2022高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題四 電路和電磁感應(yīng) 專題能力訓(xùn)練11 恒定電流和交變電流

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1、2022高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題四 電路和電磁感應(yīng) 專題能力訓(xùn)練11 恒定電流和交變電流 選擇題(本題共14小題,每小題7分,共98分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,1~7題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,8~14題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得7分,選對(duì)但不全的得4分,有選錯(cuò)的得0分) 1.在研究微型電動(dòng)機(jī)的性能時(shí),可采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路。當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)分別為 1.0 A 和 1.0 V;重新調(diào)節(jié)R,使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)分別為 2.0 A 和15.0 V。當(dāng)這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)(　　) 　　　　　　　　　　　　　　

2、　　 A.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為7.5 Ω B.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為2.0 Ω C.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為30.0 W D.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為26.0 W 2.在如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為R,L1和L2為相同的燈泡,每個(gè)燈泡的電阻和定值電阻阻值均為R。電壓表為理想電表,S為單刀雙擲開(kāi)關(guān),當(dāng)開(kāi)關(guān)由1位置打到2位置時(shí),下列說(shuō)法正確的是(　　) A.L1亮度不變,L2將變暗 B.L1將變亮,L2將變暗 C.電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率將變小 D.電壓表讀數(shù)將變小 3.阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路。開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)且電流穩(wěn)定時(shí),C所帶的電荷量為Q1;閉合開(kāi)關(guān)

3、S,電流再次穩(wěn)定后,C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為(　　) A. B. C. D. 4.在如圖所示的電路中,E為電源電動(dòng)勢(shì),r為電源內(nèi)阻,R1和R3均為定值電阻,R2為滑動(dòng)變阻器。當(dāng)R2的滑片在a端時(shí)閉合開(kāi)關(guān)S,此時(shí)三個(gè)電表A1、A2和V的示數(shù)分別為I1、I2和U,現(xiàn)將R2的滑片向b端移動(dòng),則三個(gè)電表示數(shù)的變化情況是(　　) A.I1增大,I2不變,U增大 B.I1減小,I2增大,U減小 C.I1增大,I2減小,U增大 D.I1減小,I2不變,U減小 5.如圖所示,一理想變壓器原線圈接入一交流電源,副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為定值電阻,開(kāi)關(guān)S是閉合的。

4、V1和V2為理想電壓表,讀數(shù)分別為U1和U2;A1、A2和A3為理想電流表,讀數(shù)分別為I1、I2和I3?，F(xiàn)斷開(kāi)S,U1數(shù)值不變,下列推斷中正確的是(　　) A.U2變小、I3變小 B.U2不變、I3變大 C.I1變小、I2變大 D.I2變大、I3變大 6.(2018·天津卷)教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機(jī)(內(nèi)阻可忽略)通過(guò)理想變壓器向定值電阻R供電,電路如圖所示,理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U,R消耗的功率為P。若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的,則(　　) A.R消耗的功率變?yōu)镻 B.電壓表V的讀數(shù)變?yōu)閁 C.電流表A的讀數(shù)變?yōu)?I D

5、.通過(guò)R的交變電流頻率不變 7.遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2,電壓分別為U1、U2,電流分別為I1、I2,輸電線上的電阻為R。變壓器為理想變壓器,則下列關(guān)系式中正確的是(　　) A. B.I2= C.I1U1=R D.I1U1=I2U2 8.邊長(zhǎng)為l的正方形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中以ω角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電流的最大值為Im,設(shè)燈泡的電阻為R,其他電阻不計(jì)。從如圖所示位置開(kāi)始計(jì)時(shí),則(　　) A.Im= B.電路中交變電流的表達(dá)式為Imsin ωt C.電流表的讀數(shù)為 D.燈泡上產(chǎn)生的電功率為R 9.如圖甲、乙分別表示兩種電壓的

6、波形,其中圖甲所示的電壓按正弦規(guī)律變化,圖乙所示的電壓是正弦函數(shù)的一部分。下列說(shuō)法正確的是(　　) A.圖甲、圖乙均表示交變電流 B.圖甲所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=20sin 100πt(V) C.圖甲所示電壓的有效值為20 V D.圖乙所示電壓的有效值為10 V 10.如圖所示,變壓器輸入有效值恒定的電壓,副線圈匝數(shù)可調(diào),輸出電壓通過(guò)輸電線送給用戶(電燈等用電器),R表示輸電線的電阻,則(　　) A.用電器增加時(shí),變壓器輸出電壓增大 B.要提高用戶的電壓,滑片P應(yīng)向上滑 C.用電器增加時(shí),輸電線的熱損耗減少 D.用電器增加時(shí),變壓器的輸入功率增加 11.如圖所示

7、,直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源Ⅰ與電源Ⅱ的路端電壓隨輸出電流變化的特性曲線,曲線Ⅲ是一個(gè)小燈泡的伏安特性曲線,則(　　) A.電源Ⅰ與電源Ⅱ的內(nèi)阻之比為12∶7 B.電源Ⅰ與電源Ⅱ的電動(dòng)勢(shì)之比為7∶12 C.若該小燈泡分別與電源Ⅰ和電源Ⅱ單獨(dú)連接,則小燈泡的電阻之比為35∶24 D.若該小燈泡分別與電源Ⅰ和電源Ⅱ單獨(dú)連接,則電源Ⅰ和電源Ⅱ輸出功率之比為10∶21 12.一直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置如圖所示。已知重物質(zhì)量m=50 kg,電源電壓U=110 V保持不變,電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R=4 Ω,不計(jì)各處摩擦,當(dāng)電動(dòng)機(jī)以某一速度勻速向上提升重物時(shí),電路中的電流I=5 A(g取10 m/s2)。

