器的輸入功率也變大，選項(xiàng)C正確；當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，RT的阻值會(huì)變小，在電壓不變的情況下，副線(xiàn)圈的電流就會(huì)變大，根據(jù)P＝I2R可知燈泡消耗的功率變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：BC 11．(2018湖南張家界高三第三次模擬)如圖甲所示，理想變壓器原線(xiàn)圈匝數(shù)n1＝200匝，副線(xiàn)圈匝數(shù)n2＝100匝，交流電壓表和交流電流表均為理想電表，兩個(gè)電阻R的阻值均為125 Ω，圖乙為原線(xiàn)圈兩端的輸入電壓與時(shí)間的關(guān)系圖象，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．通過(guò)電阻的交流電頻率為50 Hz B．電壓表的示數(shù)為250 V C．電流表的示數(shù)為0.25 A D．每個(gè)電阻R兩端電壓最大值為125 V 解析：由題圖乙知T＝0.02 s，則f＝＝50 Hz，變壓器不改變交流電的頻率，所以輸出交流電的頻率仍為50 Hz，A正確；由＝可知，電壓表的示數(shù)U2＝U1＝125 V，B錯(cuò)誤；根據(jù)歐姆定律可得副線(xiàn)圈中的電流I2＝＝0.5 A，又＝，則電流表的示數(shù)I1＝I2＝0.25 A，C正確；因?yàn)楦本€(xiàn)圈兩端電壓有效值為125 V，故副線(xiàn)圈兩端最大電壓為125 V，故副線(xiàn)圈中每個(gè)電阻R兩端電壓最大值為 V，D錯(cuò)誤． 答案：AC 12．如圖所示，n匝矩形閉合導(dǎo)線(xiàn)框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)框面積為S，電阻不計(jì)．線(xiàn)框繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并與理想變壓器的原線(xiàn)圈相連，變壓器副線(xiàn)圈接入一只額定電壓為U的燈泡，燈泡正常發(fā)光．從線(xiàn)圈通過(guò)中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．圖示位置穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量變化率最大 B．燈泡中的電流方向每秒改變次 C．線(xiàn)框中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e＝nBSωsin ωt D．變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)之比為 解析：圖示位置線(xiàn)框位于中性面，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量最大，但是磁通量的變化率為零，A錯(cuò)誤；交流電的周期為T(mén)＝，一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次，則燈泡中的電流方向每秒改變次，B錯(cuò)誤；交流電的電動(dòng)勢(shì)最大值Emax＝nBSω，則線(xiàn)框中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e＝nBSωsin ωt，C正確；交流電的有效值為U1＝，則＝＝，D正確． 答案：CD 13.如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T1的原、副線(xiàn)圈匝數(shù)之比為n1∶n2＝1∶10，在T1的原線(xiàn)圈兩端接入一正弦交流電，輸電線(xiàn)的總電阻為2r＝2 Ω，降壓變壓器T2的原、副線(xiàn)圈匝數(shù)之比為n3∶n4＝10∶1.若T2的用電設(shè)備兩端的電壓為U4＝200 V，用電設(shè)備消耗的電功率為10 kW，不考慮其他因素的影響，則(　　) A．T1的副線(xiàn)圈兩端電壓的最大值為2 010 V B．T2的原線(xiàn)圈兩端的電壓為2 000 V C．輸電線(xiàn)上損失的電功率為50 W D．T1的原線(xiàn)圈輸入的電功率為10.1 kW 解析：因?yàn)橛秒娫O(shè)備消耗的電功率為10 kW，T2副線(xiàn)圈兩端的電壓為U4＝ 200 V，則流過(guò)T2副線(xiàn)圈的電流為I4＝＝＝50 A，由變壓器原、副線(xiàn)圈的電流與線(xiàn)圈匝數(shù)的關(guān)系＝，可得I3＝5 A，由＝，可知T2原線(xiàn)圈兩端的電壓為U3＝2 000 V，B正確；輸電線(xiàn)的電阻分得的電壓為U線(xiàn)＝I32r＝52 V＝10 V，所以T1副線(xiàn)圈兩端的電壓為U2＝U3＋U線(xiàn)＝(2 000＋10)V＝2 010 V，其最大值為U2m＝2 010 V，A正確；輸電線(xiàn)上損失的電功率為P損＝I2r＝50 W，C正確；由能量守恒定律可知T1副線(xiàn)圈的輸出功率為P出＝(10 000＋50)W＝ 10 050 W，因此T1原線(xiàn)圈的輸入功率為10 050 W，D錯(cuò)誤． 答案：ABC 14．如圖所示，電阻不計(jì)的金屬導(dǎo)軌PQ、MN水平平行放置，間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌的P、M端接到匝數(shù)比為n1∶n2＝1∶2的理想變壓器的原線(xiàn)圈兩端，變壓器的副線(xiàn)圈接有阻值為R的電阻．在兩導(dǎo)軌間x≥0區(qū)域有垂直導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝B0sin 2kπx(T)，一阻值不計(jì)的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好．開(kāi)始時(shí)導(dǎo)體棒處于x＝0處，從t＝0時(shí)刻起，導(dǎo)體棒ab在沿x正方向的力F作用下做速度為v的勻速運(yùn)動(dòng)，則(　　) A．導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的交變電流的頻率為kv B．交流電壓表的示數(shù)為2B0Lv C．交流電流表的示數(shù)為 D．在t時(shí)間內(nèi)力F做的功為 解析：導(dǎo)體棒ab切割磁感線(xiàn)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv＝B0Lvsin 2kπvt(V)，則產(chǎn)生的交變電流的頻率為kv，A正確；由E＝B0Lvsin 2kπvt(V)可知，原線(xiàn)圈所加交變電壓的有效值為U1＝，由＝得U2＝B0Lv，B錯(cuò)誤；因U2＝B0Lv，I2＝，由＝得I1＝，C錯(cuò)誤；依據(jù)能量守恒定律，得WF＝QR＝IRt＝，D正確． 答案：AD