2019屆高考物理二輪復(fù)習 第一部分 專題整合 專題四 電磁感應(yīng)和電路 第1講 恒定電流與交變電流課時檢測.doc
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第一部分 專題四 第1講 恒定電流與交變電流 一、單項選擇題 1.(2018貴陽月考)阻值相等的三個電阻R、電容器C及電池E(內(nèi)阻不計)連接成如圖4-1-15所示電路。保持S1閉合,開關(guān)S2斷開,電流穩(wěn)定時,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4-1-15 A. B. C. D. 解析 開關(guān)S2斷開時的等效電路如圖甲所示,電路穩(wěn)定時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4-1-16為模擬遠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的負載是規(guī)格為“15 V 45 W”的燈泡L。當T1的輸入電壓為16 V時L正常發(fā)光,兩個變壓器可視為理想變壓器,則k的值為 圖4-1-16 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昆明質(zhì)檢)如圖4-1-17甲所示的電路中,理想變壓器輸入電壓u隨時間t按正弦規(guī)律變化如圖乙所示。圖甲中L1和L2為兩個相同的小燈泡,小燈泡都標有“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,小燈泡L1正常發(fā)光。下列說法正確的是 圖4-1-17 A.理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1 B.輸入電壓u隨時間t變化的規(guī)律為u=48sin 100πt(V) C.閉合開關(guān)S1、斷開開關(guān)S2時,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A錯誤;輸入電壓u隨時間變化的規(guī)律為u= 48sin V=48sin (50πt)(V),選項B錯誤;閉合開關(guān)S1、斷開開關(guān)S2時,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,電容器會被擊穿,選項D錯誤。 答案 C 4.(2018天津卷)教學用發(fā)電機能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機(內(nèi)阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻R供電,電路如圖4-1-18所示,理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U,R消耗的功率為P。若發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼模瑒t 圖4-1-18 A.R消耗的功率變?yōu)镻 B.電壓表V的讀數(shù)變?yōu)閁 C.電流表A的讀數(shù)變?yōu)?I D.通過R的交變電流頻率不變 解析 交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值Em=NBSω,且有ω=2πn,所以當發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)速減半后,感應(yīng)電動勢最大值減半,有效值減半,又理想變壓器原、副線圈電壓有效值之比等于原、副線圈匝數(shù)比,故電壓表示數(shù)減為原來的一半,B項正確;由電功率P=可知,變壓器輸出功率即R消耗的功率變?yōu)樵瓉淼模珹項錯誤;由P=UI可知,原線圈中電流減為原來的一半,C項錯誤;交流電的頻率與發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)動角速度成正比,故D項錯誤。 答案 B 5.如圖4-1-19甲所示的電路中,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動,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,則下列關(guān)于調(diào)節(jié)過程中說法正確的是 圖4-1-19 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.兩圖線交點處電源的輸出功率最大 D.兩圖線交點處電源效率最大 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)學知識可得應(yīng)為圖線乙,A錯誤;由閉合電路歐姆定律:U=E-Ir,結(jié)合數(shù)學知識可得圖線甲為根據(jù)電壓表V1與電流表A的示數(shù)描繪的,圖線斜率的絕對值為電源的內(nèi)阻大小,故有:r== Ω=1 Ω,B錯誤;圖線的交點處表示兩電壓表示數(shù)相等,分析電路可知此時滑動變阻器分壓為零,即此時滑動變阻器的電阻R=0,由于R0= Ω=2 Ω>r=1 Ω,故此時負載電阻最小,電源的輸出功率最大,C正確;負載電阻越大,電源的效率越大,交點處負載電阻最小,電源效率最小,D錯誤。 答案 C 6.一自耦變壓器如圖4-1-20所示,環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈,將其接在a、b間作為原線圈。通過滑動觸頭取該線圈的一部分,接在c、d間作為副線圈。