2019年高考物理二輪復習 專題四 電路和電磁感應 第11講 直流與交流電路問題練案.doc
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專題四 第11講 直流與交流電路問題 限時:40分鐘 選擇題(本題共12小題,其中1~7題為單選,8~12題為多選) 1.(2018北京市西城區(qū)高三下學期5月模擬)如圖所示為交流發(fā)電機的示意圖,從線圈通過如圖所示的位置開始計時。如果發(fā)電機產(chǎn)生的交變電流的頻率為50Hz,電動勢的最大值為400V,則發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢瞬時值表達式為( D ) A.e=400sin50t(V) B.e=400cos50t(V) C.e=400sin100t(V) D.e=400cos100t(V) [解析] 因f=50Hz,可知ω=2πf=100πrad/s,線圈從垂直中性面開始轉動,則瞬時值表達式是:e=400cos100t(V),故選D。 2.(2018四川省涼山州高三第三次診斷試題)用理想變壓器為一定值電阻R供電,變壓器輸入有效值恒定的正弦交流電,當副線圈的滑動觸頭從最高點向下移動到匝數(shù)為原來的2/3時,則( D ) A.副線圈的輸出電壓變?yōu)樵瓉淼?/2倍 B.流過原線圈的電流變成原來的3/2倍 C.R消耗的功率變成原來的2/3倍 D.變壓器的輸入功率變成原來的4/9倍 [解析] 理想變壓器,單匝電動勢恒定。當副線圈的滑動觸頭向下移動到原來的時,U1不變,U2變成原來的;由I=,可知流過原線圈的電流變成原來的;由P=I2R,可知R消耗的功率變成原來的;由于P出=P入,變壓器的輸入功率變成原來的;綜上分析D正確。 3.(2018山西省孝義市高三下學期一模理綜)如圖所示電路中,理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為1∶2,電阻R1、R2和R3的阻值分別是1Ω、2Ω和3Ω,正弦交流電源的電壓恒定。當開關S斷開時,理想電流表的示數(shù)為I;當S閉合時,電流表的示數(shù)為( C ) A.I B.I C.I D.2I [解析] 當開關S斷開時,副線圈兩端的電壓U2=I(R2+R3)=5I,根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比,得原線圈兩端的電壓為U1=U2=I,根據(jù)電流與匝數(shù)成反比,得原線圈電流I1=2I,則電阻R1兩端的電壓為UR1=I1R1=2I,在原線圈回路中總電壓為U=U1+UR1=;S閉合時R3被短接,電流表示數(shù)為I′,則副線圈兩端的電壓U′2=I′R2=2I′,根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比,得原線圈兩端的電壓為U′1=U′2=I′,根據(jù)電流與匝數(shù)成反比,得原線圈電流I′1=2I′,則電阻R1兩端的電壓為UR1=I′1R1=2I′,在原線圈回路中總電壓為U=U′1+U′RI=3I′,即3I′=,解得I′=,故ABD錯誤,C正確;故選C。 4.(2018湖南省郴州市高三下學期一模)如圖所示,平行金屬板中帶電質點P原處于靜止狀態(tài),不考慮電流表和電壓表對電路的影響,R1的阻值和電源內(nèi)阻r相等。當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時( C ) A.電壓表讀數(shù)增大 B.電流表讀數(shù)減小 C.電源的輸出功率逐漸增大 D.質點P將向上運動 [解析] 當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時,其接入電路的電阻減小,外電路總電阻減小,根據(jù)閉合電路歐姆定律分析得知干路電流I增大。電容器板間電壓等于R3的電壓。R4減小,AB間并聯(lián)部分的總電阻減小,則R3的電壓減小,R3上消耗的功率逐漸減小,電容器板間場強減小,質點P所受的電場力減小,所以質點P將向下運動。流過電流表的電流IA=I-I3,I增大,I3減小,則IA增大,所以電流表讀數(shù)增大。R4的電壓U4=U3-U2,U3減小,U2增大,則U4減小,所以電壓表讀數(shù)減小。由于R1的阻值和電源內(nèi)阻r相等,則外電路總電阻大于電源的內(nèi)阻r,當外電阻減小時,電源的輸出功率逐漸增大。