2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)集訓(xùn)10 直流電路與交流電路（含解析）

專題限時(shí)集訓(xùn)(十)(建議用時(shí)：40分鐘)專題通關(guān)練1(2019·深圳模擬)如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為E、r，在滑動(dòng)變阻器的滑片P由a向b移動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A電流表的讀數(shù)一定減小BR0的功率一定增大C電源的輸出功率可能先減小后增大D電壓表與電流表讀數(shù)的比值一定先減小后增大C滑動(dòng)變阻器的滑片P由a向b移動(dòng)的過(guò)程中，變阻器并聯(lián)總電阻先增大后減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律分析可知，電路中總電流I先減小后增大，則電流表的讀數(shù)先減小后增大，A錯(cuò)誤；電流表的讀數(shù)先減小后增大，故R0的功率PI2R0先減小后增大，B錯(cuò)誤；路端電壓先增大后減小，則電壓表的讀數(shù)先增大后減小，由于電源的內(nèi)阻與外電阻的關(guān)系未知，無(wú)法判斷電源輸出功率如何變化，可能先減小后增大，也可能先增大后減小，C正確；電流表的讀數(shù)先減小后增大，電壓表的讀數(shù)先增大后減小，電壓表與電流表讀數(shù)的比值一定先增大后減小，D錯(cuò)誤。2(多選)如圖所示，發(fā)電機(jī)內(nèi)部線圈處于磁鐵和圓柱形鐵芯之間的徑向磁場(chǎng)中，兩半邊間的過(guò)渡區(qū)域?qū)挾群苄?，可忽略不?jì)。線圈的總匝數(shù)為N、總電阻為r，每匝線圈的面積為S，線圈所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。當(dāng)線圈以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，額定電壓為U、電阻為R的小燈泡在電路中恰能正常發(fā)光，則發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值是()ANBS B.NBSCU DAD線圈切割磁感線的兩邊在磁場(chǎng)中是垂直切割磁感線且切割線速度及磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，因此，該發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為恒定值NBS，因此A正確。根據(jù)閉合電路歐姆定律：EUr，因此D正確。3(易錯(cuò)題)如圖所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比n1n221，原線圈接正弦交變電流，副線圈接電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R。當(dāng)輸入端接通電源后，電流表讀數(shù)為I，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一質(zhì)量為m的重物以速度v勻速上升。若電動(dòng)機(jī)因摩擦造成的能量損失不計(jì)，則圖中電壓表的讀數(shù)為()A4IR B.C4IR D.IRA電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)質(zhì)量為m的重物以速度v勻速上升，電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于克服重力做功的功率，P輸出mgv，由I1I2n2n1，可知I22I，所以P熱IR4I2R，P2P輸出P熱mgv4I2R，由于是理想變壓器，所以P1P2U1I，U14IR，因此選項(xiàng)A正確。易錯(cuò)點(diǎn)評(píng)：解決本題時(shí)容易混淆純電阻電路和非純電阻電路，在非純電阻電路中，電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)為P入P出P熱。4(多選)(2019·河南適應(yīng)性練習(xí))黑光燈是滅蛾殺蟲(chóng)的一種環(huán)保型設(shè)備，它發(fā)出的紫色光能夠引誘害蟲(chóng)飛近黑光燈，然后被黑光燈周?chē)慕涣鞲邏弘娋W(wǎng)“擊斃”。圖是高壓電網(wǎng)的工作電路，其輸入電壓為有效值是220 V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(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為3 000 V/cm，要使害蟲(chóng)瞬間被擊斃至少要1 000 V的電壓。