高考物理二轮复习 第12讲 直流电路和交流电路专题训练-人教版高三全册物理试题.docx

第12讲直流电路和交流电路选择题(每小题6分,共84分)1.(2018江苏单科,2,3分)采用220 kV高压向远方的城市输电。当输送功率一定时,为使输电线上损耗的功率减小为原来的14,输电电压应变为() A.55 kVB.110 kVC.440 kVD.880 kV2.(多选)小型发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,bc边长为L1,磁极间的磁场可视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO',线圈以角速度绕OO'匀速转动,如图所示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,下列说法正确的是()A.ab边长为L=2e0BL1B.产生的交变电流的周期是2C.若从中性面开始计时,则发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e=2Ne0 sin tD.发电机线圈从垂直中性面位置转动90°的过程中,产生的感应电动势的平均值是2Ne03.(多选)两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路进行实验,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,一位同学记录电流表A和电压表V1的测量数据,另一位同学记录电流表A和电压表V2的测量数据。两位同学根据记录的数据描绘出如图(b)所示的两条U-I图线。则图像中两图线的交点表示的物理意义是()A.滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端B.电源的输出功率最大C.定值电阻R0消耗的功率为0.5 WD.电源的效率达到最大值4.电动机的内电阻r=2 ,与R=8 的电阻串联接在线圈上,如图所示。已知线圈面积为220 m2,共100匝,电阻为2 ,在B=2 T的匀强磁场中绕OO'以转速n=600 r/min匀速转动,在合上开关S后电动机正常工作时,电压表的示数为100 V。则下列说法正确的是()A.电路中电流的最大值为52 AB.电路中电流的最大值为102 AC.电动机正常工作时的输出功率为1 000 WD.电动机正常工作时的输出功率为8002 W5.(2018河北石家庄质检)如图所示,理想变压器三个线圈的匝数之比n1n2n3=1051,其中匝数为n1的原线圈接到220 V的交流电源上,匝数为n2和n3的两个副线圈分别与电阻R2、R3组成闭合回路。已知通过电阻R3的电流I3=2 A,电阻R2=110 ,则通过电阻R2的电流I2和通过原线圈的电流I1分别是()A.10 A,12 AB.10 A,20 AC.1 A,0.7 AD.1 A,3 A6.如图所示电路中,电流表A和电压表V均可视为理想电表。现闭合开关S后,将滑动变阻器滑片P向左移动,下列说法正确的是()A.电流表A的示数变小,电压表V的示数变大B.小灯泡L变亮C.电容器C上电荷量减少D.电源的总功率变大7.(2018江西上饶六校一联)如图所示,一正弦交流电瞬时值表达式为e=220 sin 100t(V),通过一个理想电流表,接在一个理想变压器两端,变压器起到降压作用,开关S闭合前后,A、B两端输出的电功率相等,以下说法正确的是()A.流过r的电流方向每秒钟变化50次B.变压器原线圈匝数小于副线圈匝数C.开关从断开到闭合时,电流表示数变小D.R=2r8.(2018河南郑州检测)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50 V,理想变压器原、副线圈的匝数之比为21。闭合开关S,在a、b两端输入正弦式交变电流u=1002 sin 10t(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9.如图,电路中定值电阻R大于电源内阻r,闭合开关S后,将滑动变阻器R0的滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为U1、U2、U3,理想电流表A示数变化量的绝对值为I,则()A.A的示数减小B.U3I>rC.U1<U2D.电源的输出功率逐渐减小10.(2018湖北四地七校联盟联考)如图所示,理想变压器的原线圈接有频率为f、电压为U的交流电,副线圈接有光敏电阻R1(光照增强时,光敏电阻阻值减小)、用电器R2。下列说法正确的是()A.P位置不动,当光照增强时,变压器的输入功率减小B.光照强度不变,当滑动触头P向上滑动时,用电器消耗的功率增大C.