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1、2022年高三物理二輪復習 專題限時練9 第1部分 專題9 直流電路與交流電路
一、選擇題(本題共8小題，每小題6分．在每小題給出的四個選項中，第1～5題只有一項符合題目要求，第6～8題有多項符合題目要求．全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有錯選的得0分)
1．(xx·江蘇高考)一電器中的變壓器可視為理想變壓器，它將220 V交變電流改變?yōu)?10 V．已知變壓器原線圈匝數為800，則副線圈匝數為( )
A．200 B．400 C．1 600 D．3 200
2．科技實驗小組在清理實驗器材時發(fā)現(xiàn)在一個精密電阻R上標有“45 Ω 5 W”字樣，于是他將電阻R、標有“3 V
2、 0.6 W”字樣的小燈泡L和電源等器材組成了如圖9-14所示實驗電路．已知電表均為理想電表，則下列推斷正確的是( )
圖9-14
A．調整滑動變阻器，當電流表示數小于 A時，電阻R的阻值小于45 Ω
B．無論滑動變阻器的滑動觸頭P向右還是向左移動，電阻R消耗的電功率始終保持5 W不變
C．調整滑動變阻器，使電壓表示數為12 V，小燈泡恰能正常工作
D．若換不同功率的小燈泡與精密電阻R串聯(lián)，則小燈泡的功率不能超過5 W
3．(xx·福建高考)圖9-15為遠距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數分別為n1、n2，在T的原線圈兩端接入一電壓u＝Umsin
3、 ωt的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為( )
圖9-15
A. B．
C．4r D．4r
4．(xx·北京高考)如圖9-16所示，其中電流表A的量程為0.6 A，表盤均勻劃分為30個小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于電流表內阻的；R2的阻值等于電流表內阻的2倍．若用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值，則下列分析正確的是( )
圖9-16
A．將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示0.04 A
B．將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示0.02 A
C．將接線柱1、3接入電路時，每一
4、小格表示0.06 A
D．將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示0.01 A
5．如圖9-17所示，豎直放置的一對平行金屬板的左極上用絕緣線懸掛了一個帶正電的小球，將平行金屬板按圖所示的電路圖連接，絕緣線與左極板的夾角為θ，當滑動變阻器R的滑片在a位置時，電流表的讀數為I1，夾角為θ1；當滑片在b位置時，電流的讀數為I2，夾角為θ2，則( )
圖9-17
A．θ1＜θ2，I1＜I2 B．θ1＞θ2，I1＞I2
C．θ1＝θ2，I1＝I2 D．θ1＜θ2，I1＝I2
6．一個理想變壓器，開始時開關S接1，此時原、副線圈的匝數比為9∶1.一個理想二極管和一個滑動變阻器串聯(lián)接在副線
5、圈上，此時滑動變阻器接入電路的阻值為10 Ω，如圖9-18甲所示．原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電．則下列判斷正確的是( )
圖9-18
A．電壓表的示數為4 V
B．滑動變阻器消耗的功率為0.8 W
C．若將開關S由1撥到2處，同時滑動變阻器滑片向下滑動，電流表示數將變大
D．若將二極管用導線短接，電流表示數加倍
7．某同學用手搖發(fā)電機和理想變壓器給一個標有“12 V 6 W”字樣的燈泡供電，手搖發(fā)電機的線圈電阻是1 Ω，電路如圖9-19所示．當線圈以某一角速度ω勻速轉動時，電壓表示數為3 V，燈泡正常發(fā)光，則( )
圖9-19
A．電流表的示數是2 A
B．變
6、壓器的原、副線圈的匝數比是1∶4
C．若將耐壓值為20 V的電容器和燈泡串聯(lián)起來再接入電路，電流表示數為零
D．發(fā)電機的線圈中產生的電動勢最大值是5 V
8．(xx·海南高考)如圖9-20，一理想變壓器原、副線圈匝數之比為4∶1，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負載電阻的阻值R＝11R0，V是理想電壓表，現(xiàn)將負載電阻的阻值減小為R＝5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時電壓表的讀數為5.0 V，則( )
圖9-20
A．此時原線圈兩端電壓的最大值約為34 V
B．此時原線圈兩端電壓的最大值約為24 V
C．原線圈兩端原來的電壓有
7、效值約為68 V
D．原線圈兩端原來的電壓有效值約為48 V
二、計算題(本題共2小題，共計32分．解答過程要有必要的文字說明和解題步驟)
9．(14分)在如圖9-21所示的電路中，兩平行正對金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d＝4.0 cm.電源電動勢E＝400 V，內電阻r＝20 Ω，電阻R1＝1 980 Ω.閉合開關S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球(可視為質點)從B板上的小孔以初速度v0＝1.0 m/s豎直向上射入兩板間，小球恰好能到達A板．若小球所帶電荷量q＝1.0×10－7C，質量m＝2.0×10－4kg，不考慮空氣阻力，忽略射入小球對電路的影響，取g＝10 m/s2.求：
8、
圖9-21
(1)A、B兩金屬板間的電壓的大小U；
(2)滑動變阻器消耗的電功率P滑；
(3)電源的效率η.