為了能瞬間擊斃害蟲(chóng)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B變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比的最大值為C電網(wǎng)相鄰兩極間距離須大于 cmD電網(wǎng)相鄰兩極間距離的最大值為3 cmBC根據(jù)理想變壓器的原理：，由題意，要使副線圈電壓的有效值至少為1 000 V，則：，聯(lián)立得：，故變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比的最大值為，故A錯(cuò)誤，B正確；高壓電網(wǎng)相鄰兩極板間的擊穿電壓，即變壓器次級(jí)線圈的電壓：U2穿Ed，電網(wǎng)相鄰兩極間距離d cm cm，故C正確，D錯(cuò)誤。5(多選)(2019·張掖三次診斷)圖甲為風(fēng)力發(fā)電的簡(jiǎn)易模型，在風(fēng)力作用下，風(fēng)葉帶動(dòng)與桿固連的永磁體轉(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)，傳感器顯示電壓如圖乙所示，則()A磁鐵的轉(zhuǎn)速為2 r/sB線圈兩端電壓的有效值為6 VC交變電流的電壓表達(dá)式為u12sin 5t VD該交變電流可以直接加在擊穿電壓為9 V的電容器上BC電流的周期為T(mén)0.4 s，故磁體的轉(zhuǎn)速為n r/s2.5 r/s，故A錯(cuò)誤；通過(guò)題圖乙可知電壓的最大值為12 V，故有效值U V6 V，故B正確；周期T0.4 s，故 rad/s5 rad/s，故電壓的表達(dá)式為u12sin 5t(V)，故C正確；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D錯(cuò)誤。6(多選)(2019·唐山二模)如圖甲所示的電路，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1n2，電流表和電壓表都是理想電表，當(dāng)原線圈接圖乙所示的交流電源時(shí)，電路正常工作。現(xiàn)將電源換成圖丙所示的交流電源，則更換電源前后()A電流表A1、A2的示數(shù)之比均為n1n2B電壓表V1、V2的示數(shù)之比均為n1n2C電壓表V1示數(shù)不變，V2的示數(shù)變大D電流表A1、A2的示數(shù)均不變BD更換電源后，交流電的最大值不變，則有效值不變，電壓表V1示數(shù)不變，V2的示數(shù)也不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器原、副線圈的電流比等于匝數(shù)的倒數(shù)比，則電流表A1的示數(shù)與次級(jí)線圈電流之比為n2n1，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電壓表V1、V2分別測(cè)量原、副線圈兩端的電壓，則根據(jù)電壓與匝數(shù)比的關(guān)系可知，電壓表V1、V2的示數(shù)之比均為n1n2，選項(xiàng)B正確；次級(jí)電壓有效值不變，則A2示數(shù)不變，則A1示數(shù)不變，選項(xiàng)D正確。7.(2019·河南洛陽(yáng)模擬)如圖所示，某電路上接有保險(xiǎn)絲、交流電壓表、“220 V900 W”的電飯鍋及“220 V200 W”的抽油煙機(jī)?，F(xiàn)接入u311sin 100t(V)的交流電，下列說(shuō)法正確的是()A交流電壓表的示數(shù)為311 VB1 s內(nèi)流過(guò)保險(xiǎn)絲的電流方向改變50次C電飯鍋的熱功率是抽油煙機(jī)的熱功率的4.5倍D為保證電路正常工作，保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于5 AD現(xiàn)接入電壓u311sin 100t(V)的交流電，交流電壓最大值Um311 V，交流電壓表的示數(shù)為有效值U V220 V，故A錯(cuò)誤；接入u311sin 100t(V)的交流電，故周期：T s0.02 s，一個(gè)周期電流方向改變2次，故1 s電流方向改變100次，故B錯(cuò)誤；電飯鍋是純電阻用電器，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生熱量，而抽油煙機(jī)是非純電阻用電器，消耗的電能部分轉(zhuǎn)化為機(jī)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(jī)總功率的4.5倍，故C錯(cuò)誤；電流的最大值為：I5 A，故為保證電路正常工作，保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于5 A，故D正確。8(2019·山東青島一模)如圖所示為某小型水電站電能輸送的示意圖，變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T1的原、副線圈匝數(shù)比為120，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)比為31。升壓變壓器原線圈兩端接入一電壓uUmsin t的交流電源，用戶的總電阻為R(可視為純電阻)，輸電線總電阻rR，不考慮其他因素的影響，用戶獲得的電壓U為()A2Um B3Um C4Um D6UmB升壓變壓器原線圈兩端電壓的有效值為U1，升壓變壓器副線圈兩端的電壓為U220×10Um；輸電線路上損失的電壓為UIrIR，故降壓變壓器原線圈的電壓為U3U2U，降壓變壓器副線圈兩端電壓UU3，副線圈的電流I3I，則U3IR，聯(lián)立解得U3Um，故B正確。