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1、2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 考前復(fù)習(xí)方略 專題十 直流電路和交流電路限時訓(xùn)練
1.(多選)(xx·湖南十三校二聯(lián))如圖所示,電流表A1(0~3 A)和A2(0~0.6 A)是由兩個相同的電流計改裝而成,現(xiàn)將這兩個電流表并聯(lián)后接入電路中.閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器,下列說法中正確的是( )
A.A1、A2的讀數(shù)之比為1∶1
B.A1、A2的讀數(shù)之比為5∶1
C.A1、A2的指針偏轉(zhuǎn)角度之比為1∶1
D.A1、A2的指針偏轉(zhuǎn)角度之比為1∶5
解析:選BC.圖中A1、A2并聯(lián),兩端電壓相等,又因A1、A2是由兩個相同的電流計改裝而成,所以A1、A2的指針偏轉(zhuǎn)角度相同,即偏轉(zhuǎn)角
2、度之比為1∶1,再結(jié)合其量程可知A1、A2的讀數(shù)之比為5∶1,B、C正確.
2.(xx·高考安徽卷)一根長為L、橫截面積為S的金屬棒,其材料的電阻率為ρ,棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為n,電子的質(zhì)量為m、電荷量為e.在棒兩端加上恒定的電壓時,棒內(nèi)產(chǎn)生電流,自由電子定向運動的平均速率為v,則金屬棒內(nèi)的電場強度大小為( )
A. B.
C.ρnev D.
解析:選C.金屬棒的電阻R=,自由電子定向移動形成的電流I=neSv,金屬棒兩端電壓U=IR,故金屬棒內(nèi)的電場強度E===nevρ,選項C正確.
3.(多選)(xx·湖北八校二聯(lián))在如圖甲所示的電路中,電源電動勢為3.0 V
3、,內(nèi)阻不計,L1、L2為相同規(guī)格的小燈泡,這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示,R為定值電阻,阻值為7.5 Ω.當(dāng)開關(guān)S閉合后( )
A.L1的電阻為 Ω
B.L1消耗的電功率為7.5 W
C.L2的電阻為7.5 Ω
D.L2消耗的電功率為0.3 W
解析:選CD.S閉合后,L1兩端的電壓為3.0 V,由乙圖可知,I1=0.25 A,故P1=0.75 W,R1=12 Ω,A、B均錯誤;L2與R及電源串聯(lián),把R和電源等效成電動勢為3 V,內(nèi)阻為7.5 Ω的新電源,在圖乙中作出新電源的I-U圖線,如圖,兩圖線的交點表示出了此時L2兩端的電壓與通過的電流的大小,由圖知U2=1.5 V,
4、I2=0.2 A,所以R2== Ω=7.5 Ω,P2=U2I2=1.5×0.2 W=0.3 W,C、D正確.
4.(xx·河北冀州調(diào)研)如圖是磁報警裝置中的一部分電路示意圖,其中電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,R1、R2是定值電阻,RB是磁敏傳感器,它的電阻隨磁體的出現(xiàn)而減小,c、d接報警器.電路閉合后,當(dāng)傳感器RB所在處出現(xiàn)磁體時,則電流表的電流I,c、d兩端的電壓U將( )
A.I變大,U變小 B.I變小,U變大
C.I變大,U變大 D.I變小,U變小
解析:選A.此題考查電路的動態(tài)分析,由“串反并同”知當(dāng)傳感器處出現(xiàn)磁體,RB減小時,電流表示數(shù)變大,即I變大,U
5、變小,故A對,B、C、D錯.
5.(xx·江西八校聯(lián)考)如圖所示,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r.當(dāng)滑動變阻器的滑片P從左端滑到右端時,理想電壓表V1、V2示數(shù)變化的絕對值分別為ΔU1和ΔU2,干路電流為I,下列說法中正確的是(燈泡電阻不變)( )
A.小燈泡L1、L3變暗,L2變亮
B.ΔU1與ΔI的比值不變
C.ΔU1<ΔU2
D.ΔU1=ΔU2
解析:選B.題圖中L1與滑動變阻器串聯(lián)后與L3并聯(lián),然后再與L2串聯(lián),最后接在電源上構(gòu)成閉合電路,V1測并聯(lián)部分電壓,V2測L2兩端的電壓.當(dāng)滑動變阻器的滑片P右移,其連入電路的阻值變大,總阻值變大,由閉合電路的歐姆定律得,干路電流I變小
6、,L2中電流變小,燈L2變暗,A錯;干路電流變小,內(nèi)電壓變小,L2兩端電壓變小,并聯(lián)部分電壓變大,由閉合電路知識得: ΔU1=ΔUr+ΔU2,兩邊同除以ΔI可得:=+=r+RL2,則C、D錯,B對.
