高考物理二輪課時(shí)作業(yè)：專題四 1 直流電路與交流電路 Word版含解析

專題四 第1講A級(jí)對(duì)點(diǎn)練題組一直流電路的分析1.(2020·長(zhǎng)沙長(zhǎng)郡中學(xué)模擬)如圖為直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，重物的重量G500 N，電源電動(dòng)勢(shì)E90 V，電源內(nèi)阻r2 ，不計(jì)各處摩擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v0.6 m/s的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中的電流I5 A，下列判斷不正確的是()A電動(dòng)機(jī)消耗的總功率為400 WB電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為0.4 C電源的效率約為88.9%D電動(dòng)機(jī)的效率為75%解析：B重物被提升的功率P重FvGv500×0.6 W300 W，此時(shí)電路中的電流I5 A，則電源的總功率P總EI90×5 W450 W，設(shè)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R，根據(jù)能量守恒定律得P總P重I2rI2R，則得R 4 ，電動(dòng)機(jī)消耗的總功率P電P重I2R400 W，電源的效率1×100%×100%88.9%，電動(dòng)機(jī)的效率2×100%×100%75%，故選項(xiàng)B符合題意2(2020·廣州模擬)在如圖所示的電路中，E為電源電動(dòng)勢(shì)，r為電源內(nèi)阻，R1和R3均為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器當(dāng)R2的滑動(dòng)觸點(diǎn)在a端時(shí)合上開(kāi)關(guān)S，此時(shí)三個(gè)電表A1、A2和V的示數(shù)分別為I1、I2和U.現(xiàn)將R2的滑動(dòng)觸點(diǎn)向b端移動(dòng)，則三個(gè)電表示數(shù)的變化情況是( )AI1增大，I2不變，U增大BI1減小，I2增大，U減小CI1增大，I2減小，U增大DI1減小，I2不變，U減小解析：B由題圖知電壓表測(cè)量路端電壓，電流表A1測(cè)量流過(guò)R1的電流，電流表A2測(cè)量流過(guò)R2的電流R2的滑動(dòng)觸點(diǎn)向b端移動(dòng)時(shí)，R2減小，整個(gè)電路的總電阻減小，總電流增大，電源的內(nèi)電壓增大，則路端電壓減小，即電壓表示數(shù)U減小，R3電壓增大，R1、R2并聯(lián)電壓減小，通過(guò)R1的電流I1減小，而總電流I增大，則流過(guò)R2的電流I2增大故A、C、D錯(cuò)誤，B正確3(2020·孝義市一模)如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E8 V，內(nèi)阻r2 ，電阻R26 ，電容為1F的平行板電容器水平放置且下極板接地當(dāng)滑動(dòng)變阻器R1的滑片處于b端時(shí)，有一帶電油滴位于板間正中央P點(diǎn)且恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)下列說(shuō)法正確的是( )A此時(shí)P點(diǎn)電勢(shì)為6 VB電容器上極板所帶電荷量為6×106 CC若僅將電容器上極板緩慢上移少許，則P點(diǎn)電勢(shì)不變D若僅將滑片P從b端向a端緩慢移動(dòng)少許，則油滴將向下移動(dòng)解析：B由閉合電路的歐姆定律可知：路端電壓UE6 V，那么電容器兩極的電勢(shì)差為6 V，又有下端接地，故電勢(shì)為零，那么P點(diǎn)電勢(shì)為U3 V，故A錯(cuò)誤；電容器上極板所帶電荷量QCU1×106×6 C6×106 C，故B正確；移動(dòng)電容器上極板，電容器兩端電勢(shì)差不變；又有兩極板間距離增大，故電場(chǎng)強(qiáng)度減?。挥钟蠵點(diǎn)到下極板的距離不變，故電勢(shì)差減小，那么，P點(diǎn)電勢(shì)減小，故C錯(cuò)誤；滑片P從b端向a端移動(dòng)，那么外電路電阻增大，所以路端電壓增大，故兩極板電勢(shì)差增大，極板間場(chǎng)強(qiáng)增大，那么，油滴受到的電場(chǎng)力增大；油滴受重力和電場(chǎng)力作用，故有開(kāi)始時(shí)油滴靜止可知：電場(chǎng)力方向向上，那么，移動(dòng)滑片后油滴合外力向上，故油滴向上運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤題組二交變電流的產(chǎn)生及描述4(2020·河南模擬)(多選)如圖1所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一電阻均勻的金屬正方形線圈abcd以垂直磁感線的cd邊為轉(zhuǎn)動(dòng)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)圖像如圖2所示，則下列說(shuō)法正確的是( )At3 s時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量為零Bab邊兩端的電壓大小等于dc邊兩端的電壓大小C此交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為50 