（課標版）2020屆高考物理二輪復習 專題四 第8講 恒定電流與交變電流練習

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1、 第8講　恒定電流與交變電流 一、單項選擇題 1.一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖像如圖甲所示。已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為5.0 Ω,現(xiàn)外接一只電阻為95.0 Ω的燈泡,如圖乙所示,則(　　) 　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 A.電壓表V的讀數(shù)為220 V B.電路中的電流方向每秒改變50次 C.燈泡實際消耗的功率為484 W D.發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒產(chǎn)生的焦耳熱為24.2 J 答案　D　由題圖甲知發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢有效值為220 V,燈泡中電流大小為I=ER+r=2.2 A,電壓表讀數(shù)為U=IR=2.2×95.0 V=209 V,選項A錯誤;由題

2、圖甲知交變電流的周期為0.02 s,則其頻率為50 Hz,電路中的電流方向每秒改變100次,選項B錯誤;燈泡實際消耗的功率為P=IU=209×2.2 W=459.8 W,選項C錯誤;發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒產(chǎn)生的焦耳熱為Q=I2rt=2.22×5×1 J=24.2 J,選項D正確。 2.(2019河南安陽模擬)如圖所示電路中,電流表A和電壓表V均可視為理想電表?，F(xiàn)閉合開關(guān)S后,將滑動變阻器滑片P向左移動,下列說法正確的是(　　) A.電流表A的示數(shù)變小,電壓表V的示數(shù)變大 B.小燈泡L變亮 C.電容器C上電荷量減少 D.電源的總功率變大 答案　A　閉合開關(guān)S后,將滑動變阻器滑片P向左

3、移動時,變阻器接入電路的電阻增大,根據(jù)閉合電路歐姆定律得知,電路中總電流I減小,則小燈泡L變暗,電流表A的示數(shù)變小。電壓表V的示數(shù)U=E-I(RL+r),I減小,其他量不變,則U增大,即電壓表V的示數(shù)變大,故A正確,B錯誤。電容器C兩端的電壓等于滑動變阻器兩端的電壓,即等于電壓表的示數(shù),U增大,由Q=CU,知電容器C上的電荷量增大,故C錯誤。電源的總功率P=EI,I減小,則電源的總功率變小,故D錯誤。 3.有一種測量人體重的電子秤,其原理圖如圖所示,它主要由三部分構(gòu)成:踏板、壓力傳感器R(是一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表(實質(zhì)是理想電流表),設(shè)踏板的質(zhì)量可忽略不計,已知

4、理想電流表的量程為3 A,電源電動勢為12 V,內(nèi)阻為2 Ω,電阻R隨壓力變化的函數(shù)式為R=30-0.02F(F和R的單位分別是N和Ω)。則下列說法正確的是(　　) A.該秤能測量的最大體重是1 300 N B.體重為1 300 N應(yīng)標在電流表刻度盤2 A刻度處 C.該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應(yīng)標在電流表刻度盤0刻度處 D.該秤零刻線應(yīng)標在電流表刻度盤的最大刻度處 答案　B　電路中允許的最大電流為I1=3 A,由閉合電路歐姆定律E=I1(R+r)得,Rmin=2 Ω,代入R=30-0.02F得,Fmax=1 400 N,A錯誤;同理,體重為1 300 N時,I2=2 A

5、,B正確;同理,當電子秤示數(shù)為零時,I3=0.375 A,C、D均錯誤。 4.電動機的內(nèi)電阻r=2 Ω,與R=8 Ω的電阻串聯(lián)接在線圈上,如圖所示。已知線圈面積為220 m2,共100匝,電阻為2 Ω,在B=2π T的勻強磁場中繞OO'以轉(zhuǎn)速n=600 r/min勻速轉(zhuǎn)動,在合上開關(guān)S后電動機正常工作時,電壓表的示數(shù)為100 V。則下列說法正確的是(　　) A.電路中電流的最大值為52 A B.電路中電流的最大值為102 A C.電動機正常工作時的輸出功率為1 000 W D.電動機正常工作時的輸出功率為8002 W 答案　B　線圈的角速度ω=20π rad/s,電動勢的最大值

6、Em=NBSω=2002 V,有效值E=Em2=200 V,電路中的電流I=E-UR+r線圈=10 A,電流的最大值Im=2I=102 A,選項A錯誤,B正確;電動機正常工作時的輸出功率P出=UI-I2r=800 W,選項C、D錯誤。 5.如圖甲所示為遠距離輸電示意圖,變壓器均為理想變壓器,升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶100,其輸入交流電壓的變化規(guī)律如圖乙所示,遠距離輸電線的總電阻為50 Ω。降壓變壓器右側(cè)部分為火災(zāi)報警系統(tǒng)原理圖,其中R1為一定值電阻,R2為用半導體熱敏材料制成的傳感器,當溫度升高時其阻值變小,電壓表V可以顯示加在報警器兩端的電壓(報警器未畫出)。未出現(xiàn)火警時,升壓變壓