在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時,c、d間的輸出電壓為U2,在將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中 圖4-1-20 A.U2>U1,U2降低 B.U2>U1,U2升高 C.U2<U1,U2降低 D.U2<U1,U2升高 解析 由變壓器的變壓公式=可知,由于原線圈匝數(shù)n1大于副線圈匝數(shù)n2,因此有U2<U1,當滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中,n2減小,因此U2降低,C正確。 答案 C 7.(2018濰坊二模)圖4-1-21甲是一臺小型發(fā)電機的構(gòu)造示意圖,線圈逆時針轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的電動勢e隨時間t變化的正弦規(guī)律圖像如圖乙所示。發(fā)電機線圈的內(nèi)阻不計,外接燈泡的電阻為12 Ω。則 圖4-1-21 A.在t=0.01 s時刻,穿過線圈的磁通量為零 B.電壓表的示數(shù)為6 V C.燈泡消耗的電功率為3 W D.若其他條件不變,僅將線圈的轉(zhuǎn)速提高一倍,則線圈電動勢的表達式e=12sin 100πt(V) 解析 在t=0.01 s的時刻,電動勢為零,則線圈平面位于中性面,穿過線圈的磁通量最大,選項A錯誤;電動勢的最大值為Em=6 V,電壓表測量的為有效值,故示數(shù)為 V=6 V,選項B錯誤;燈泡消耗的功率P== W=3 W。選項C正確;周期為0.02 s,瞬時電動勢表達式為e=Emsin=6sin 100πt(V)。轉(zhuǎn)速提高一倍后,最大值變成12 V,ω=2πn,故角速度變?yōu)樵瓉淼?倍,表達式應(yīng)為e=12sin 200πt(V),選項D錯誤。 答案 C 8.在如圖4-1-22所示的電路中,電源電動勢為3.0 V,內(nèi)阻不計,L1、L2、L3為相同規(guī)格的小燈泡,電容器的電容為C=100 μF。小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。閉合開關(guān)S,當電路穩(wěn)定后,下列說法正確的是 圖4-1-22 A.L1中電流為0.20 A B.電容器帶電荷量為300 C C.L2中電流為0.20 A D.L2的電阻為15 Ω 解析 閉合開關(guān)S,當電路穩(wěn)定后,L1中電流為零,電容器兩端電壓等于電源電動勢,即U=3.0 V,由C=Q/U可知,電容器帶電荷量為Q=CU=10010-63.0 C=310-4 C,選項A、B錯誤。L2、L3兩個小燈泡串聯(lián),每個燈泡兩端電壓為U2=1.5 V,根據(jù)小燈泡的伏安特性曲線可知電壓為1.5 V時對應(yīng)的小燈泡中的電流為I2=0.20 A,L2的電阻為R2=U2/I2=7.5 Ω,選項D錯誤,選項C正確。 答案 C 9.如圖4-1-23所示,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r。電路中的R2、R3分別為總阻值一定的滑動變阻器,R0為定值電阻,R1為光敏電阻(其電阻隨光照強度增大而減小)。當開關(guān)S閉合時,電容器中一帶電微粒恰好處于靜止狀態(tài),則下列說法中正確的是 圖4-1-23 A.只逐漸增大R1的光照強度,電阻R0消耗的電功率變大,電阻R3中有向上的電流 B.只調(diào)節(jié)電阻R3的滑片P2向上端移動時,電源消耗的功率變大,電阻R3中有向上的電流 C.只將R2的滑片P1向下移動時,電壓表示數(shù)變大,帶電微粒向下運動 D.若斷開開關(guān)S,電容器所帶電荷量變大,帶電微粒向上運動 解析 只逐漸增大R1的光照強度,R1的阻值減小,電流變大,R0消耗的電功率變大,電容器的電壓增大,電容器充電,R2中有向上的電流,A選項正確;由于R3與電容器相連,而電容器隔直流,所以只調(diào)節(jié)R3的阻值對電路中的電流和電壓沒有影響,電源消耗的功率不變,R3中沒有向上的電流,B選項錯誤;只將R2的滑片P1向下移動時,電路中的電流不變,因此電容器兩端的電壓U2增大,帶電微粒受到的電場力F=qE=q變大,微粒將向上運動,C項錯誤;若斷開開關(guān)S,電容器將通過R3、R2放電,電容器所帶電荷量減少,帶電微粒向下運動,D選項錯誤。 答案 A 二、多項選擇題 10.如圖4-1-24所示,50匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強度大小為B= T的水平勻強磁場中,線框面積S=0.5 m2,線框電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸OO′以角速度ω=200 rad/s勻速轉(zhuǎn)動,并與理想變壓器原線圈相連,副線圈接入一只“220 V、60 W”的燈泡,且燈泡正常發(fā)光,熔斷器允許通過的最大電流為10 A,下列說法正確的是 圖4-1-24 A.圖示位置穿過線框的磁通量為零 B.線框中產(chǎn)生交變電壓的有效值為500 V C.變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為25∶11 D.允許變壓器輸出的最大功率為5 000 W 解析 由題圖可知,此時線框平面和磁場垂直,此時穿過線框的磁通量最大,所以A錯誤。矩形閉合導(dǎo)線框ABCD在磁場中轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的交流電的最大值為Em=NBSω=500.5200 V=500 V,由于最大值為有效值的倍,所以交流電的有效數(shù)值為500 V,所以B錯誤。由于電壓與匝數(shù)成正比,所以變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為=,所以C正確。由于熔斷器允許通過的最大電流為10 A,所以允許變壓器輸出的最大功率為P=UI=50010 W=5 000 W,所以D正確。 答案 CD 11.