（新課標）2020高考物理二輪總復習 第一部分 專題突破方略 專題四 電磁感應和電路 1.4.2 直流電路和交流電路專題限時訓練

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1、1.4.2 直流電路和交流電路 專題限時訓練 一、單項選擇題 1．如圖所示是某直流電路中電壓隨電流變化的圖象，其中a、b分別表示路端電壓、負載電阻上電壓隨電流變化的情況．下面說法不正確的是(　　) A．陰影部分的面積表示電源的輸出功率 B．陰影部分的面積表示電源的內阻上消耗的功率 C．當滿足α＝β時，電源的輸出功率最大 D．當滿足α＞β時，電源的效率小于50% 答案：B 2．如圖甲是線圈繞垂直于磁場的軸在勻強磁場中勻速轉動時所產生的正弦式交流電壓圖象，把該交流電壓加在圖乙中變壓器的A、B兩端．已知理想變壓器原線圈Ⅰ和副線圈Ⅱ的匝數之比為5∶1，交流電流表和交流電壓表均為理

2、想電表，電阻R＝1 Ω，其他各處電阻不計，以下說法正確的是(　　) A．在t＝0.1 s和t＝0.3 s時，穿過線圈的磁通量最大 B．線圈轉動的角速度為10π rad/s C．電壓表的示數為2.83 V D．電流表的示數為0.40 A 答案：D 解析： 在t＝0.1 s和t＝0.3 s時，感應電動勢最大，所以磁通量變化率最大，而磁通量為零，A錯誤；從題圖甲中可得T＝0.4 s，所以轉動角速度為ω＝＝5π rad/s，B錯誤；原線圈兩端的有效電壓值為U1＝ V＝10 V，故根據公式＝可得U2＝2 V，即電壓表示數為2 V，C錯誤；副線圈中的電流為I2＝ ＝2 A，故根據公式＝可得

3、原線圈中的電流I1＝0.4 A，D正確． 3．如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈匝數比n1∶n2＝2∶1，電壓表和電流表均為理想電表，二極管為理想二極管，燈泡電阻R＝55 Ω，原線圈兩端加如圖乙所示的電壓．下列說法正確的是(　　) 　 A．電流表的讀數為 A B．電壓表的讀數為110 V C．燈泡L的功率為440 W D．副線圈兩端電壓為110 V 答案：A 解析：根據題圖乙可得原線圈兩端電壓的有效值為U1＝ V＝220 V，根據公式＝可得副線圈兩端的電壓為110 V，因為二極管為理想二極管，電流的示數為有效值，二極管正向導通時，I2＝＝ A＝2 A，則有I2RT＝IR，解得I＝

4、 A，故電流表的讀數為 A，電壓表的示數U2＝IR＝55 V，燈泡的功率為PL＝55× W＝110 W，故A正確，B、C、D錯誤． 4．(2019·江蘇調研)在如圖所示的電路中，電源電動勢為E，內阻為r，R1、R3為滑動變阻器，R2為定值電阻，C為電容器．開始時開關S1、S2閉合．下列操作能使電容器所帶電荷量增加的是(　　) A．斷開開關S1 B．斷開開關S2 C．向左移動滑動變阻器R1的滑片 D．向左移動滑動變阻器R3的滑片 答案：B 解析：斷開開關S1，回路電流為零，電容器通過R1、R2、S2回路放電，電荷量減小，A錯誤．根據電路結構可知，回路電流I＝，電容兩端電壓U＝I

5、R2＝，斷開開關S2，電容器直接串聯(lián)在電路中，回路電流為零，電容器兩端電壓為電源電動勢，電壓變大，根據Q＝CU可知，電容器帶電荷量變大，B正確；滑動變阻器R1與電容器串聯(lián)，穩(wěn)定時，支路無電流，改變R1的滑片位置，不會改變電壓和電流，電容器帶電荷量不變，C錯誤；向左移動滑動變阻器R3的滑片，接入電路電阻變大，I＝，回路電流變小，U＝IR2＝，電容器兩端電壓變小，根據Q＝CU可知，電容器帶電荷量變小，D錯誤． 5．(2019·合肥三模)如圖所示為一含有理想變壓器的電路圖，U為正弦式交流電源，輸出電壓的有效值恒定，R1＝R2＝R3.開關閉合前后原線圈中電流大小之比為3∶5，導線電阻不計，則原、副線

6、圈的匝數之比為(　　) A．2∶1 B．1∶2 C．3∶1 D．1∶3 答案：A 解析：設變壓器原、副線圈匝數之比為k, R1＝R2＝R3＝R，當開關S斷開時，設原線圈電流為3I，則副線圈電流為3kI，則根據理想變壓器原理可知：＝k；當S閉合時，設原線圈電流為5I，則副線圈的電流為5kI，此時副線圈的總電阻為R總＝R，則根據理想變壓器原理可知：＝k；代入數據聯(lián)立解得k＝2，則原、副線圈的匝數比為2：1，故A正確，B、C、D錯誤． 6．(2019·天津市和平區(qū)高三三模)如圖所示，理想變壓器原副線圈匝數之比為4∶1，原線圈接入一電壓為u＝U0sin ωt的交流電源，

7、副線圈接一個R＝27.5 Ω的負載電阻．若U0＝220 V，ω＝100π rad/s，則下述結論正確的是(　　) A．副線圈中電壓表的讀數為55 V B．副線圈中輸出交流電的周期為 s C．原線圈中電流表的讀數為0.5 A D．原線圈中的輸入功率為110 W 答案：C 解析：由瞬時值的表達式可知，原線圈的電壓最大值為220 V，所以原線圈的電壓的有效值為＝220 V，由電壓與匝數成正比可知，副線圈的電壓的有效值為55V，即為電壓表的讀數，副線圈的電流為＝2 A，根據電流與匝數成反比可得，原線圈的電流大小為0.5 A，故A錯誤，C正確；變壓器不會改變電流的周期，電流的周期為T＝＝

