2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題四 電磁感應(yīng)與電路 考點(diǎn)1 恒定電流與交變電流限時(shí)集訓(xùn).doc

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考點(diǎn)1　恒定電流與交變電流 [限時(shí)45分鐘；滿分100分] 選擇題(1～6題每小題6分，7～14題每小題8分) 1．(2018貴陽月考)阻值相等的三個(gè)電阻R、電容器C及電池E(內(nèi)阻不計(jì))連接成如圖4－1－16所示電路。保持S1閉合，開關(guān)S2斷開，電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關(guān)S2，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2，則Q1與Q2的比值為 圖4－1－16 A.　　　　B.　　　　C.　　　　D. 解析　開關(guān)S2斷開時(shí)的等效電路如圖甲所示，電路穩(wěn)定時(shí)電容器兩極板之間的電壓為U1＝，電容器所帶的電荷量為Q1＝ CU1＝；開關(guān)S2閉合后的等效電路如圖乙所示，電路穩(wěn)定時(shí)電容器兩極板之間的電壓為U2＝E，電容器所帶的電荷量為Q2＝CU2＝CE，則Q1∶Q2＝1∶2，即Q1與Q2的比值為，A正確。 答案　A 2．(2018福建質(zhì)檢)圖4－1－17為模擬遠(yuǎn)距離交流輸電的電路，升壓變壓器T1的原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝1∶k，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)比n3∶n4＝k∶1，模擬輸電導(dǎo)線的電阻r＝3 Ω，T2的負(fù)載是規(guī)格為“15 V 45 W”的燈泡L。當(dāng)T1的輸入電壓為16 V時(shí)L正常發(fā)光，兩個(gè)變壓器可視為理想變壓器，則k的值為 圖4－1－17 A. B．3 C．4 D．9 解析　由變壓器的工作原理可知，變壓器T1原線圈的電壓為16 V，則副線圈的輸出電壓為16k V，降壓變壓器T2的輸出電壓為15 V、輸出電流為I4＝＝ A＝3 A，則降壓變壓器T2原線圈兩端的電壓為15k V、輸入電流為 A，又16k V＝(15k＋3) V，解得k＝3，B正確。 答案　B 3．(2018長沙一模)如圖4－1－18所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為3∶1，原線圈兩端接入一正弦交流電源，副線圈電路中R為負(fù)載電阻，交流電壓表和交流電流表都是理想電表。下列結(jié)論正確的是 圖4－1－18 A．若電壓表讀數(shù)為36 V，則輸入電壓的峰值為108 V B．若輸入電壓不變，副線圈匝數(shù)增加到原來的2倍，則電流表的讀數(shù)增加到原來的4倍 C．若輸入電壓不變，負(fù)載電阻的阻值增加到原來的2倍，則輸入功率也增加到原來的2倍 D．若只將輸入電壓增加到原來的3倍，則輸出功率增加到原來的9倍 解析　若電壓表讀數(shù)為36 V，則輸入電壓的有效值為108 V，峰值為108 V，A錯(cuò)誤；若輸入電壓不變，副線圈匝數(shù)增加到原來的2倍，則輸出電壓也增加到原來的2倍，電流表示數(shù)應(yīng)增加到原來的2倍，B錯(cuò)誤；若輸入電壓不變，負(fù)載電阻的阻值增加到原來的2倍，則輸出電流減小到原來的一半，輸入功率(等于輸出功率)減小到原來的一半，C錯(cuò)誤；若只將輸入電壓增加到原來的3倍，輸出電壓也增加到原來的3倍，則由P＝可知輸出功率增加到原來的9倍，D正確。 答案　D 4．(多選)如圖4－1－19所示是一交變電流的i－t圖象，則對(duì)于該交變電流，下列說法正確的是 圖4－1－19 A．該交變電流的周期為0.02 s B．該交變電流的最大值為4 A C．該交變電流的有效值為2A D．該交變電流通過10 Ω的電阻時(shí)熱功率為60 W 解析　由交變電流的i－t圖象可知，最大值為Im＝4 A，周期為T＝0.03 s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確。設(shè)該交變電流的有效值為I，由有效值的定義得2R＋I(xiàn)R＝I2RT，代入數(shù)據(jù)解得I＝2A，選項(xiàng)C正確。由P＝I2R可得該交變電流通過10 Ω的電阻時(shí)熱功率為80 W，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　BC 5．