能力提升練9(多選)(2019·山東德州聯(lián)考)如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1 T ，單匝正方形導(dǎo)線框的邊長(zhǎng)為1 m，總電阻為1 ，開(kāi)始時(shí)處于位置 ，現(xiàn)用外力使導(dǎo)線框繞ab邊勻速轉(zhuǎn)過(guò)180°至位置，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小為 rad/s，則在此過(guò)程中以下說(shuō)法正確的是()A通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量為零B通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量為2 CC外力做功為 JD外力做功為 JBC通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量q C2 C，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)EmBS1××12 V V，則外力做功Wt× J J，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；故選B、C。10(易錯(cuò)題)(2019·山東煙臺(tái)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(guò)調(diào)節(jié)觸頭P進(jìn)行改變，副線圈和滑動(dòng)變阻器R、定值電阻R2以及理想電流表A2連接在一起，下列說(shuō)法正確的是()A保持R不變，將觸頭P向上移動(dòng)，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(dòng)，電源輸出的總功率變小C保持P的位置不動(dòng)，增大R，則A1的示數(shù)減小，A2的示數(shù)減小D保持P的位置不動(dòng)，增大R，則R的電功率變小，R1的電功率不變D保持R不變，將觸頭P向上移動(dòng)，則n1增大，再由U2U1，可知U2減小，又因?yàn)楦本€圈的總電阻不變，所以通過(guò)副線圈的電流減小，即A2的示數(shù)變小；A1的示數(shù)為，U1和R1都不變，所以A1的示數(shù)不變，故A錯(cuò)誤；保持R不變，將觸頭P向下移動(dòng)，則n1減小，再由U2U1，可知U2增大，副線圈的負(fù)載電阻不變，由P出可知電源輸出的總功率增大，故B錯(cuò)誤；保持P的位置不動(dòng)，增大R，負(fù)載的總電阻R總增大，U2不變，由I2可知I2減小，所以A2的示數(shù)減??；A1的示數(shù)為，U1和R1都不變，所以A1的示數(shù)不變，故C錯(cuò)誤；保持P的位置不動(dòng)，增大R，負(fù)載的總電阻R總增大，U2不變，由I2可知I2減小，副線圈的輸出功率為P2U2I2減小，因?yàn)镽2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。11(多選)(2019·江西七校聯(lián)考)如圖所示，一理想變壓器原線圈匝數(shù)n11 000 匝，副線圈匝數(shù)n2200匝，將原線圈接在u200sin 100t(V)的交流電源上，副線圈上電阻R和理想交流電壓表并聯(lián)接入電路，現(xiàn)在A、B兩點(diǎn)間接入不同的元件，下列說(shuō)法正確的是()A在A、B兩點(diǎn)間接入另一只電阻R，穿過(guò)鐵芯的磁通量的最大變化率為0.2 Wb/sB在A、B兩點(diǎn)間接入一理想二極管，電壓表讀數(shù)為40 VC在A、B兩點(diǎn)間接入一電容器，提高交流電頻率，電壓表讀數(shù)增大D在A、B兩點(diǎn)間接入一電感線圈，提高交流電頻率，電阻R消耗的功率減小CD在A、B兩點(diǎn)間接入另一電阻R，輸入電壓最大值為200 V283 V，故平均每匝線圈的電壓為0.283 V，故磁通量的最大變化率為0.283 Wb/s，故A錯(cuò)誤；輸入電壓有效值為200 V，根據(jù)，可得輸出電壓為40 V，在A、B兩點(diǎn)間接入一理想二極管，每個(gè)周期會(huì)被過(guò)濾掉半個(gè)周期的電流，設(shè)電壓表讀數(shù)為U，則根據(jù)有效值定義，有××T，U20 V，故B錯(cuò)誤；在A、B兩點(diǎn)間接入一電容器，提高交流電頻率，電容器的容抗減小，R兩端的電壓增加，電壓表讀數(shù)增大，故C正確；在A、B兩點(diǎn)間接入電感線圈，提高交流電頻率，感抗增加，R兩端的電壓減小，消耗的功率減小，故D正確。