如圖4-1-25所示,理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表,副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q來調(diào)節(jié),在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R,P為滑動變阻器的滑動觸頭。在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電,則 圖4-1-25 A.保持Q的位置不動,將P向上滑動時,電流表讀數(shù)變大 B.保持Q的位置不動,將P向上滑動時,電流表讀數(shù)變小 C.保持P的位置不動,將Q向上滑動時,電流表讀數(shù)變大 D.保持P的位置不動,將Q向上滑動時,電流表讀數(shù)變小 解析 保持Q的位置不動,則U2不變,將P向上滑動時,R接入電路的電阻變大,根據(jù)I2=知,I2變小,由=得I1也變小,即電流表讀數(shù)變小,選項A錯誤,選項B正確;保持P的位置不動,將Q向上滑動時,U2變大,則根據(jù)P2=知副線圈輸出功率變大,由P1=P2知,變壓器原線圈輸入功率P1變大,而P1=I1U,輸入電壓U一定,I1變大,即電流表讀數(shù)變大,選項C正確,選項D錯誤。 答案 BC 12.(2018衡陽聯(lián)考)如圖4-1-26所示,匝數(shù)n=10匝的矩形線框處在磁感應(yīng)強度B= T的勻強磁場中,繞垂直磁場的軸以恒定角速度ω=20 rad/s在勻強磁場中轉(zhuǎn)動,線框電阻不計,面積S=0.4 m2,線框通過滑環(huán)與一理想自耦變壓器的原線圈相連,副線圈接有一只燈泡L(4 W,100 Ω”)和滑動變阻器,電流表視為理想電表,則下列說法正確的是 圖4-1-26 A.燈泡正常發(fā)光時原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1 B.燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)為0.2 A C.若將自耦變壓器觸頭向下滑動,燈泡會變暗 D.若將滑動變阻器滑片向上移動,則電流表示數(shù)減小 解析 變壓器輸入電壓的最大值為Um=nBSω=100.420 V=80 V,變壓器輸入電壓的有效值為U1== V=80 V,燈泡正常發(fā)光時的電壓U2== V=20 V,此時原、副線圈的匝數(shù)比為===,故A錯誤;由歐姆定律得I2== A=0.2 A,根據(jù)=得,此時電流表的示數(shù)為I1==0.2 A=0.05 A,故B錯誤;若將自耦變壓器觸頭向下滑動,副線圈匝數(shù)變小,根據(jù)=可知輸出電壓減小,所以燈泡變暗,故C正確;線圈匝數(shù)不變,根據(jù)=可知輸出電壓不變,若將滑動變阻器觸頭向上滑動,連入電路電阻變大,負載等效電阻變大,P1=P2=變小,又P1=U1I1可知電流表示數(shù)變小,故D正確。 答案 CD 13.如圖4-1-27為遠距離輸電示意圖,兩變壓器均為理想變壓器,升壓變壓器T1的原、副線圈匝數(shù)之比為n1∶n2=1∶10,在T1的原線圈兩端接入一正弦交流電,輸電線的總電阻為2r=2 Ω,降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為n3∶n4=10∶1。若T2的用電設(shè)備兩端的電壓為U4=200 V,用電設(shè)備消耗的電功率為10 kW,不考慮其他因素的影響,則 圖4-1-27 A.T1的副線圈兩端電壓的最大值為2 010 V B.T2的原線圈兩端的電壓為2 000 V C.輸電線上損失的電功率為50 W D.T1的原線圈輸入的電功率為10.1 kW 解析 因為用電設(shè)備消耗的電功率為10 kW,T2副線圈兩端的電壓為U4=200 V,則流過T2副線圈的電流為I4===50 A,由變壓器原、副線圈的電流與線圈匝數(shù)的關(guān)系=,可得I3=5 A,由=,可知T2原線圈兩端的電壓為U3=2 000 V,B正確;輸電線的電阻分得的電壓為U線=I32r=52 V=10 V,所以T1副線圈兩端的電壓為U2=U3+U線=(2 000+10) V=2 010 V,其最大值為U2m=2 010 V,A正確;輸電線上損失的電功率為P損=I2r=50 W,C正確;由能量守恒定律可知T1副線圈的輸出功率為P出=(10 000+50)W=10 050 W,因此T1原線圈的輸入功率為10 050 W,D錯誤。 答案 ABC 14.圖4-1-28甲中的變壓器為理想變壓器,原線圈匝數(shù)n1與副線圈匝數(shù)n2之比為10∶1,變壓器的原線圈接如圖乙所示正弦交流電,電阻R1=R2=R3=20 Ω,它們與電容器C連接如圖甲所示的電路,其中電容器的擊穿電壓為8 V,電壓表V為理想交流電表,開關(guān)S處于斷開狀態(tài),則 圖4-1-28 A.電壓表V的讀數(shù)約為7.07 V B.電流表A的讀數(shù)為0.05 A C.電阻R2上消耗的功率為2.5 W D.若閉合開關(guān)S,電容器會被擊穿 解析 開關(guān)斷開時,副線圈為R1和R2串聯(lián),電壓表測量R2的電壓,由圖可知原線圈電壓為=100 V,所以副線圈電壓為10 V,則R2的電壓為5 V≈7.07 V,故A正確;由A的分析可知,副線圈電流為 A= A,所以原線圈電流為 A= A,故B錯誤;電阻R2上消耗的功率為P== W=2.5 W,故C正確;當開關(guān)閉合時,R1與R3并聯(lián)后和R2串聯(lián),電容器的電壓為并聯(lián)部分的電壓,并聯(lián)部分電阻為R并=R1=10 Ω,所以并聯(lián)部分的電壓為10 V= V,最大值為 V,最大值 V<8 V,所以電容器不會被擊穿,故D錯誤。 答案 AC- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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