HzDdc邊兩端電壓的有效值為2 V解析：ABD由圖乙可知，當(dāng)t3 s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，則此時(shí)穿過(guò)線框回路的磁通量變化率最大，磁通量為零故A正確；由圖可知，線框中的ab邊與dc邊切割磁感線，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，由EBLv可知二者產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)是相等的；由于線框各部分的電阻串聯(lián)，所以ab邊與dc邊電壓降UIR也相等，所以ab邊兩端的電壓大小等于dc邊兩端的電壓大小故B正確；由圖可知，交流電的周期為0.04 s，則此交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為：f Hz25 Hz；故C錯(cuò)誤；由圖可知，交流電壓的最大值為16 V，則有效值為8 V，該電路的等效電路如圖設(shè)ab邊與dc邊產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)都是E，每一條邊的電阻都是r，則E4 V電路中的電流：Idc邊兩側(cè)的電壓：UdcEIrE·rE2 V故D正確5(多選)如圖所示，圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的正弦交流電的圖像，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生的正弦交流電的圖像如圖線b所示，以下關(guān)于這兩個(gè)正弦交流電的說(shuō)法正確的是()A在圖中t0時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量均為零B線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為32C交流電a的瞬時(shí)值表達(dá)式為u10sin 5t(V)D交流電b的最大值為 V解析：BCD在圖中t0時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，穿過(guò)線圈的磁通量最大，A錯(cuò)誤；a的周期為0.4 s，b的周期為0.6 s，轉(zhuǎn)速與周期成反比，所以轉(zhuǎn)速之比為32，B正確；交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式為uUm sin t，所以a的瞬時(shí)值表達(dá)式為u10sint10sin 5t(V)，C正確；由UmNBS，可知角速度變?yōu)樵瓉?lái)的，則最大值變?yōu)樵瓉?lái)的，交流電b的最大值為 V，D正確6圖1中，單匝矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)改變線圈的轉(zhuǎn)速，穿過(guò)該線圈的磁通量隨時(shí)間分別按圖2中圖線甲、乙的規(guī)律變化設(shè)線圈的電阻為1.0 ，則()A圖線甲對(duì)應(yīng)線圈在t0時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B圖線甲、乙對(duì)應(yīng)的線圈在t2.0 s時(shí)，線圈平面均平行于磁感線C圖線甲、乙對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為45D圖線甲對(duì)應(yīng)的線圈中交變電流的峰值為2.5 A解析：B在t0時(shí)，甲最大，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，故A錯(cuò)誤；因?yàn)樵趖0.2 s×102.0 s時(shí)，甲乙0，所以線圈平面均平行于磁感線，故B正確；由圖可知甲、乙圖線對(duì)應(yīng)的周期之比為45，而線圈的轉(zhuǎn)速n，所以圖線甲、乙對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為54，故C錯(cuò)誤；甲圖線對(duì)應(yīng)的線圈中交流電壓的峰值EmBSm0.4× V5 V，電流的峰值Im5 A，故D項(xiàng)錯(cuò)誤題組三變壓器及遠(yuǎn)距離輸電7(2019·山西四模)如圖甲所示，一阻值為R的電阻接在電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的直流電源兩端，電源的效率為94.1%；如圖乙所示，當(dāng)該阻值為R的電阻通過(guò)理想變壓器接在電壓有效值為E、內(nèi)阻為r的交流電源上時(shí)，變壓器原線圈兩端的電壓為，則該變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為( )A41B14C161 