届高三二轮复习物理专题通关 课时巩固过关练十一 电路与电磁感应511 含答案.docx

1、届高三二轮复习物理专题通关 课时巩固过关练十一 电路与电磁感应511 含答案课时巩固过关练(十一)恒定电流与交变电流(45分钟100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分。第15题只有一项符合题目要求,第68题有多项符合题目要求)1.电源和一个水平放置的平行板电容器、三个电阻组成如图所示的电路。当开关S闭合后,电容器中有一个带电液滴恰好处于静止状态。现将开关S断开,则以下判断正确的是()A.液滴仍保持静止状态B.液滴将向下运动C.电容器上的带电荷量将减为零D.电容器将有一个瞬间的充电过程【解析】选D。当开关S闭合时,电容器所在支路为断路,所以电阻R0相当于导线,电容器两端电压为R

2、1两端电压,当开关S断开后,电路中没有电流通过,电容器两端电压变为电源电动势,所以电容器两端电压增大,电容器充电,电容器带电荷量增加,同时液滴所受的电场力增大,液滴向上运动,选项D对。【加固训练】为锻炼身体,小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,如图是原理图。轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R1间的摩擦不计),弹簧劲度系数为100N/cm。定值电阻R0=5,ab是一根长为5cm的均匀电阻丝,阻值R1=25,电源输出电压恒为U=3V,理想电流表的量程为00.6A。当拉环不受力时,滑片P处于a端。下列关于这个电路的说法不正确的是()A.小明在电路中连入R0的目的是保护电

3、路B.当拉环不受拉力时,闭合开关后电流表的读数为0.1AC.当拉力为400N时,电流表指针指在0.3A处D.当拉力为400N时,电流表指针指在0.5A处【解析】选D。若电路无电阻R0,且金属滑片P在b端时,回路短路损坏电源,R0的存在使电路不出现短路,因此A正确。当拉环不受拉力时,滑片P在a端,由闭合电路欧姆定律得I=0.1A,故B正确。拉力为400N时,由F=kx,则x=4cm,对应的电阻为RaP=20,R1剩余部分接入电路的电阻RPb=5,由闭合电路欧姆定律有I=0.3A,故D错,C正确。2.(2015福州二模)某交流电源电动势随时间变化的规律如图所示,现用该电源对标称为“5V,10W”的

4、电动机供电;电源内阻不计,下列说法正确的是()A.电动机的内阻为2.5B.电动机的发热功率为10WC.通过电动机的电流为2AD.通过电动机的电流为2A【解析】选C。由图知该电源电动势的最大值为Em=5V,有效值为E=5V;现用该电源对标称为“5V,10W”的电动机供电,所以通过电动机的电流为I=A=2A,由于电动机是非纯电阻电路,所以电动机的内阻r=2.5,故A、D错误,C正确;由于电动机是非纯电阻电路,所以电动机的发热功率P热P总=10W,故B错误。3.在一阻值为R=10的定值电阻中通入如图所示的交流电,则()A.此交流电的频率为2HzB.此交流电的有效值约为3.5AC.在24s内通过该电阻

5、的电荷量为7CD.在02s内电阻产生的焦耳热为25J【解析】选B。由图知,交流电的周期为2s,故频率f=0.5Hz,A错误;根据有效值的定义,由I2RT=I12R+I22R=250J,得I3.5A,B正确,D错误;在24s内通过该电阻的电荷量为Q=|I1+I2|=1C,C错误。4.如图所示,有一台交流发电机E,通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电,输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1,它的输出电压和输出功率分别为U2和P2;T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3,它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。设T1的输入电压U1一定,当用户消耗的电功率变

6、大时,有()A.U2减小,U4变大 B.U2不变,U3不变C.P1变小,P2变小 D.P2变大,P3变大【解析】选D。由理想变压器输出功率决定输入功率可得,当用户功率增大时,升压变压器的输入功率必增大,即P1增大,输入电压U1为定值不变,升压变压器的匝数不变,输入电压不变,故输出电压U2不变,由于P1增大,由P1=U1I1=P2=U2I2可得,I1增加,P2、I2增加,由闭合电路欧姆定律：U3=U2-I2R,故U3减小,降压变压器原、副线圈匝数不变,所以随U3减小,U4减小,A、B错误;由于用户功率增加,即P4增加,理想变压器无功率损耗可得：P3=P4,功率P3也增加,故C错误,D正确。5.(