12如圖甲所示，一個(gè)電阻不計(jì)、邊長(zhǎng)為1 m的正方形單匝線圈被固定，正方形線圈內(nèi)有一磁場(chǎng)與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示，將線圈的兩端與理想變壓器原線圈相連，開(kāi)關(guān)閉合，副線圈接有定值電阻R0和磁敏電阻GMR(GMR的阻值隨所處空間磁場(chǎng)的增大而增大)，則下列說(shuō)法正確的是()A線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值為2 VB若使電阻R0消耗的功率增大，則滑動(dòng)觸頭P需上移C當(dāng)開(kāi)關(guān)S由閉合到斷開(kāi)，副線圈中電流增大D當(dāng)GMR處的磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)，變壓器的輸入功率減小D磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B0.02sin(100t)T，求導(dǎo)可得磁通量變化率為2cos(100t)T/s，所以產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em2 V，線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值為E V，A錯(cuò)誤；滑動(dòng)觸頭P上移，R0兩端電壓減小，故其消耗的功率減小，B錯(cuò)誤；當(dāng)開(kāi)關(guān)S由閉合到斷開(kāi)時(shí)，副線圈減少一個(gè)支路，電流減小，C錯(cuò)誤；當(dāng)GMR處的磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)，其阻值增大，副線圈的電功率減小，故變壓器的輸入功率減小，D正確。題號(hào)內(nèi)容押題依據(jù)核心考點(diǎn)核心素養(yǎng)1.變壓器原理以生活實(shí)踐為背景科學(xué)思維：立足教材培養(yǎng)應(yīng)用能力2.交變電流四值以科技成就為背景科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：立足教材，將知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)際1.(多選)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(duì)這個(gè)問(wèn)題，某校一同學(xué)自制了一個(gè)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“44 V8.8 W”，切割器工作時(shí)，由于家庭電路電壓不穩(wěn)，電路電壓在200 V250 V之間變化，則()A當(dāng)電壓為250 V時(shí)，電熱絲中交流電的頻率最大B當(dāng)電壓變化時(shí)變壓器原、副線圈兩端電壓比值不變C當(dāng)電路電壓為220 V時(shí)，通過(guò)電熱絲的電流為0.2 A，此時(shí)變壓器原線圈中的電流為0.04 AD當(dāng)電路的電壓增加時(shí)，原線圈的輸入功率可能不變BC交流電的頻率是由發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定的，故頻率不變，選項(xiàng)A錯(cuò)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(dāng)電壓變化時(shí)變壓器原、副線圈兩端電壓比值不變，選項(xiàng)B正確；電熱絲的電阻R 220 ，當(dāng)通過(guò)電熱絲的電流為0.2 A時(shí)，由于變壓器初級(jí)和次級(jí)功率相等，則變壓器原線圈中的電流為I1 A0.04 A，選項(xiàng)C正確；當(dāng)電路的電壓增加時(shí)，次級(jí)消耗的功率增加，則原線圈的輸入功率增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B、C。2(多選)(2019·河南聯(lián)考)一浮桶式波浪發(fā)電燈塔的原理如圖甲所示，浮桶內(nèi)的磁體由支柱固定在暗礁上，內(nèi)置線圈與阻值R15 的燈泡相連，隨波浪相對(duì)磁體沿豎直方向上下運(yùn)動(dòng)且始終處于磁場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)速度v0.8sin t(m/s)。浮桶下部由內(nèi)、外兩密封圓筒構(gòu)成(圖中陰影部分)，其截面如圖乙所示，匝數(shù)N100的圓形線圈所在處輻射磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B0.2 T，線圈的直徑D0.4 m，總電阻r1 。取210。則下列說(shuō)法正確的是()A線圈中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為e0.64sin t(V)B燈泡中電流的瞬時(shí)值為i4sin t(A)C燈泡兩端電壓的有效值為30 VD燈泡的電功率為240 WBC線圈在磁場(chǎng)中切割磁感線，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)為：EmaxNBLvmax；LD；聯(lián)立得：EmaxNBDvmax×100×0.2×0.4×0.8 V64 V，則波浪發(fā)電產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)e的瞬時(shí)表達(dá)式：eEmaxsin t64sin(t)V，故A錯(cuò)誤。根據(jù)閉合電路歐姆定律有：I得：i4sin(t)A，故B正確。燈泡電流的有效值為：I A，則燈泡的功率為：PI2R×15 W120 W，故D錯(cuò)誤。燈泡兩端電壓的有效值為：UIR×15 V30 V，故C正確；故選B、C。- 9 -