D116解析：B當(dāng)接直流電源時(shí)，有：94.1%解得：R16r根據(jù)原副線圈的電壓比等于匝數(shù)比可知：解得：U2根據(jù)原副線圈的功率相等可知：I1U1I2U2即為：×解得：故B正確，A、C、D錯(cuò)誤8(2020·安徽一模)有一理想變壓器，副線圈所接電路如圖所示，燈L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，燈L1正常發(fā)光保持原線圈輸入電壓不變，S閉合后，下列說(shuō)法正確的是( )A電阻R消耗的功率增大B原線圈的輸入電流減小C原、副線圈的電壓比增大D燈L1、L2都能正常發(fā)光解析：A當(dāng)S閉開(kāi)后，電路的電阻減小，副線圈的電流增大，所以電阻R兩端的電壓增大，故R消耗的功率增大，故A正確；變壓器原副線圈的匝數(shù)不變，故原副線圈中電流之比不變，副線圈中電流增大，故原線圈中電流也增大，故B錯(cuò)誤；因線圈匝數(shù)之比不變，故原副線圈中電壓比不變，故C錯(cuò)誤；當(dāng)S閉合后，電路的電阻減小，副線圈的電流增大，所以通過(guò)電阻R的電壓增大，燈泡兩端的電壓減小，燈L1、L2都不能正常發(fā)光，故D錯(cuò)誤9(2020·河南鄭州檢測(cè))如圖所示的電路中，R為光敏電阻(增大照射光的強(qiáng)度電阻會(huì)減小)、C為電容器，燈泡L的額定電壓為50 V，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為21.閉合開(kāi)關(guān)S，在a、b兩端輸入正弦式交變電流u100sin 10t(V)，則下列說(shuō)法正確的是()A燈泡會(huì)正常發(fā)光B光敏電阻中的電流和燈泡中的電流相等C增大照射光的強(qiáng)度照射光敏電阻，燈泡會(huì)變亮D斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，燈泡會(huì)熄滅解析：C由題可知，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為21，原線圈兩端的電壓的有效值為100 V，根據(jù)，可知副線圈兩端的電壓的有效值為50 V，由于電容器和光敏電阻都會(huì)阻礙交變電流的通過(guò)，因此燈泡兩端的電壓小于50 V，不會(huì)正常發(fā)光，A錯(cuò)誤；由于電容器能通交流，因此光敏電阻R中的電流小于燈泡中的電流，B錯(cuò)誤；增大照射光的強(qiáng)度照射光敏電阻，光敏電阻的阻值減小，因此燈泡中的電流增大，燈泡會(huì)變亮，C正確；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，由于電容器能通交流，因此燈泡不會(huì)熄滅，D錯(cuò)誤10.(2020·資陽(yáng)模擬)如圖所示，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b.當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí)，兩燈泡均能正常發(fā)光下列說(shuō)法正確的是( )A原、副線圈匝數(shù)之比為19B原、副線圈匝數(shù)之比為91C此時(shí)a和b的電功率之比為101D此時(shí)a和b的電功率之比為110解析：B燈泡正常發(fā)光，則其電壓均為額定電壓U，則說(shuō)明原線圈輸入電壓為9U，輸出電壓為U；則可知，原副線圈匝數(shù)之比為91，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)公式可得，由于小燈泡兩端的電壓相等，所以根據(jù)公式PUI可得兩者的電功率之比為19；故C錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤B級(jí)綜合練11(2019·江蘇南京三模，5)如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，升壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比為m，降壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比為n，輸電線的電阻為R，升壓變壓器和降壓變壓器均為一理想變壓器，發(fā)電機(jī)輸出的電壓恒為U，若由于用戶的負(fù)載變化，使電壓表V2的示數(shù)減小了U，則下列判斷正確的是()A電流表A2的示數(shù)增大了B電流表A1的示數(shù)增大了C電壓表V1的示數(shù)減小了UD輸電線損失的功率增加了2R解析：B由m得U1，由于U、m不變，故U1不變，故C錯(cuò)設(shè)降壓變壓器的輸入電壓為U，則UU1I1R，由n得，U2，則UI1，由此可見(jiàn)，電流表A1的示數(shù)增大了，即B正確由得I2nI1，由此可知，I2增大了，故A錯(cuò)輸電線損失的功率增加量P(I1I1)2RIR2I1I1·RIR2R，故D錯(cuò)12.(2020·新課標(biāo)卷一模)如圖所示，直角三角形導(dǎo)線框OPQ放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于OQ向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且OP邊的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，POQ.