如圖4－1－20所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1和輸電線的電阻r、理想變壓器匝數(shù)均不變，且n1∶n2＝2n3∶n4。下列表述正確的是 圖4－1－20 A．若用戶用電器消耗的功率增加，用戶的電壓U4增加 B．不論用戶用電器的功率增加還是減少，恒有U1∶U2＝2U3∶U4 C．若用戶用電器的功率增加為原來的兩倍，則輸電線上消耗的功率增加為原來的四倍 D．若用戶用電器消耗的功率增加，則遠(yuǎn)距離輸電的效率增加 解析　升壓變壓器原、副線圈的電壓由發(fā)電機(jī)輸出電壓和升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比決定，故用戶功率變化，升壓變壓器的輸出電壓不變；同理降壓變壓器輸入、輸出電壓比值與其原、副線圈匝數(shù)比值成正比，故B項(xiàng)正確。降壓變壓器原、副線圈電流比值與其匝數(shù)比值成反比，用戶功率增大，即降壓變壓器輸出電流增大，故降壓變壓器輸入電流增大，因此輸電線上損失電壓Ur增大；又U2＝U3＋Ur，所以U3減小，由變壓規(guī)律可知，U4減小，A項(xiàng)錯(cuò)。用戶功率增加為原來的兩倍，則U4減小，故降壓變壓器輸出電流大于原來的兩倍，因此降壓變壓器輸入電流大于原來的兩倍，故輸電線上消耗的功率大于原來的四倍，C項(xiàng)錯(cuò)。遠(yuǎn)距離輸電效率等于用戶得到功率與總功率之比，由C項(xiàng)可知，用戶功率越大，輸電效率越低，D項(xiàng)錯(cuò)。 答案　B 6．(多選)(2018昆明質(zhì)檢)如圖4－1－21甲所示的電路中，理想變壓器輸入電壓V隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化如圖乙所示。圖甲中L1和L2為兩個(gè)相同的小燈泡，小燈泡都標(biāo)有“12 V,6 W”字樣，電容器C的擊穿電壓為13 V，電壓表和電流表均為理想交流電表。開關(guān)S1和S2都斷開時(shí)，小燈泡L1正常發(fā)光。下列說法正確的是 圖4－1－21 A．理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1 B．輸入電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律為μ＝48sin 100πt V C．閉合開關(guān)S1、斷開開關(guān)S2時(shí)，電壓表的示數(shù)為48 V，電流表的示數(shù)為0.25 A D．閉合開關(guān)S2后，電容器C不會(huì)被擊穿 解析　由圖乙可知，原線圈輸入電壓為48 V，電流變化周期T＝0.04 s，根據(jù)小燈泡正常發(fā)光可知副線圈輸出電壓為12 V，根據(jù)變壓器變壓公式可知，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為48∶12 ＝4∶1，選項(xiàng)A正確；輸入電壓V隨時(shí)間變化的規(guī)律為u＝ 48sin V＝48sin (50πt) V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；閉合開關(guān)S1、斷開開關(guān)S2時(shí)，變壓器輸入電壓不變，電壓表示數(shù)不變，根據(jù)變壓器輸入功率等于輸出功率，P＝26 W＝12 W，可知輸入電流為0.25 A，電流表的示數(shù)為0.25 A，選項(xiàng)C正確；閉合開關(guān)S2后，電容器兩端最大電壓等于12 V，大于擊穿電壓13 V，電容器會(huì)被擊穿，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　AC 7．(2018新彊第二次適應(yīng)性檢測)在如圖4－1－22所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，L1和L2為兩個(gè)相同的燈泡，每個(gè)燈泡的電阻和電源內(nèi)阻的阻值均相同。D為理想二極管，C為電容器，開關(guān)S處于斷開狀態(tài)。下列說法中正確的是 圖4－1－22 A．滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)，電流表示數(shù)變小 B．滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)，電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率變小 C．開關(guān)S閉合后，L2亮度變暗 D．