届高考物理二轮专题复习考试专题强化练十二直流电路和交流电路.docx
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届高考物理二轮专题复习考试专题强化练十二直流电路和交流电路
专题强化练(十二)
题型一 直流电路的分析
1.(2020·江苏卷)(多选)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示.当汽车启动时,开关S闭合,电机工作,车灯突然变暗,此时( )
A.车灯的电流变小 B.路端电压变小
C.电路的总电流变小D.电源的总功率变大
解析:
车灯突然变暗,说明车灯的电流变小,A正确;路端电压U=IR,车灯的电流变小,则路端电压变小,B正确;路端电压U=E-I总r,U变小,说明总电流I总变大,C错误;电源的总功率变大P=I总E,因为I总变大,所以电源的总功率变大,D正确.
答案:
ABD
2.在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器.当R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况是( )
A.I1增大,I2不变,U增大
B.I1减小,I2增大,U减小
C.I1增大,I2减小,U增大
D.I1减小,I2不变,U减小
解析:
由题图知电压表测量路端电压,电流表A1测量流过R1的电流,电流表A2测量流过R2的电流.R2的滑动触点向b端移动时,R2减小,整个电路的总电阻减小,总电流增大,电源的内电压增大,则路端电压减小,即电压表示数U减小,R3电压增大,R1、R2并联电压减小,通过R1的电流I1减小,而总电流I增大,则流过R2的电流I2增大.故A、C、D错误,B正确.
答案:
B
3.如图所示的电路中,电源电动势E=8V,内阻r=2Ω,电阻R2=6Ω,电容为1μF的平行板电容器水平放置且下极板接地.当滑动变阻器R1的滑片处于b端时,有一带电油滴位于板间正中央P点且恰好处于静止状态.下列说法正确的是( )
A.此时P点电势为6V
B.电容器上极板所带电荷量为6×10-6C
C.若仅将电容器上极板缓慢上移少许,则P点电势不变
D.若仅将滑片P从b端向a端缓慢移动少许,则油滴将向下移动
解析:
由闭合电路的欧姆定律可知:
路端电压U=
E=6V,那么电容器两极的电势差为6V,又有下端接地,故电势为零,那么P点电势为
U=3V,故A错误;电容器上极板所带电荷量Q=CU=1×10-6×6C=6×10-6C,故B正确;移动电容器上极板,电容器两端电势差不变;又有两极板间距离增大,故电场强度减小;又有P点到下极板的距离不变,故电势差减小,那么,P点电势减小,故C错误;滑片P从b端向a端移动,那么外电路电阻增大,所以路端电压增大,故两极板电势差增大,极板间场强增大,那么,油滴受到的电场力增大;油滴受重力和电场力作用,故有开始时油滴静止可知:
电场力方向向上,那么,移动滑片后油滴合外力向上,故油滴向上运动,故D错误.
答案:
B
题型二 交变电流的产生及描述
4.(多选)如图1所示,在匀强磁场中,一电阻均匀的金属正方形线圈abcd以垂直磁感线的cd边为转动轴匀速转动,线圈产生的交变电动势图象如图2所示,则下列说法正确的是( )
A.t=3s时刻通过线圈的磁通量为零
B.t=3s时刻通过线圈的磁通量最大
C.此交变电动势的频率为50Hz
D.线圈电动势瞬时值的表达式为16sin50πt(V)
解析:
由图2可知,当t=3s时,感应电动势最大,则此时穿过线框回路的磁通量变化率最大,磁通量为零.故A正确,B错误;由图2可知,交流电的周期为0.04s,则此交变电动势的频率为:
f=
=
Hz=25Hz,故C错误;由图2可知,交流电压的最大值为16V,ω=
=50π,则线圈电动势瞬时值的表达式为16sin50πt(V),故D正确.
答案:
AD
5.(多选)如图所示,图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图象,当调整线圈转速后,所产生的正弦交流电的图象如图线b所示,以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是( )
A.在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零
B.线圈先后两次转速之比为3∶2
C.交流电a的瞬时值表达式为u=10sin5πt(V)
D.交流电b的最大值为
V
解析:
在图中t=0时刻,感应电动势为零,穿过线圈的磁通量最大,A错误;a的周期为0.4s,b的周期为0.6s,转速与周期成反比,所以转速之比为3∶2,B正确;交流电的瞬时值表达式为u=Umsinωt,所以a的瞬时值表达式为u=10sin
t=10sin5πt(V),C正确;由Um=NBSω,可知角速度变为原来的
,则最大值变为原来的
,交流电b的最大值为
V,D正确.