7、器的輸入功率為660 kW。下列說法中正確的是(　　) 甲 乙 A.0.01 s時刻,電壓表的示數(shù)是0 B.未出現(xiàn)火警時,遠距離輸電線路損耗的功率為45 kW C.當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時,電壓表V的示數(shù)變大 D.當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時,輸電線上的電流變小 答案　B　電壓表的讀數(shù)是交流電的有效值,則0.01 s時刻,電壓表的示數(shù)不為零,選項A錯誤;升壓變壓器輸入端電壓有效值為220 V,根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知,副線圈兩端電壓為22 000 V,所以輸電線中的電流I=PU=660×10322000 A=30 A,輸電線損失的電壓ΔU=IR=30×50 V=1 50

8、0 V,輸電線路損耗功率ΔP=ΔUI=1 500×30 W=45 kW,故B正確;當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時其阻值減小,降壓變壓器副線圈中電流增大,定值電阻的分壓增大,所以電壓表V的示數(shù)減小,故C錯誤;當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時,副線圈電流增大,根據(jù)電流與匝數(shù)成反比知輸電線上的電流增大,故D錯誤。 6.(2019四川綿陽模擬)工廠生產(chǎn)的某一批次小燈泡說明書上附有如圖甲所示的電壓隨電流變化圖像,圖乙是該批次三個小燈泡連接而成的電路,三個燈泡均發(fā)光時電壓表V2的示數(shù)為1 V,下列說法正確的是(　　) A.電壓表V1的示數(shù)為2.0 V B.電流表A1的示數(shù)為0.6 A C.若燈泡L1

9、短路,則電壓表V2的示數(shù)為5.0 V D.電源的輸出功率為0.9 W 答案　B　分析電路的連接時,把電壓表看做斷路,電流表看做導線,題中L2與L3并聯(lián),然后再與L1串聯(lián)組成外電路,電壓表V1測量L1兩端的電壓,電壓表V2測量并聯(lián)電路部分的電壓,電流表A1測量干路電流,電流表A2測量通過L3的電流。閉合開關(guān)S,電壓表V2的示數(shù)為1 V,表示L2兩端的電壓為1 V,由題圖甲可知,此時對應(yīng)的支路電流I=0.3 A,通過L1的干路電流為0.6 A,電流表A1的示數(shù)為0.6 A,選項B正確;此時L1兩端電壓根據(jù)題圖甲可知為4.0 V,即電壓表V1的示數(shù)為4.0 V,選項A錯;此時路端電壓為5.0 V

10、,干路電流為0.6 A,電源輸出功率為3.0 W,選項D錯;若燈泡L1短路,則只有兩個燈泡并聯(lián),電壓表V2測并聯(lián)電壓即路端電壓,由于內(nèi)阻作用,外電路電阻變化,路端電壓也變化,不等于原來的5.0 V,選項C錯。 7.如圖甲所示,一理想變壓器原線圈匝數(shù)為n1=1 000匝,副線圈匝數(shù)為n2=150匝,變壓器輸入端的正弦交變電壓隨時間變化圖像如圖乙所示,定值電阻的阻值為11 Ω,總阻值為22 Ω的滑動變阻器滑片為P。下列說法中正確的是(　　) A.變壓器副線圈輸出電壓的頻率為100 Hz B.滑片P向右滑動時,電阻R兩端的電壓不變 C.滑片P滑到最右端時,通過電阻R的電流為6 A D.

11、滑片P滑到最左端時,變壓器的輸入功率為66 W 答案　C　原、副線圈的周期T=0.02 s,頻率f=1T=50 Hz,選項A錯誤;滑動變阻器的滑片P向右滑動時,電阻R兩端的電壓變大,選項B錯誤;原線圈電壓的有效值U1=Um2=440 V,根據(jù)U1U2=n1n2可得副線圈的電壓U2=66 V,滑動變阻器的滑片P滑到最右端時,通過電阻R的電流為I2=U2R=6 A,選項C正確;滑動變阻器的滑片P滑到最左端時,理想變壓器的輸入功率為P1=P2=U22R+RP=132 W,選項D錯誤。 二、多項選擇題 8.小型發(fā)電機線圈共N匝,每匝可簡化為矩形線圈abcd,bc邊長為L1,磁極間的磁場可視為勻強

12、磁場,方向垂直于線圈中心軸OO',線圈以角速度ω繞OO'勻速轉(zhuǎn)動,如圖所示。矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0,不計線圈電阻,下列說法正確的是(　　) A.ab邊長為L=2e0BωL1 B.產(chǎn)生的交變電流的周期是2πω C.若從中性面開始計時,則發(fā)電機的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e=2Ne0 sin ωt D.發(fā)電機線圈從垂直中性面位置轉(zhuǎn)動90°的過程中,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的平均值是2Ne0π 答案　AC　由題意可知,線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0,由e0=BLv=BLωL12,解得L=2e0BωL1,選項A正確;T=2πω,選項B錯誤;對單匝矩形線圈,其感應(yīng)電動勢最大值為2e0,發(fā)電機線圈共N匝,所以發(fā)電機線圈中總感應(yīng)電動勢最大值為2Ne0,從中性面開始計時,則感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e=2Ne0 sin ωt,選項C正確;發(fā)電機線圈從垂直中性面位置轉(zhuǎn)動90°的過程中,磁通量變化量為ΔΦ=BLL1=2e0ω,時間Δt=T4=π2ω,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢平均值是 - 5 -