8、＝s，故B錯誤；變壓器的輸入功率和輸出功率相等，副線圈的功率為P＝＝110 W，所以原線圈中的輸入功率也為110 W，故D錯誤． 二、多項選擇題 7．(2019·南充市適應性考試)如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數之比n1∶n2＝4∶1，在原、副線圈中分別接有相同的電阻R，原線圈接有效值為255 V的正弦式交流電壓，副線圈中電阻R兩端的電壓為U，原、副線圈中電阻R消耗的功率之比為n，則(　　) A．U＝63.75 V B．U＝60 V C．n＝ D．n＝16 答案：BC 解析：原線圈輸入電壓為U0＝255 V，設變壓器原線圈兩端的電壓為U1，原線圈流過的電流

9、為I1，副線圈兩端的電壓為U2，副線圈流過的電流為I2，副線圈兩端只接有電阻R，則U＝U2.由原線圈的歐姆定律可知： U0＝I1R＋U1 由變壓器的關系有：＝＝，＝＝ 而副線圈兩端的歐姆定律滿足：U2＝I2R 聯(lián)立各式可得：U0＝＋4U，解得U＝60 V，故A錯誤，B正確；兩電阻的功率之比n＝＝，故C正確，D錯誤． 8．(2019·鹽城四模)如圖所示，E表示電源電動勢，I表示電路中的電流，U表示電源的路端電壓，P表示電源的輸出功率，當外電阻R變化時，下列圖象中可能正確的是(　　) 答案：CD 解析：電源的電動勢與外電路的電阻無關，選項A錯誤；由閉合電路的歐姆定律：I＝可知

10、I－R圖象不是直線，選項B錯誤；U＝IR＝＝，則隨R增加，U增大，當R→∞時，U→E，選項C正確；P＝I2R＝＝ ，當r＝R時，P最大，可知圖象D正確． 9．如圖甲是遠距離輸電線路的示意圖，圖乙是發(fā)電機輸出電壓隨時間變化的圖象，則(　　) 　 A．發(fā)電機輸出交流電的電壓有效值為500 V B．用戶用電器上交流電的頻率為50 Hz C．輸電線的電流只由降壓變壓器原、副線圈的匝數比決定 D．保持升壓變壓器原線圈的匝數不變，增加副線圈的匝數，可減少輸電線上損失的功率 答案：BD 解析：由圖象可知交流電的最大值Um＝500 V，因此其有效值U＝ V＝250 V，故A錯誤；發(fā)電機輸出電壓

11、的周期T＝0.02 s，故f＝＝ Hz＝50 Hz，故B正確；輸電線的電流由需要輸送的功率與電壓決定的，與降壓變壓器原、副線圈的匝數比無關，故C錯誤；保持升壓變壓器原線圈匝數不變，增加副線圈匝數，根據＝，U1·I1＝U2·I2可知，次級電壓變大，次級電流減小，根據P＝I2r可知，輸電線上損失的功率減小，選項D正確． 10．(2018·湖南、江西十四校聯(lián)考)如圖所示，R1、R2、R3為完全相同的標準電阻，甲、乙兩種情況下電阻R2、R3的功率均為P，且匝數之比n1∶n2均為3∶1，則(　　) A．圖甲中R1的功率為9P B．圖乙中R1的功率為 C．圖乙中R1的功率為9P D．圖甲中R

12、1的功率為 答案：AB 解析：對于題圖甲，設R2兩端電壓為U，根據理想變壓器的電壓與匝數成正比，得線圈n1兩端的電壓為3U，可得R1兩端的電壓是R2兩端電壓的3倍，根據P＝，則R1的功率為R2的功率的9倍，選項A正確，D錯誤；對于題圖乙，R2、R3是完全相同的電阻，功率均為P，可得副線圈電壓均為U，根據理想變壓器的電壓與匝數成正比，可得原線圈兩端電壓為3U，再根據理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，設副線圈電流為I，可得3UI1＝2P＝2UI，解得I1＝I，根據P＝I2R，故R1的功率P1＝IR＝P，選項B正確，C錯誤． 11．(2018·云南師大附屬中學月考)如圖所示為模擬遠距離輸電實驗

13、電路圖．兩理想變壓器的匝數滿足n1＝n42R，忽略燈絲電阻隨溫度的變化．將A、B端接人輸出電壓為U的低壓交流電源，下列說法正確的是(　　) A．電流表A1的示數I1＝ B．燈泡L1比燈泡L2亮 C．R1消耗的功率大于R3消耗的功率 D．R2兩端的電壓小于R4兩端的電壓 答案：BD 解析：由理想變壓器電壓比值原理，＝，＝＝，由電流比值原理，∶＝，由這兩組公式得L1兩端電壓UL1＝U4＝，R1、R2所在回路的電流I＝＝，L2所在回路中，由歐姆定律，電流I′＝，L2兩端電壓UL2＝I′RL＝.由過程分析，電流表A1的示數I1＝，選項A錯誤；由過程分析得，UL1＞UL2，由P＝可得燈泡L1比燈泡L2亮，選項B正確；由焦耳定律，電阻消耗功率P＝I2R，由過程分析，I＜I′，所以R1消耗的功率小于R3消耗的功率，選項C錯誤；由I＜I′，又由歐姆定律U＝IR得，R2兩端的電壓小于R4兩端的電壓，選項D正確． 7