答案:
BCD
6.图1中,单匝矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场的轴转动.改变线圈的转速,穿过该线圈的磁通量随时间分别按图2中图线甲、乙的规律变化.设线圈的电阻为1.0Ω,则( )
A.图线甲对应线圈在t=0时产生的感应电动势最大
B.图线甲、乙对应的线圈在t=2.0s时,线圈平面均平行于磁感线
C.图线甲、乙对应的线圈转速之比为4∶5
D.图线甲对应的线圈中交变电流的峰值为2.5πA
解析:
在t=0时,Φ甲最大,则产生的感应电动势最小,故A错误;因为在t=0.2s×10=2.0s时,Φ甲=Φ乙=0,所以线圈平面均平行于磁感线,故B正确;由图可知甲、乙图线对应的周期之比为4∶5,而线圈的转速n=
,所以图线甲、乙对应的线圈转速之比为5∶4,故C错误;甲图线对应的线圈中交流电压的峰值Em=BSω=Φmω=0.4×
V=5πV,电流的峰值Im=
=5πA,故D项错误.
答案:
B
题型三 变压器及远距离输电
7.(2020·江苏卷)电流互感器是一种测量电路中电流的变压器,工作原理如图所示.其原线圈匝数较少,串联在电路中,副线圈匝数较多,两端接在电流表上.则电流互感器( )
A.是一种降压变压器
B.能测量直流电路的电流
C.原、副线圈电流的频率不同
D.副线圈的电流小于原线圈的电流
解析:
根据
=
,因为n1=
=
,因为n1答案:
D
8.有一理想变压器,副线圈所接电路如图所示,灯L1、L2为规格相同的两只小灯泡.当S断开时,灯L1正常发光.保持原线圈输入电压不变,S闭合后,下列说法正确的是( )
A.电阻R消耗的功率增大
B.原线圈的输入电流减小
C.原、副线圈的电压比增大
D.灯L1、L2都能正常发光
解析:
当S闭合后,电路的电阻减小,副线圈的电流增大,所以电阻R两端的电压增大,故R消耗的功率增大,故A正确;变压器原副线圈的匝数不变,故原副线圈中电流之比不变,副线圈中电流增大,故原线圈中电流也增大,故B错误;因线圈匝数之比不变,故原副线圈中电压比不变,故C错误;当S闭合后,电路的电阻减小,副线圈的电流增大,所以通过电阻R的电压增大,灯泡两端的电压减小,灯L1、L2都不能正常发光,故D错误.
答案:
A
9.如图所示的电路中,R为光敏电阻(增大照射光的强度电阻会减小)、C为电容器,灯泡L的额定电压为50V,理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1.闭合开关S,在a、b两端输入正弦式交变电流u=100
sin10πt(V),则下列说法正确的是( )
A.灯泡会正常发光
B.光敏电阻中的电流和灯泡中的电流相等
C.增大照射光的强度照射光敏电阻,灯泡会变亮
D.断开开关S,灯泡会熄灭
解析:
由题可知,理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1,原线圈两端的电压的有效值为100V,根据
=
,可知副线圈两端的电压的有效值为50V,由于电容器和光敏电阻都会阻碍交变电流的通过,因此灯泡两端的电压小于50V,不会正常发光,A错误;由于电容器能通交流,因此光敏电阻R中的电流小于灯泡中的电流,B错误;增大照射光的强度照射光敏电阻,光敏电阻的阻值减小,因此灯泡中的电流增大,灯泡会变亮,C正确;断开开关S,由于电容器能通交流,因此灯泡不会熄灭,D错误.
答案:
C
10.如图所示,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,两灯泡均能正常发光.下列说法正确的是( )
A.原、副线圈匝数之比为1∶9
B.原、副线圈匝数之比为9∶1
C.此时a和b的电功率之比为10∶1
D.此时a和b的电功率之比为1∶10
解析:
灯泡正常发光,则其电压均为额定电压U,则说明原线圈输入电压为9U,输出电压为U;则可知,原副线圈匝数之比为9∶1,故A错误,B正确;根据公式
=
可得
=
,由于小灯泡两端的电压相等,所以根据公式P=UI可得两者的电功率之比为1∶9;故C错误,D错误.
答案:
B
题型四 综合练
11.如图所示为远距离输电的原理图,升压变压器的原副线圈匝数比为m,降压变压器的原副线圈匝数比为n,输电线的电阻为R,升压变压器和降压变压器均为一理想变压器,发电机输出的电压恒为U,若由于用户的负载变化,使电压表V2的示数减小了ΔU,则下列判断正确的是( )
A.电流表A2的示数增大了
B.电流表A1的示数增大了
C.电压表V1的示数减小了ΔU
D.输电线损失的功率增加了
R
解析:
由
=m得U1=
,由于U、m不变,故U1不变,故C错误;设降压变压器的输入电压为U′,则U′=U1-I1R,由
=n得,U2=
,则ΔU=-
ΔI1,由此可见,电流表A1的示数增大了
,即B正确;由
=
得I2=nI1,由此可知,I2增大了
,故A错误;输电线损失的功率增加量ΔP=(I1+ΔI1)2R-I
R=2I1ΔI1·R+ΔI
R≠
R,故D错误.
