2019高考物理二轮复习第12讲《直流电路和交流电路》专题训练（含答案解析）

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1、1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 ,输电电压应变为( )14A.55 kV B.110 kV C.440 kV D.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=2e0B

2、L1B.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

3、的功率为 0.5 WD.电源的效率达到最大值24.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 m2,共 100220匝,电阻为 2 ,在 B= 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2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 5 A2B.电路中电流的最大值为 10 A2C.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 800 W25.(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 n1n 2n 3=1051,其

4、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、R 3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 A B.10 A,20 AC.1 A,0.7 A D.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37.(2018江西上饶六

5、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= r28.(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=100 sin 10t(V

6、),则下列说法正确的是( )2A.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、V 2、V 3示数变化量的绝对值分别为 U 1、U 2、U 3,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. r U3 I4C.U 1r,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;P 0=U2I=0.5 W,选项 C正确;电源的

7、效率 = ,电流越小,电源的EI-I2rEI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=200 V,有效值 E= =200 V,电路中的2Em2电流 I= =10 A,电流的最大值 Im= I=10 A,选项 A错误,B 正确;电动机正常工作时的输出功率E-UR+r线圈 2 2P 出 =UI-I2r=800 W,选项 C、D 错误。5.C 由 = ,得 U2= U1=110 V,则 I2= =1 A。由 = ,得 U3= U1=22 V。又 I1U1=I2U2+I3U3,解得 I1=0.

8、7 U1U2n1n2 n2n1 U2R2 U3U1n3n1 n3n1A。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

9、= Hz=50 Hz,因变压器不改变交流电的频率,所1002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7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= R,(U2R+r)2开关闭合后,A、B 两端输出的电功率为 PAB= = 2R,又开关闭合前后,A、B 两端输出功率(U2r+R2)2R2 U22(R+2r)2相等,则有 PAB=PAB,解得 R= r,D正确。28.C 由题可知,理想变

10、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= ,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U1U2n1n2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、V 2

11、、V 3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 =R+rr,故 B正确; =R, =r,又 Rr,所以 U 1U 2,故 C错误;当内外电阻相等 U3 I U1 I U2 I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.D P 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

12、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 = 知变压U1U2n1n2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 = 知变压器的输U1U2n1n2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,P 1= R= R,第二次输电时,I21 (PU1)2P

13、2= R,又 I2= ,U2= U1可得 P2= R,故 = ,C正确,D 错误。I22PU2 n2n1 P2U21 n21n22 P2P1n21n2212.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= =50 Hz,故 A正确;原线圈接入1T电压的最大值是 220 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2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= 得副线圈输出功率增大,所以原线U2R总8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

14、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= =50 Hz,变压器不改变频率,故选项 A正确;滑动变阻1T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= =440 V,根Um2据 = 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= =6 A,选U1U2n1n2 U2R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= =132 W,选项 D错误。U22R+RP14.AD 加在 R2两端电压的有效值 =U= V=20 V,R2消耗的功率为 = =12.5 W,又电阻 R1与 R2消UR22022 PR2U2R2R2耗的电功率恰好相等,故 A正确;由 u=20 sin 50t(V),知 =50 rad/s,故周期 T= =0.04 s,变22压器不改变交流电的周期,故 B错误;R 1的功率 = =12.5 W,通过 R1的电流 = =2.5 A,则电流表PR1PR2 IR1PR1R1的示数为 2.5 A,故 C错误;副线圈两端电压 U2= R1=5 V,原线圈两端电压 U1=U=20 V,则原、副线圈匝IR1数之比 n1n 2=U1U 2=41,故 D正确。