当f减小时,变压器的输入功率减小D.P位置不动,光照强度不变,当U增大时,用电器消耗的功率增大11.(多选)某同学在实验室中研究远距离输电。由于输电线太长,他将每100米导线卷成一卷,共卷成8卷来代替输电线路(忽略输电线路的自感作用)。第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连,测得输电线上损失的功率为P1。第二次采用如图所示的电路输电,其中理想变压器T1与学生电源相连,其原、副线圈的匝数比为n1n2,理想变压器T2与用电器相连,测得输电线上损失的功率为P2。下列说法正确的是()A.前后两次实验都可用于研究远距离直流输电B.实验可以证明,减小输电电流能减小远距离输电的能量损失C.若输送功率一定,则P2P1=n12n22D.若输送功率一定,则P2P1=n1n212.(2018宁夏银川一模)(多选)如图甲所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为101,图中电表均为理想电表,R、L和D分别是光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)、电感线圈和灯泡。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u,下列说法正确的是()甲乙A.电压u的频率为50 HzB.电压表的示数为222 VC.有光照射R时,电流表的示数变大D.抽出L中的铁芯,D变暗13.(多选)如图甲所示,一理想变压器原线圈匝数为n1=1 000匝,副线圈匝数为n2=150匝,变压器输入端的正弦交变电压如图乙所示,定值电阻的阻值为11 ,总阻值为22 的滑动变阻器滑片为P。下列说法中正确的是()A.变压器副线圈输出电压的频率为50 HzB.滑片P向右滑动时,电阻R两端的电压不变C.滑片P滑到最右端时,通过电阻R的电流为6 AD.滑片P滑到最左端时,变压器的输入功率为66 W14.(2018福建厦门质检)(多选)如图所示,电路中变压器为理想变压器,其原线圈接在u=202 sin 50t(V)的交流电源上,副线圈与阻值为R1=2 的电阻接成闭合电路,电流表为理想电流表。另有一阻值R2=32 的电阻与变压器原线圈并联,电阻R1与R2消耗的电功率恰好相等。则()A.电阻R1消耗的电功率为12.5 WB.通过电阻R1的交变电流的周期为0.02 sC.电流表的示数为10 AD.变压器原、副线圈匝数之比为41答案精解精析选择题1.C由P送=U送·I线和P损=I线2·R线得,P损=P送U送2·R线。因为P送和R线一定,要使P损'=14P损,结合上式得,U送'=2U送=440 kV,C项正确。2.AC由题意可知,线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,由e0=BLv=BLL12,解得L=2e0BL1,选项A正确;T=2,选项B错误;对单匝矩形线圈,其感应电动势最大值为2e0,发电机线圈共N匝,所以发电机线圈中总感应电动势最大值为2Ne0,从中性面开始计时,则感应电动势的瞬时值表达式为e=2Ne0 sin t,选项C正确;发电机线圈从垂直中性面位置转动90°的过程中,磁通量变化量为=BLL1=2e0,时间t=T4=2,产生的感应电动势平均值是E=Nt=4Ne0,选项D错误。3.BC由题图可得,电源电动势E=1.5 V,内阻r=1 ,在交点位置有R+R0=U1I=2 ,R0=U2I=2 ,则R=0,滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端,选项A错误;当电路中外电阻等于电源内阻时,电源的输出功率最大,但R0>r,故改变滑动变阻器的阻值时无法使电路中外电阻等于电源内阻,此时外电阻越接近电源内阻,电源的输出功率越大,故选项B正确;P0=U2I=0.5 W,选项C正确;电源的效率=EI-I2rEI,电流越小,电源的效率越大,可见滑动变阻器的滑动触头P滑到最右端时电源的效率最大,选项D错误。4.B线圈的角速度=20 rad/s,电动势的最大值Em=NBS=2002 V,有效值E=Em2=200 V,电路中的电流I=E-UR+r线圈=10 A,电流的最大值Im=2I=102 A,选项A错误,B正确;电动机正常工作时的输出功率P出=UI-I2r=800 W,选项C、D错误。5.C由U1U2=n1n2,得U2=n2n1U1=110 V,则I2=U2R2=1 A。由U3U1=n3n1,得U3=n3n1U1=22 V。又I1U1=I2U2+I3U3,解得I1=0.7 A。选项C正确。