答案:
B
12.如图所示,直角三角形导线框OPQ放置在磁感应强度大小为B,方向垂直于OQ向右的匀强磁场中,且OP边的长度为L,∠POQ=θ.当导线框绕OQ边以角速度ω逆时针转动(从O向Q观察)时,下列说法正确的是( )
A.导线框OPQ内无感应电流
B.导线框OPQ内产生大小恒定,方向周期性变化的交变电流
C.P点的电势始终大于O点的电势
D.如果截去导线PQ,则P、O两点的电势差的最大值为
BL2ωsinθcosθ
解析:
导线框OPQ内,只有边长OP做切割磁感线运动,产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律可求得感应电动势的大小为E=BL·
·ωcosθsinωt=
BL2ωsinθcosθsinωt,故导线框OPQ内产生正弦式交变电流,故A、B错误;由于导体框OPQ内产生正弦式交变电流,P点的电动势与O点的电动势大小成周期性变化,故C错误;如果截取导线PQ,则没有感应电流,但PQ两点的电势差U=BL
ωcosθsinωt=
BL2ωsinθcosθsinωt,故最大值为
BL2ωsinθcosθ,故D正确.
答案:
D
13.(多选)如图所示,面积S=0.5m2、n=50匝、电阻不计的矩形闭合导线圈ABCD处于磁感应强度大小为B=
T的水平匀强磁场中,线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω=200rad/s匀速转动,并与理想变压器原线圈1相连,副线圈2接入一只“220V100W”的灯泡甲,副线圈3接入一只“110V60W”的灯泡乙与滑动变阻器,已知当滑动变阻器的滑片处于最左端时两灯均正常发光,交流电流表的量程为0~0.6A,且为理想电表.下列说法正确的是( )
A.从图示位置计时,线框中交变电压瞬时值的表达式为e=500
sin200tV
B.当两灯正常发光时,交流电流表的示数为0.30A
C.变压器线圈的匝数之比为n1∶n2∶n3=50∶22∶11
D.当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的示数增大
解析:
图示位置穿过线框的磁通量最大,电动势的最大值Em=nBSω=50×
×0.5×200V=500
V.图示位置穿过线框的磁通量最大,导线框中产生交变电压的表达式为u=500
sin200tV.故A正确;变压器副线圈2中的电功率为100W,变压器副线圈3中电功率为60W,则变压器原线圈中的电功率为160W,所以变压器原线圈中电流强度I1=
=
A=
A.故B错误;电动势的最大值为500
V,则交流电压的有效值500V.滑动变阻器的滑片处于最左端时接入电路中的电阻值为0;根据电压之比等于匝数比,则原副线圈的匝数比=500∶220∶110=50∶22∶11,故C正确,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,接入副线圈的电阻值增大,所以副线圈3中的电流值减小,输出功率与输入功率都减小,所以电流表的示数减小,故D错误.
答案:
AC
14.(多选)如图所示的电路中,E为电源,内电阻为r,V为理想电压表,L为阻值恒为2r的小灯泡,定值电阻R1的阻值恒为r,R3为半导体材料制成的光敏电阻(其阻值随光照的增强而减小).电容器两极板处于水平状态,闭合开关S,电容器中心P点有一带电小球处于静止状态,电源负极接地,则下列说法正确的是( )
A.若将R2的滑片上移,则电压表的示数变小
B.若突然将电容器上极板上移,则小球在P点的电势能增大
C.若光照变强,则小球会向上运动
D.若光照变强,则A、B间电路的功率变大
解析:
R2与电容器C串联,若只是将R2的滑片上移,对电路没有影响,电压表示数不变,A项错误;若只是将电容器上极板上移,则电容器两端电压UC不变,两极板间距d增大,场强E减小,P点的电势减小,由题分析可知小球带负电,则小球在P点的电势能增大,B项正确;若光照变强,则光敏电阻R3的阻值减小,灯L和R3两端电压减小,电容器两端电压减小,两极板间场强E减小,小球所受电场力减小,球会向下运动,C项错误;将R1视为电源一部分,则等效电源内阻阻值为2r,而A、B间L和R3的总电阻为RL+R3=2r+R3>2r,若光照变强,则R3的阻值减小,A、B间电路的功率变大,故D项正确.
答案:
BD
莘莘学子,最重要的就是不要去看远方模糊的,而要做手边清楚的事。
每一日所付出的代价都比前一日高,因为你的生命又消短了一天,所以每一日都要更用心。
这天太宝贵,不就应为酸苦的忧虑和辛涩的悔恨所销蚀,抬起下巴,抓住这天,它不再回来。
加油!
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