7、2015成都二模)如图所示,匝数为50匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B=T的水平匀强磁场中,线框面积S=0.5m2,线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO以角速度=100rad/s匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,副线圈接入一只“220V,60W”的灯泡,且灯泡正常发光,熔断器允许通过的最大电流为10A,下列说法正确的是()A.在图示位置线框中产生的感应电动势最大B.线框中产生电动势的有效值为250VC.变压器原、副线圈匝数之比为2522D.允许变压器输出的最大功率为1000W【解析】选C。由图可知,此时线圈和磁场垂直,此时线框的磁通量最大,感应电动势为0,A错误;矩形闭合导线

8、框ABCD在磁场中转动,产生的交流电的最大值为Em=nBS=500.5100V=250V,所以交流电的有效值为250V,B错误;由于电压与匝数成正比,所以变压器原、副线圈匝数之比为=2522,C正确;由于熔断器允许通过的最大电流为10A,所以允许变压器输出的最大功率为P=UI=25010W=2500W,D错误。6.(2015银川一模)如图所示,电源电动势为E,内阻为r,滑动变阻器总电阻为R,开关闭合。两平行板间有匀强磁场,一带电粒子正好以速度v匀速穿过两板间。以下说法正确的是(忽略带电粒子的重力)()A.保持开关闭合,将滑片P向上滑动一点,粒子将可能从下极板边缘射出B.保持开关闭合,将滑片P向

9、下滑动一点,粒子将可能从下极板边缘射出C.保持开关闭合,将a极板向下移动一点,粒子将继续沿直线穿出D.如果将开关断开,粒子将继续沿直线穿出【解析】选A、B。带电粒子匀速穿过两板间,说明带电粒子所受的洛伦兹力和电场力平衡,保持开关闭合,将滑片P向上滑动一点,则电容器两极板间的电压降低,带电粒子所受的电场力减小,因带电粒子所带电荷的正负不明确,所以粒子将可能从下极板边缘射出,A正确;若将滑片P向下滑动一点,则电容器两极板间的电压变大,带电粒子所受的电场力增大,因带电粒子所带电荷的正负不明确,粒子将可能从下极板边缘射出,B正确;若保持开关闭合,将a极板向下移动一点,带电粒子所受的电场力F=q增大,故

10、粒子不可能沿直线穿出,C错误;如果将开关断开,电容器将放电,电场逐渐消失,故粒子不可能继续沿直线穿出,D错误。7.图示电路中,变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表A1的示数增大了0.2A,电流表A2的示数增大了0.8A,则下列说法正确的是()A.电压表V1示数不变B.电压表V2、V3示数均增大C.该变压器起升压作用D.变阻器滑片是沿cd的方向滑动【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析：(1)理想变压器的输出电压由输入电压及匝数比决定,即U2=U1,与负载的变化无关。(2)变压器的匝

11、数比也可应用=计算。【解析】选A、D。电压表V1测电源两端电压的有效值,也是变压器的输入电压的有效值,所以V1的示数不变,A正确;V2测变压器的输出电压,由U2=U1可知V2的示数也不变,电流表A2的示数增大,由欧姆定律可知电路中的电阻减小,即R的阻值减小,滑片向d端滑动,V3的示数减小,B错误,D正确;因=,所以变压器为降压变压器,C错误。【加固训练】(多选)如图甲所示,矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动,输出交流电的电动势图像如图乙所示,经原、副线圈的匝数比为110的理想变压器给一个灯泡供电,如图丙所示,副线圈电路中灯泡额定功率为22W。现闭合开关,灯泡正常发光。则()A

12、.t=0.01s时刻穿过线框回路的磁通量为零B.交流发电机的转速为100r/sC.变压器原线圈中电流表示数为1AD.灯泡的额定电压为220V【解析】选C、D。由图乙可知,在0.01s时,感应电动势为零,则此时穿过线框回路的磁通量最大,A错误;由图可知,交流电的周期为0.02s,则转速为：n=50r/s,B错误;原线圈输入电压有效值为22V,则副线圈的电压为2210V=220V;由P=UI可知,副线圈电流I2=A=0.1A,则由=,求得I1=1A,C正确;灯泡正常发光,故额定电压为220V,故D正确。8.(2015银川一模)如图所示,变压器输入有效值恒定的电压,副线圈匝数可调,输出电压通过输电线