開關(guān)S閉合后，電流表示數(shù)不變 解析　滑動(dòng)變阻器與電容串聯(lián)，所在支路可視為斷路，所以滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)，電流表示數(shù)不變，電源輸出電流不變，電源內(nèi)阻發(fā)熱功率不變，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤。開關(guān)S閉合后，由于二極管的單向?qū)щ娦?，二極管中無電流，L2亮度不變，電流表示數(shù)不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。 答案　D 8．(2018長沙一模)如圖4－1－23所示，長為L的兩平行金屬板水平放置，接在直流電路中，圖中R為滑動(dòng)變阻器，一帶電微粒自兩板左側(cè)中央以某初速度v0平行于金屬板進(jìn)入兩板間，若將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于最下端b處，帶電微粒將落在下板上距離左端處；若滑片P與b端間電阻為18 Ω，帶電微粒將沿直線運(yùn)動(dòng)；若要微粒不打到金屬板上，則滑片P與b端間電阻R的范圍應(yīng)為 圖4－1－23 A．12 Ω＜R＜20 Ω　　　　　B．16 Ω＜R＜20 Ω C．12 Ω＜R＜24 Ω D．16 Ω＜R＜24 Ω 解析　設(shè)兩平行金屬板間距為d，由已知得＝gt，＝v0t1，當(dāng)滑片P與b端間電阻為18 Ω時(shí)，有＝mg。若要微粒剛好不打到金屬板上，應(yīng)滿足＝at，L＝v0t2，－mg＝ma或mg－＝ma，由以上各式可求得U1＝U0，U2＝U0，由串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可求得電阻R1＝R0＝20 Ω，R2＝R0＝16 Ω，所求R的范圍為16 Ω＜R＜20 Ω，正確選項(xiàng)為B。 答案　B 9．(多選)某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在同一坐標(biāo)系中，如圖4－1－24中的a、b、c所示。則，下列說法中正確的是 圖4－1－24 A．圖線b表示輸出功率PR隨電流I變化的關(guān)系 B．圖中a線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的功率為最大輸出功率 C．在圖線上A、B、C三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系PA＝PB ＋PC D．兩個(gè)圖線交點(diǎn)M與N的橫坐標(biāo)之比一定為1∶2，縱坐標(biāo)之比一定為1∶4 答案　CD 10．(多選)有一種測量人體重的電子秤，如圖4－1－25甲中虛線框內(nèi)所示，它主要由三部分構(gòu)成：踏板、壓力傳感器R(是一個(gè)阻值可隨壓力大小變化而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實(shí)質(zhì)是理想電流表)。設(shè)踏板的質(zhì)量可忽略不計(jì)，已知理想電流表的量程為3 A，電源電動(dòng)勢(shì)為12 V，內(nèi)阻為2 Ω。R隨壓力變化的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是 圖4－1－25 A．該秤能測量的最大體重是1 500 N B．該秤能測量的最大體重是1 400 N C．該秤零刻度線(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤0.375 A處 D．該秤零刻度線(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤0.400 A處 答案　BC 11．某同學(xué)利用電流傳感器研究電容器的放電過程，他按如下圖4－1－26甲所示連接電路。先使開關(guān)S接1，電容器很快充電完畢。然后將開關(guān)擲向2，電容器通過R放電，傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī)，屏幕上顯示出電流隨時(shí)間變化的I－t曲線如圖4－1－26乙所示。他進(jìn)一步研究滑動(dòng)變阻器的阻值變化對(duì)曲線的影響，斷開S，先將滑片P向右移動(dòng)一段距離，再重復(fù)以上操作，又得到一條I－t曲線。關(guān)于這條曲線，下列判斷正確的是 圖4－1－26 A．曲線與時(shí)間坐標(biāo)軸所圍面積將增大 B．曲線與時(shí)間坐標(biāo)軸所圍面積將減小 C．