6.A闭合开关S后,将滑动变阻器滑片P向左移动时,变阻器接入电路的电阻增大,根据闭合电路欧姆定律得,电路中总电流I减小,则小灯泡L变暗,电流表A的示数变小;电压表的示数U=E-I(RL+r),I减小,其他量不变,则U增大,即电压表V的示数变大,故A正确,B错误;电容器的电压等于变阻器两端的电压,即等于电压表的示数,U增大,由Q=CU知电容器C上的电荷量增大,故C错误;电源的总功率P=EI,I减小,则电源的总功率变小,故D错误。7.D由正弦交流电瞬时值表达式知交流电的频率f=1002 Hz=50 Hz,因变压器不改变交流电的频率,所以流过r的电流方向每秒钟变化100次,A错误;降压变压器原线圈匝数大于副线圈匝数,B错误;开关从断开到闭合时,副线圈回路总电阻减小,副线圈两端电压不变,所以副线圈回路中电流增大,再根据I1U1=I2U2知原线圈电流即电流表示数变大,C错误;开关闭合前,A、B两端输出的电功率为PAB=U2R+r2R,开关闭合后,A、B两端输出的电功率为PAB'=U2r+R22R2=U22(R+2r)2·2R,又开关闭合前后,A、B两端输出功率相等,则有PAB=PAB',解得R=2r,D正确。8.C由题可知,理想变压器原、副线圈的匝数之比为21,原线圈两端的电压的有效值为100 V,根据U1U2=n1n2,可知副线圈两端的电压的有效值为50 V,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50 V,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。9.B根据理想电压表内阻无穷大,相当于断路,理想电流表内阻为零,相当于短路,可知R与滑动变阻器R0串联,电压表V1、V2、V3分别测量R、路端电路和滑动变阻器两端的电压。当滑动变阻器滑片向下滑动时,接入电路的阻值变小,电路的总电阻减小,电流变大,所以A的示数变大,故A错误;根据欧姆定律有U3=E-I(R+r),则U3I=R+r>r,故B正确;U1I=R,U2I=r,又R>r,所以U1>U2,故C错误;当内外电阻相等时,电源的输出功率最大,由于外电阻大于电源内阻,当滑片向下滑动时,外电阻减小,外电阻越来越接近内电阻,电源的输出功率逐渐增大,故D错误。10.DP位置不动,当光照增强时,光敏电阻的阻值减小,变压器的输出功率增加,输入功率也增加,故A错误;光照强度不变,光敏电阻的阻值不变,当滑动触头P向上滑动时,原线圈匝数增大,根据U1U2=n1n2知变压器的输出电压减小,则用电器消耗的功率减小,故B错误;该电路中,变压器不改变交流电的频率,当f减小时,变压器的输入功率不变,故C错误;P位置不动,光照强度不变,当U增大时,根据U1U2=n1n2知变压器的输出电压增大,即用电器两端电压增大,则用电器消耗的功率增大,故D正确。11.BC变压器只能改变交变电流的电压,所以第二次实验只能研究远距离交流输电,A错误;实验可以证明,减小输电电流可以减小远距离输电的能量损失,B正确;第一次输电时,P1=I12R=PU12R,第二次输电时,P2=I22R,又I2=PU2,U2=n2n1U1可得P2=P2U12·n12n22R,故P2P1=n12n22,C正确,D错误。12.AC原线圈接入题图乙所示的正弦交流电压,T=0.02 s,所以频率f=1T=50 Hz,故A正确;原线圈接入电压的最大值是2202 V,有效值U=220 V,理想变压器原、副线圈匝数比为101,所以电压表的示数为22 V,故B错误;有光照射R时,R阻值随光强增大而减小,根据P=U2R总得副线圈输出功率增大,所以原线圈输入功率增大,所以电流表的示数变大,故C正确;抽出L中的铁芯,电感线圈自感系数减小,电感线圈对电流的阻碍减小,所以D变亮,故D错误。13.AC原线圈输入电压的周期T=0.02 s,频率f=1T=50 Hz,变压器不改变频率,故选项A正确;滑动变阻器的滑片P向右滑动时,电阻R两端的电压变大,选项B错误;原线圈两端电压的有效值U1=Um2=440 V,根据U1U2=n1n2可得副线圈两端的电压U2=66 V,滑动变阻器的滑片P滑到最右端时,通过电阻R的电流I2=U2R=6 A,选项C正确;滑动变阻器的滑片P滑到最左端时,理想变压器的输入功率P2=U22R+RP=132 W,选项D错误。14.AD加在R2两端电压的有效值UR2=U=2022 V=20 V,R2消耗的功率为PR2=UR22R2=12.5 W,又电阻R1与R2消耗的电功率恰好相等,故A正确;由u=202 sin 50t(V),知=50 rad/s,故周期T=2=0.04 s,变压器不改变交流电的周期,故B错误;R1的功率PR1=PR2=12.5 W,通过R1的电流IR1=PR1R1=2.5 A,则电流表的示数为2.5 A,故C错误;副线圈两端电压U2=IR1R1=5 V,原线圈两端电压U1=U=20 V,则原、副线圈匝数之比n1n2=U1U2=41,故D正确。