13、送给用户(电灯等用电器),R表示输电线的电阻,则()A.用电器增加时,变压器输出电压增大B.要提高用户的电压,滑动触头P应向上滑C.用电器增加时,输电线的热损耗减少D.用电器增加时,变压器的输入功率增加【解析】选B、D。由于变压器原、副线圈的匝数不变,而且输入电压不变,因此增加负载不会影响输出电压,故A错误;根据变压器原理可知输出电压U2=U1,当滑动触头P向上滑时,n2增大,所以输出电压增大,故B正确;由于用电器是并联的,因此用电器增加时总电阻变小,输出电压不变,总电流增大,故输电线上热损耗增大,故C错误;用电器增加时总电阻变小,总电流增大,输出功率增大,所以输入功率增大,故D正确。二、计算

14、题(本大题共2小题,共36分。需写出规范的解题步骤)9.(18分)如图所示,匀强磁场磁感应强度B=0.5T,匝数为n=50匝的矩形线圈,绕垂直于匀强磁场的转轴OO匀速转动,每匝线圈长为L=25cm,宽为d=20cm。线圈每分钟转动1500转,在匀速转动过程中,从线圈平面经过图示位置时开始计时。(1)写出感应电动势e的瞬时值表达式。(2)若每匝线圈本身电阻r=0.02,外接一阻值为13的用电器,使线圈与外电路组成闭合电路,写出感应电流i的瞬时值表达式。(3)若从线圈平面垂直于磁感线的位置开始计时,感应电动势e和感应电流i的瞬时值表达式如何?(4)画出(1)(2)中的e-t、i-t图像。【解析】(

15、1)线圈匝数n=50,磁场的磁感应强度B=0.5T,线圈转动的角速度=2f=2rad/s=50rad/s (2分)线圈的面积S=Ld=0.05m2 (1分)故Em=nBS=500.50.0550V196V (2分)从图示位置开始计时,有e=Emcost=196cos(50t)V (2分)(2)若r=0.02,则r=50r=0.0250=1 (1分)R总=R+r=13+1=14 (1分)Im=A=14A (1分)所以i=Imcost=14cos(50t)A (1分)(3)若从线圈平面与磁感线垂直的位置开始计时,即从中性面开始计时,感应电动势和感应电流的瞬时值表达式分别为e=196sin(50t)

16、V (2分)i=14sin(50t)A (1分)(4)因为=50rad/s所以T=0.04s,Em=196V,Im=14A (2分)(1)(2)中的e-t、i-t图像分别如图甲、乙所示(2分)答案：见解析10.(18分)一台小型发电机的最大输出功率为100kW,输出电压恒为500V,现用电阻率为1.810-8m,横截面积为10-5m2的输电线向4103m远处的用户输电,要使发电机满负荷运行时,输电线上的损失功率不超过发电机总功率的4%,求：(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少?(2)如果用户用电器的额定电压为220V,那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少?(3)想一想

17、,当深夜接入电路的用电器减少时,用电器两端的电压是大于、小于还是等于220V?若用电器电路中电流为100A,求此时用电器两端的电压数值。【解析】(1)输电要用两根导线,则输电线的电阻为r=1.810-8=14.4 (2分)由题意知P损=P4%=()2r (2分)1050.04=()214.4U2=6000V (1分)升压变压器原、副线圈匝数比= (1分)(2)I2=A=A (1分)U损=I2r=14.4V=240V (1分)而U3=U2-U损=6000V-240V=5760V (2分)= (1分)降压变压器原、副线圈匝数比为28811(3)用电器总数减少时,用电器两端电压将增大由题知I4=100A,则由= (2分)所以I3= (1分)U损=I3r=14.4V=55V (1分)而U1、U2不变U3=U2-U损=(6000-55)V=5945V (1分)= (1分)U4=U3=5945V227V (1分)答案：(1)112(2)28811(3)大于220V227V关闭Word文档返回原板块