故ABD錯誤,C正確。故選:C。 5.(2018廈門市高三下學期第二次質量檢測)如圖所示為原、副線圈的匝數(shù)均可調節(jié)的理想變壓器,原線圈兩端接一正弦交變電流,一小燈泡L和滑動變阻器串聯(lián)接于副線圈兩端,滑動頭P置于中間,小燈泡正常發(fā)光。為了使小燈泡亮度變暗,可以采取的措施有( C ) A.僅減少原線圈的匝數(shù)n1 B.僅增加副線圈的匝數(shù)n2 C.僅改變R的電阻,將滑動頭P向B端滑動 D.僅增大原線圈交流電電壓 [解析] 僅減少原線圈的匝數(shù)n1或者僅增加副線圈的匝數(shù)n2,則根據(jù)=可知,副線圈兩端電壓都增大,即通過小燈泡的電流增大,都變亮,AB錯誤;僅改變R的電阻,將滑動頭P向B端滑動,滑動變阻器連入電路電阻增大,由于副線圈兩端電壓不變,所以副線圈中電流減小,燈泡變暗,C正確;僅增大原線圈交流電電壓,則原線圈輸入電壓U1增大,故U2也增大,通過燈泡的電流變大,變亮,D錯誤。 6.(2018福建省莆田市高三下學期模擬)如圖所示為某同學設計的高壓輸電模擬電路,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,電阻r=3Ω。升壓變壓器原線圈輸入電壓為16V的正弦交流電,降壓變壓器副線圈接額定電壓為15V、額定功率為45W的用電器。兩個變壓器可視為理想變壓器,要使用電器正常工作,則( B ) A.k= B.k=3 C.k=4 D.k=9 [解析] 用電器的電流為I4=A=3A,則輸電線上的電流:I3=;U3=kU4=15k;因U2=16k,則U2=I3r+U3,即16k=3+15k。解得,k=3,故選B。 7.(2018北京市平谷區(qū)高三下學期理綜模擬)某同學學習了歐姆表原理后,想自己設計并改裝一個歐姆表。他手上有如下器材:量程100μA、內(nèi)阻500Ω的電流計;電動勢1.5V的一節(jié)干電池;滑動變阻器、電阻箱和若干定值電阻。他設計的電路如圖甲所示,實驗時他將兩表筆短接,電流計指針滿偏時,他計算出電路中的總電阻為15kΩ,然后他將一個10Ω和20Ω的電阻分別接到兩表筆之間時,發(fā)現(xiàn)電流計指針指示的位置幾乎一樣,很難區(qū)分。進一步研究后他認為,只有所測電阻與歐姆表總內(nèi)阻相當時,測量結果才比較準確。為此他想到了將小量程電流表改裝成大量程電流表的方法,設計了如圖乙所示的電路,并聯(lián)電阻R1后,可使干路電流是流經(jīng)電流計電流的n倍。若要測量阻值約20Ω的電阻,n的取值最合適的是( B ) A.n=10000 B.n=1000 C.n=100 D.n=10 [解析] 由于要測量阻值約20Ω的電阻,測量結果才比較準確,則有R1≈20Ω,干路電流I=+,流經(jīng)電流計電流I′=,所以n====751,故n的取值最合適的是1000,故ACD錯誤,B正確;故選B。 8.(2018山東省濰坊市高三下學期一模)如圖所示,勻強磁場的磁感應強度為T,矩形線圈面積為0.08m2,匝數(shù)為10,電阻不計,通過電刷與理想變壓器原線圈相連,當線圈繞垂直磁場的軸OO′以50πrad/s的角速度轉動,副線圈兩端交流電壓表的示數(shù)為16V,則( AD ) A.在圖示位置時矩形線圈產(chǎn)生的電動勢為0V B.矩形線圈產(chǎn)生的交流電周期為0.02s C.矩形線圈產(chǎn)生的電動勢有效值為80V D.變壓器原副線圈匝數(shù)之比為5∶1 [解析] 在圖示位置時,磁通量最大,矩形線圈產(chǎn)生的電動勢為0V,故A正確;矩形線圈產(chǎn)生的交流電周期為T===0.04s,故B錯誤;矩形線圈產(chǎn)生的電動勢最大值為Emax=NBSω=100.0850πV=80V,矩形線圈產(chǎn)生的電動勢有效值為E有==80V,故C錯誤;變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為===5∶1,故D正確;故選AD。 9.(2018山東省淄博市高三下學期第二次模擬)如圖,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。當輸入電壓U為燈泡額定電壓的5倍時,兩燈泡均能正常發(fā)光。下列說法正確的是( AD ) A.原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1 B.原、副線圈匝數(shù)之比為5∶1 C.