當(dāng)導(dǎo)線框繞OQ邊以角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(從O向Q觀察)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是( )A導(dǎo)線框OPQ內(nèi)無(wú)感應(yīng)電流B導(dǎo)線框OPQ內(nèi)產(chǎn)生大小恒定，方向周期性變化的交變電流CP點(diǎn)的電勢(shì)始終大于O點(diǎn)的電勢(shì)D如果截去導(dǎo)線PQ，則P、O兩點(diǎn)的電勢(shì)差的最大值為BL2sin cos 解析：D導(dǎo)線框OPQ內(nèi)，只有邊長(zhǎng)OP做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可求得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為EBL··cos sin tBL2sin cos sin t，故導(dǎo)線框OPQ內(nèi)產(chǎn)生正弦式交變電流，故A、B錯(cuò)誤；由于導(dǎo)體框OPQ內(nèi)產(chǎn)生正弦式交變電流，P點(diǎn)的電動(dòng)勢(shì)與O點(diǎn)的電動(dòng)勢(shì)大小成周期性變化，故C錯(cuò)誤；如果截取導(dǎo)線PQ，則沒(méi)有感應(yīng)電流，但PQ兩點(diǎn)的電勢(shì)差UBLcos sin tBL2sin cos sin t，故最大值為BL2sin cos ，故D正確13(2020·衡水模擬)(多選)如圖所示，面積S0.5 m2、n50匝、電阻不計(jì)的矩形閉合導(dǎo)線圈ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO以角速度200 rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并與理想變壓器原線圈1相連，副線圈2接入一只“220 V 100 W”的燈泡甲，副線圈3接入一只“110 V 60 W”的燈泡乙與滑動(dòng)變阻器，已知當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片處于最左端時(shí)兩燈均正常發(fā)光，交流電流表的量程為00.6 A，且為理想電表下列說(shuō)法正確的是( )A從圖示位置計(jì)時(shí)，線框中交變電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為e500sin 200t VB當(dāng)兩燈正常發(fā)光時(shí)，交流電流表的示數(shù)為0.30 AC變壓器線圈的匝數(shù)之比為n1n2n3502211D當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)增大解析：AC圖示位置穿過(guò)線框的磁通量最大，電動(dòng)勢(shì)的最大值EmNBS50××0.5×200 V500 V圖示位置穿過(guò)線框的磁通量最大，導(dǎo)線框中產(chǎn)生交變電壓的表達(dá)式為u500sin 200t V故A正確；變壓器副線圈2中的電功率為100 W，變壓器副線圈3中電功率為60 W，則變壓器原線圈中的電功率為160 W，所以變壓器原線圈中電流強(qiáng)度I1 A A故B錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)的最大值為500 V，則交流電壓的有效值500 V滑動(dòng)變阻器的滑片處于最左端時(shí)接入電路中的電阻值為0；根據(jù)電壓之比等于匝數(shù)比，則原副線圈的匝數(shù)比500220110502211，故C正確，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，接入副線圈的電阻值增大，所以副線圈3中的電流值減小，輸出功率與輸入功率都減小，所以電流表的示數(shù)減小，故D錯(cuò)誤14(多選)如圖所示的電路中，E為電源，內(nèi)電阻為r，V為理想電壓表，L為阻值恒為2r的小燈泡，定值電阻R1的阻值恒為r，R3為半導(dǎo)體材料制成的光敏電阻(其阻值隨光照的增強(qiáng)而減小)電容器兩極板處于水平狀態(tài)，閉合開(kāi)關(guān)S，電容器中心P點(diǎn)有一帶電小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，電源負(fù)極接地，則下列說(shuō)法正確的是()A若將R2的滑片上移，則電壓表的示數(shù)變小B若突然將電容器上極板上移，則小球在P點(diǎn)的電勢(shì)能增大C若光照變強(qiáng)，則小球會(huì)向上運(yùn)動(dòng)D若光照變強(qiáng)，則A、B間電路的功率變大解析：BDR2與電容器C串聯(lián)，若只是將R2的滑片上移，對(duì)電路沒(méi)有影響，電壓表示數(shù)不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；若只是將電容器上極板上移，則電容器兩端電壓UC不變，兩極板間距d增大，場(chǎng)強(qiáng)E減小，P點(diǎn)的電勢(shì)減小，由題分析可知小球帶負(fù)電，則小球在P點(diǎn)的電勢(shì)能增大，B項(xiàng)正確；若光照變強(qiáng)，則光敏電阻R3的阻值減小，燈L和R3兩端電壓減小，電容器兩端電壓減小，兩極板間場(chǎng)強(qiáng)E減小，小球所受電場(chǎng)力減小，球會(huì)向下運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；將R1視為電源一部分，則等效電源內(nèi)阻阻值為2r，而A、B間L和R3的總電阻為RLR32rR32r，若光照變強(qiáng)，則R3的阻值減小，A、B間電路的功率變大，故D項(xiàng)正確