6.(xx·高考四川卷)小型手搖發(fā)電機線圈共N匝,每匝可簡化為矩形線圈abcd,磁極間的磁場視為勻強磁場,方向垂直于線圈中心軸OO′,線圈繞OO′勻速轉(zhuǎn)動,如圖所示.矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0,不計線圈電阻,則發(fā)電機輸出電壓( )
A.峰值是e0 B.峰值是2e0
C.有效值是Ne0 D.有效值是Ne0
解析:選D.因每匝矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的電
7、動勢的最大值都是e0,每匝中ab和cd串聯(lián),故每匝線圈產(chǎn)生的電動勢的最大值為2e0.N匝線圈串聯(lián),整個線圈中感應(yīng)電動勢的最大值為2Ne0,因線圈中產(chǎn)生的是正弦交流電,則發(fā)電機輸出電壓的有效值E=Ne0,故選項D正確.
7.(多選)(xx·河南八市質(zhì)檢)理想變壓器原線圈a匝數(shù)n1=200匝,副線圈b匝數(shù)n2=100匝,線圈a接在u=44sin 314t V 交流電源上,“12 V,6 W” 的燈泡恰好正常發(fā)光.電阻R2=16 Ω,電壓表V為理想電表.下列推斷正確的是( )
A.交變電流的頻率為100 Hz
B.穿過鐵芯的磁通量的最大變化率為 Wb/s
C.電壓表V的示數(shù)為22 V
8、
D.R1消耗的功率是1 W
解析:選BD.由u=44sin 314t V,知f===50 Hz,A錯誤;燈泡正常發(fā)光,由P=UI得燈泡中的電流I2= A=0.5 A,電壓表的示數(shù)U2=12 V+0.5×16 V=20 V,C錯誤;穿過鐵芯的磁通量的最大變化率為=Wb/s= Wb/s,B正確;根據(jù)=,得U1=40 V,則R1兩端電壓UR1=44 V-40 V=4 V,由原、副線圈的電流與匝數(shù)成反比,可得通過R1的電流I1=0.25 A,則R1的功率P=UR1I1=1 W,D正確.
8.(xx·高考廣東卷)如圖為氣流加熱裝置的示意圖,使用電阻絲加熱導(dǎo)氣管,視變壓器為理想變壓器.原線圈接入電
9、壓有效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變,調(diào)節(jié)觸頭P,使輸出電壓有效值由220 V降至110 V.調(diào)節(jié)前后( )
A.副線圈中的電流比為1∶2
B.副線圈輸出功率比為2∶1
C.副線圈的接入匝數(shù)比為2∶1
D.原線圈輸入功率比為1∶2
解析:選C.根據(jù)歐姆定律I=,U2由220 V降至110 V,副線圈上的電流變?yōu)樵瓉淼?,即調(diào)節(jié)前后,副線圈上電流之比為2∶1,選項A錯誤;根據(jù)P=UI知,U、I均變?yōu)樵瓉淼臅r,副線圈上輸出的功率變?yōu)樵瓉淼?,即調(diào)節(jié)前后副線圈的輸出功率之比為4∶1,選項B錯誤;根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系=,當(dāng)U2由220 V降至110 V時,n2變?yōu)樵瓉淼?,即調(diào)節(jié)前后副線
10、圈接入的匝數(shù)比為2∶1,選項C正確;根據(jù)理想變壓器P入=P出,所以原線圈輸入功率等于副線圈的輸出功率,即調(diào)節(jié)前后原線圈輸入功率之比為4∶1,選項D錯誤.
9.(xx·高考全國卷Ⅰ,T16,6分)一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1,在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻,原線圈一側(cè)接在電壓為220 V的正弦交流電源上,如圖所示.設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為U,原、副線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:選A.設(shè)原、副線圈中的電流分別I1、I2,則==,故k=
11、=.設(shè)原線圈兩端的電壓為U1,則==,故U1=3U,而原線圈上電阻分擔(dān)的電壓為U,故+3U=220 V,解得U=66 V.選項A正確.
10.(xx·高考安徽卷)如圖所示電路中,變壓器為理想變壓器,a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端,R0為定值電阻,R為滑動變阻器.現(xiàn)將變阻器的滑片從一個位置滑動到另一位置,觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2 A,電流表A2的示數(shù)增大了0.8 A,則下列說法正確的是( )
A.電壓表V1示數(shù)增大
B.電壓表V2、V3示數(shù)均增大
C.該變壓器起升壓作用
D.變阻器滑片是沿c→d的方向滑動
解析:選D.電壓表V1的示數(shù)和a、b間電壓的有效值相同
12、,滑片滑動時V1示數(shù)不變,選項A錯誤;電壓表V2測量的電壓為副線圈兩端的電壓,原、副線圈匝數(shù)不變,輸入電壓不變,故V2示數(shù)不變,V3示數(shù)為V2示數(shù)減去R0兩端電壓,兩線圈中電流增大,易知R0兩端電壓升高,故V3示數(shù)減小,選項B錯誤;理想變壓器U1I1=U2I2,則U1ΔI1=U2ΔI2,ΔI2>ΔI1,故U2<U1,變壓器為降壓變壓器,選項C錯誤;因I2增大,故知R減小,變阻器滑片是沿c→d的方向滑動,選項D正確.