曲線與縱軸交點(diǎn)的位置將向上移動(dòng) D．曲線與縱軸交點(diǎn)的位置將向下移動(dòng) 解析　I－t曲線與時(shí)間軸所圍面積表示電容器放電的電荷量，而電容器所帶電荷量Q＝CU＝CE不變，故曲線與時(shí)間坐標(biāo)軸所圍面積不變，故AB錯(cuò)；將滑片P向右移動(dòng)一段距離，滑動(dòng)變阻器的阻值R變大，由I＝等，可知將開關(guān)擲向2時(shí)電容器開始放電的電流變小，因此曲線與縱軸交點(diǎn)的位置將向下移動(dòng)，故C錯(cuò)、D對(duì)。 答案　D 12．(多選)如圖4－1－27所示的正方形線框abcd邊長為L，每個(gè)邊的電阻均為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞cd軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，c、d兩點(diǎn)與外電路相連，外電路電阻也為r。電流表和電壓表內(nèi)阻的影響忽略不計(jì)。則下列說法中正確的是 圖4－1－27 A．S斷開時(shí)，電壓表讀數(shù)為BωL2 B．S斷開時(shí)，電壓表讀數(shù)為BωL2 C．S閉合時(shí)，電流表讀數(shù)為BωL2 D．S閉合時(shí)，線框從圖示位置轉(zhuǎn)過π/2過程中流過電流表的電量為BL2/7r 解析　在正方形線框abcd中，ab邊相當(dāng)于電源，其電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝，當(dāng)S斷開時(shí)，等效電路圖如圖甲所示，電壓表的示數(shù)UV1＝r＝BωL2，B正確，A錯(cuò)誤；當(dāng)S閉合時(shí)，等效電路圖如圖乙所示，流過ab的電流的有效值為I＝，因此電流表的示數(shù)為＝＝，故C錯(cuò)誤；Q＝＝，D正確。 答案　BD 13．(多選)在如圖4－1－28所示電路中，R1是定值電阻，R2是滑動(dòng)變阻器，閉合電鍵S，當(dāng)R2的滑動(dòng)觸片P向下滑動(dòng)時(shí)，四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電流表、電壓表的示數(shù)分別用I、U1、U2、U3表示，它們示數(shù)變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。則下列分析判斷正確的是 圖4－1－28 A.不變，不變 　 B.變大，變大 C.變大，不變 　 D.變大，不變 解析　當(dāng)R2的滑動(dòng)觸片P向下滑動(dòng)時(shí)，R2變大，電流表示數(shù)I減小，R1＝不變，R2＝變大，＝R1＋R2變大，＝R1不變，U2＝E－I(r＋R1)，故＝r＋R1不變；U3＝E－Ir，故＝r不變，綜上分析可知，正確選項(xiàng)為A、C、D。 答案　ACD 14．如圖4－1－29甲所示的電路中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向某一方向移動(dòng)，根據(jù)電路中電壓表和電流表的數(shù)據(jù)描繪了如圖乙所示的兩條U－I圖線，則下列說法正確的是 圖4－1－29 A．圖線乙是根據(jù)V1與A的示數(shù)描繪的 B．電源的內(nèi)阻為0.5 Ω C．兩圖線交點(diǎn)處電源的輸出功率最大 D．兩圖線交點(diǎn)處電源效率最大 解析　由部分電路的歐姆定律可得，電壓表V2和電流表A的示數(shù)的比值為定值電阻R0，三者之間滿足關(guān)系：U2＝IR0，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可得應(yīng)為圖線乙，A錯(cuò)誤；由閉合電路歐姆定律：U＝E－Ir，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可得圖線甲為根據(jù)電壓表V1與電流表A的示數(shù)描繪的，圖線斜率的絕對(duì)值為電源的內(nèi)阻大小，故有：r＝＝ Ω＝1 Ω，B錯(cuò)誤；圖線的交點(diǎn)處表示兩電壓表示數(shù)相等，分析電路可知此時(shí)滑動(dòng)變阻器分壓為零，即此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電阻R＝0，由于R0＝ Ω＝2 Ω>r＝1 Ω，故此時(shí)負(fù)載電阻最小，電源的輸出功率最大，C正確；負(fù)載電阻越大，電源的效率越大，交點(diǎn)處負(fù)載電阻最小，電源效率最小，D錯(cuò)誤。 答案　C