10．(18分)如圖9-22甲所示，一固定的矩形導體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場．已知線圈的匝數n＝100匝，電阻r＝1.0 Ω，所圍成矩形的面積S＝0.040 m2，小燈泡的電阻R＝9.0 Ω，磁場的磁感應強度隨時間按如圖乙所示的規(guī)律變化，線圈中產生的感應電動勢瞬時值的表達式為e＝nBmScost(V)其中Bm為磁感應強度的最大值，T為磁場變化的周期．忽略燈絲電阻隨溫度的變化．求：
(1)線圈中
9、產生的感應電動勢最大值；
(2)小燈泡消耗的電功率；
(3)在磁感應強度變化的0～的時間內，通過小燈泡的電荷量．
圖9-22
【詳解答案】
1．B 根據理想變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系＝，得n2＝＝＝400，選項B正確．
2．C 由精密電阻的標識可知其額定電壓為15 V，額定電流為 A(與電阻間存在數量關系)，但電阻的阻值與其額定電壓和額定電流的值無關(無因果關系)，阻值為45 Ω不變，A選項錯誤；標識“5 W”為電阻的額定功率，工作功率與電阻兩端電壓有關，在額定范圍內，電壓越高功率越大，B項錯誤；小燈泡的電阻值RL＝Ω＝15 Ω(數量關系)，當
10、電壓表示數為12 V時，由分壓關系得＝，解得UL＝3 V，故小燈泡恰能正常工作，C選項正確；小燈泡的額定功率與精密電阻的額定功率無關，只要支路電流不超過 A即可，故D選項錯誤．
3．C 升壓變壓器T的原線圈兩端電壓的有效值為U1＝；由變壓關系可得＝，則U2＝；因為輸送電功率為P，輸電線中的電流為I2＝＝，則輸電線上損失的電功率為ΔP＝I(2r)＝，故選項C正確．
4．C 設電流表A的內阻為RA，用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值時，若將接線柱1、2接入電路，根據并聯(lián)電路的特點，(I1－IA)R1＝IARA，解得I1＝3IA＝0.06 A，則每一小格表示0.06 A；若將接線柱1、
11、3接入電路，則(I2－IA)R1＝IARA，解得I2＝3IA＝0.06 A，則每一小格表示0.06 A．選項C正確．
5．D 在滑動變阻器的滑片由a位置滑到b位置的過程中，兩平行金屬板間的電壓增大，小球受到的電場力增大，因此夾角θ增大，即θ1＜θ2；另外，電路的總電阻不變，因此總電流不變，即I1＝I2，故選項D正確．
6．BD 原、副線圈的電壓與匝數成正比，原線圈電壓的有效值為36 V，所以副線圈兩端電壓為4 V，由于副線圈接有二極管，它具有單向導電性，根據電流的熱效應知×＝×T，解得U＝2 V，A錯誤；滑動變阻器接入電路的阻值為10 Ω，消耗的功率為P＝＝0.8 W，故B正確；若將S從1
12、撥到2，原、副線圈匝數比變大，由變壓器變壓關系知副線圈的電壓減小，而R變大，副線圈電流減小，變壓器輸入功率等于輸出功率，總功率變小，原線圈電壓不變，原線圈電流即電流表示數減小，故C錯誤；若將二極管用導線短接，電流做功加倍，功率加倍，電流表示數加倍，故D正確．
7．AB 燈泡正常發(fā)光說明副線圈兩端電壓為12 V，功率為6 W，原、副線圈功率相等，PL＝UI，則電流表示數為2 A，選項A正確．理想變壓器原、副線圈電壓與匝數成正比，選項B正確；副線圈兩端電壓為12 V，最大值為12 V，小于電容器的耐壓值，電容器不會燒壞，因為電容器通交流，故電路里有電流，原線圈中的電流不為零，選項C錯誤．理想變壓
13、器原線圈和繞軸轉動的線圈構成閉合電路，電壓表示數3 V是外電路電壓，發(fā)電機線圈產生的電動勢的有效值為E＝U＋IR＝5 V，電動勢最大值為5 V，選項D錯．
8．AD 當負載電阻的阻值減小為R＝5R0時，根據串、并聯(lián)電路規(guī)律，R兩端電壓為R0兩端電壓的5倍，因為電壓表測量R兩端的電壓，所以UR0＝×5 V＝1 V，故副線圈兩端電壓為U2＝6 V，根據公式＝可得此時原線圈兩端電壓的有效值為U1＝24 V，所以此時原線圈兩端電壓的最大值約為24 V≈34 V，A正確，B錯誤；因為變化過程中變壓器的輸入電流不變，所以對于副線圈變化前、后電流也不變，則變化后電壓U2＝IR0＋5IR0＝6IR0，變化前
14、，U2′＝IR0＋11IR0＝12IR0，所以U2′＝2U2＝12 V，根據公式＝可得原線圈兩端原來的電壓有效值約為48 V，D正確，C錯誤．
9．解析：(1)小球從B板上的小孔射入恰好到達A板的過程中，
－qU－mgd＝0－mv 得U＝200 V.
(2)I＝，U＝IR滑，解得R滑＝2.0×103Ω
滑動變阻器消耗的電功率P滑＝＝20 W
(3)電源的效率η＝＝＝99.5%.
答案：(1)200 V
(2)20 W
(3)99.5%
10．解析：(1)因為線圈中產生的感應電流變化的周期與磁場變化的周期相同，所以由圖象可知，線圈中產生交變電流的周期為T＝3.14×10－2s，所以線圈中感應電動勢的最大值為Em＝＝8.0 V.
(2)根據歐姆定律，電路中電流的最大值為Im＝＝0.80 A，通過小燈泡電流的有效值為I＝Im/＝0.40 A，
小燈泡消耗的電功率為P＝I2R＝2.88 W.
(3)在磁感應強度變化的0～T/4內，線圈中感應電動勢的平均值E＝nS
通過燈泡的平均電流I＝＝
通過燈泡的電荷量Q＝IΔt＝＝4.0×10－3C.
答案：(1)8.0 V
(2)2.88 W
(3)4.0×10－3C
2022年高三物理二輪復習 專題限時練9 第1部分 專題9 直流電路與交流電路