11.(xx·高考浙江卷)如圖所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡化電路圖.發(fā)電廠的輸出電壓是U,用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電,輸電線路中的電流是I1,其末端間的電壓為U1.在輸電線與用
13、戶間連有一理想變壓器,流入用戶端的電流為I2.則( )
A.用戶端的電壓為
B.輸電線上的電壓降為U
C.理想變壓器的輸入功率為Ir
D.輸電線路上損失的電功率為I1U
解析:選A.根據(jù)變壓器的工作原理、歐姆定律和電功率公式解決問題.根據(jù)理想變壓器的工作原理,得I1U1=I2U2,所以用戶端的電壓U2=,選項A正確;輸電線上的電壓降U′=I1r=U-U1,選項B錯誤;變壓器的輸入功率P1=I1U-Ir=I1U1,選項C錯誤;輸電線路上損失的功率P′=Ir=I1(U-U1),選項D錯誤.
12.(xx·江西十校二模)如圖甲為理想變壓器,其原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1,原線圈接圖乙
14、所示的正弦交流電.圖甲中RT為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻,R1為定值電阻,電壓表和電流表均為理想電表.則下列說法正確的是( )
A.圖乙所示電壓的瞬時值表達(dá)式為u=51sin 50πt V
B.變壓器原、副線圈中的電流之比為1∶4
C.變壓器輸入、輸出功率之比為1∶4
D.RT處溫度升高時,電壓表和電流表示數(shù)均變大
解析:選B.題圖乙所示電壓的瞬時值表達(dá)式為u=51sin 100πt V,A錯誤;根據(jù)=可知,原、副線圈中的電流之比與匝數(shù)之比成反比,理想變壓器的輸入、輸出功率相等,B正確,C錯誤;RT處溫度升高時,RT的阻值減小,電壓表示數(shù)不變,電流表示數(shù)變大,所以D錯誤.
15、
13.(xx·河北保定4月模擬)如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2=2∶1,電表均為理想電表,兩個電阻的阻值均為1 Ω,C是電容器,其擊穿電壓為 V.圖乙為原線圈兩端的輸入電壓與時間的關(guān)系圖象.下列說法正確的是( )
A.輸入電壓的頻率為50 Hz,經(jīng)過變壓器后通過電阻的交流電頻率為25 Hz
B.S斷開時電壓表的示數(shù)為1.41 V,電流表的示數(shù)為 0.35 A
C.S斷開時電壓表的示數(shù)為1 V,電流表的示數(shù)為 0.25 A
D.閉合開關(guān)S,電容器將被擊穿
解析:選C.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,所以輸出的交流電的
16、頻率仍為50 Hz,故A錯誤.當(dāng)S斷開時,由=可知,電壓表的示數(shù)U2=U1=1 V,I2==0.5 A,又=,則電流表示數(shù)I1=I2=0.25 A,所以B錯誤,C正確.開關(guān)S閉合前,右端電阻R兩端電壓最大值為 V,開關(guān)S閉合后,電容器C與右端電阻R并聯(lián),則并聯(lián)總電阻小于1 Ω,電容器兩端的最大電壓小于 V,因為電容器的擊穿電壓為 V,所以電容器不會被擊穿,D錯誤.
14.(多選)(xx·浙江寧波十校聯(lián)考)如圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖,兩極M、N間的磁場可視為水平方向的勻強磁場,A為理想交流電流表,V為理想交流電壓表,內(nèi)阻不計的矩形線圈繞垂直于磁場方向的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動,矩形
17、線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器,滑動觸頭P上下移動時可改變變壓器副線圈的輸出電壓,副線圈接有可調(diào)電阻R,從圖示位置開始計時,發(fā)電機線圈中產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的圖象如圖乙所示,以下判斷正確的是( )
A.電壓表的示數(shù)為10 V
B.0.01 s時發(fā)電機線圈平面與磁場方向平行
C.若P的位置向上移動、R的大小不變時,電流表讀數(shù)將減小
D.若P的位置不變,R的大小不變,而把發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速增大一倍,則變壓器的輸入功率將增大到原來的4倍
解析:選ABD.電壓表顯示的為有效值,示數(shù)為10 V,A正確;0.01 s時感應(yīng)電動勢最大,故線圈平面與磁場方向平行,故B正確;若P的位置向上移動,匝數(shù)比減小,副線圈電壓增大,R的大小不變時,電流表讀數(shù)將增大,故C錯誤;若P的位置不變、R的大小不變,而把發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速增大一倍,電壓增大為原來的2倍,則變壓器的輸入功率將增大到原來的4倍,故D正確.