此時a和b的電功率之比為1∶1 D.此時a和b的電功率之比為1∶4 [解析] 由于兩個燈泡都正常發(fā)光,所以燈泡a兩端的電壓為U0,則原線圈兩端的電壓為4U0,b兩端的電壓為U0,所以原副線圈的匝數(shù)之比為==,故A正確;B錯誤;根據(jù)匝數(shù)之比可以求出電流之比為1∶4,根據(jù)P=UI知a和b的電功率之比為1∶4,故C錯誤;D正確;故選AD。 10.(2018陜西省榆林市高三下學期第四次模擬)圖甲為小型交流發(fā)電機的示意圖,在勻強磁場中,矩形金屬線圈繞與磁場方向垂直的軸勻速轉動,產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的規(guī)律為圖乙中的正弦曲線。已知發(fā)電機線圈的內(nèi)阻為5Ω,外接燈泡的電阻為95Ω,其他電阻不計,則( CD ) A.t=0.005s時穿過線圈的磁通量最大 B.1s內(nèi)線圈中的電流方向改變50次 C.燈泡兩端的電壓為19V D.0~0.01s內(nèi)通過燈泡的電荷量為C [解析] 由圖象乙可知t=0.005s時感應電動勢最大,穿過線圈的磁通量為零,故A錯誤;由題圖乙可知周期T=0.02s,線框每轉一周,電流方向改變兩次,每秒電流方向改變100次,故B錯誤;由題圖乙可知交流電電動勢的最大值是Em=20V,有效值為:E==20V,根據(jù)閉合電路的分壓特點得電燈兩端的電壓為:U==V20V=19V;故C正確;根據(jù)q=得:0~0.01s時間內(nèi)通過燈泡的電量為q=;Em=BSω=BS=100πBS;代入數(shù)據(jù)聯(lián)立得:q=C,故D正確;故選CD。 11.(2018吉林省實驗中學高三下學期模擬)如圖所示,一理想變壓器將原線圈接在u=220sin100π(V)的交流電壓上,原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=22∶1,定值電阻的阻值為25Ω,滑動變阻器的總阻值為35Ω。將滑動變阻器的滑片P從左向右滑動過程中,下列說法中正確的是( AC ) A.副線圈輸出電壓的頻率為50Hz B.當變壓器的輸出功率達最大時,電壓表的示數(shù)為5V C.當滑動變阻器的功率達最大時,電流表的示數(shù)為0.2A D.滑片P滑到最右端時,變壓器的輸入功率為40W [解析] 原線圈的交流電壓頻率f==Hz=50Hz,變壓器不改變交流電的頻率,故副線圈輸出電壓為50Hz,故A正確;根據(jù)P=UI,可知副線圈的電壓不變,輸出功率要最大,則副線圈的電流要最大,即副線圈總電阻最小,故當滑動變阻器的電阻為0,根據(jù)U1∶U2=n1∶n2,解得:U2=U1=220V=10V,則此時的電流為I==A=0.4A,則電壓表U表=IR=0.42.5V=10V,故B錯誤;將定值電阻R看成內(nèi)電阻,故當滑動變阻器的阻值等于定值電阻的阻值為25Ω時滑動變阻器的功率達最大,則副線圈的電流I′==A=0.2A,故C正確;當滑片P滑到最右端時滑動變阻器的有效值為0,由B項分析知此時的電流為0.4A,變壓器的輸入功率等于變壓器的輸出功率,則有P=UI=100.4W=4W,故D錯誤;故選AC。 12.(2018天津市高考壓軸卷)圖乙中,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=5∶1。原線圈接入如圖甲所示的正弦交流電。電路中電表均為理想電表,定值電阻R1=R2=4Ω,D為理想二極管(該二極管的正向電阻為零,反向電阻為無窮大),則( ACD ) A.電阻R2兩端的電壓頻率為50Hz B.電流表的示數(shù)為5A C.原線圈的輸入功率為150W D.將R1摘掉,電壓表的示數(shù)不變 [解析] 由圖甲可知,交流電的周期為0.02s,故頻率為50Hz;而變壓器及二極管均不會改變交流電的頻率,故電阻R2兩端的電壓頻率為50Hz,A正確;經(jīng)變壓器后,輸出電壓為V=20V,因二極管的單向導電性,只有一半時間內(nèi)有電壓加在R2兩端;則由有效值的定義可得U=V=10V;則電流表的示數(shù)為I=A=2.5A,B錯誤;原線圈輸入功率等于副線圈輸出的功率,輸出功率P=W+(2.5)24W=150W,C正確;因輸出電壓由輸入電壓決定,故將R1摘掉,電壓表的示數(shù)不變,D正確。- 配套講稿:
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