8、則 (　　) A.電源的輸出功率為100 W B.電動(dòng)機(jī)線圈電阻R的發(fā)熱功率為550 W C.提升重物的功率為450 W D.電動(dòng)機(jī)效率為81.8% 13.圖中理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1,電阻R1=R2=10 Ω,電表A、V均為理想交流電表。若R1兩端電壓u1=10sin 100πt(V),則下列說(shuō)法正確的有(　　) A.電壓表示數(shù)為14.14 V B.電流表的示數(shù)為0.5 A C.R1消耗的功率為20 W D.原線圈輸入交變電流頻率為50 Hz 14.如圖甲所示,M是一個(gè)小型理想變壓器,原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=11∶1,a、b端接有正弦式交變電流,

9、電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警電路原理圖,其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料(電阻隨溫度升高而減小)制成的傳感器,R1為一定值電阻,電壓表V和電流表A可視為理想電表。下列說(shuō)法正確的是 (　　) A.變壓器副線圈的輸出電壓的表達(dá)式為u2=20sin 100πt V　 B.當(dāng)傳感器R2所在處未出現(xiàn)火警時(shí),電壓表V的示數(shù)為20 V C.當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí),電壓表V的示數(shù)減小 D.當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí),電流表A的示數(shù)減小 答案： 1.D　解析 因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)分別為1.0 A和1.0 V,又由于此時(shí)電動(dòng)機(jī)屬于純電阻電路,故

10、電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為r==1.0 Ω,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0 A和15.0 V,則電動(dòng)機(jī)的總功率為P總=2.0 A×15.0 V=30.0 W,此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為P熱=(2.0 A)2×1.0 Ω=4.0 W,故電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P出=P總-P熱=30.0 W-4.0 W=26.0 W,選項(xiàng)D正確。 2.D　解析 開(kāi)關(guān)在位置1時(shí),外電路總電阻R總=R,電壓表示數(shù)U=E=E,兩燈電壓U1=U2=E,電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率為P熱=。開(kāi)關(guān)在位置2時(shí),外電路總電阻R總'=R,電壓表示數(shù)U'=E=E,燈泡L1的電壓U1'=E,L2的電壓U2'=E,電源內(nèi)阻的發(fā)熱

11、功率為P熱'=,L1亮度不變,L2將變亮,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率將變大,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由以上分析可知電壓表讀數(shù)變小,選項(xiàng)D正確。 3.C　解析 S斷開(kāi)時(shí)等效電路圖如圖甲所示。 甲 乙 設(shè)每個(gè)電阻阻值為R,電路中總電阻R總1=,干路電流I干1=;電容器兩端電壓為U1=I干1·R=,所帶電荷量為Q1=CU1=;S閉合后,等效電路圖如圖乙所示,電路中總電阻為R總2=,干路電流I干2=,電容器兩端電壓U2=I干2·R=,所帶電荷量Q2=CU2=;綜上,C選項(xiàng)正確。 4.B　解析 由題圖可知R1、R2并聯(lián)后再與R3串聯(lián),電流表A1測(cè)通過(guò)R1的電流I1,A2測(cè)通過(guò)R2的

12、電流I2,V測(cè)路端電壓U?，F(xiàn)將R2的滑片向b端移動(dòng),R2阻值減小,電路總電阻減小,則總電流I增大;根據(jù)閉合電路歐姆定律知路端電壓U=E-Ir,所以電壓表示數(shù)U減小;由U3=IR3,可知U3增大;R1兩端電壓U1=U-U3,所以U1減小,則I1減小,而I=I1+I2,所以I2增大。故選項(xiàng)B正確。 5.B　解析 理想變壓器有,由于原線圈電壓不變,所以V2的示數(shù)U2也不變,A錯(cuò)誤;當(dāng)S斷開(kāi)后,負(fù)載的總電阻變大,由于副線圈電壓不變,所以總電流減小,即I2變小,故C、D錯(cuò)誤;由于副線圈的總電流減小,R1的電壓減小,并聯(lián)電路的電壓U3就會(huì)增大,所以R3的電流I3就會(huì)增大,故B正確。 6.B　解析 發(fā)電

13、機(jī)線圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)一半時(shí),產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的最大值和有效值均變?yōu)樵瓉?lái)的一半,變壓器匝數(shù)比不變,故副線圈上的電壓表示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的一半,選項(xiàng)B正確;對(duì)負(fù)載電阻R,由P=可得,R消耗的功率變?yōu)樵瓉?lái)的,即副線圈消耗的功率變?yōu)樵瓉?lái)的,故原線圈消耗的功率也變?yōu)樵瓉?lái)的,而原線圈電壓變?yōu)樵瓉?lái)的一半,故原線圈中的電流(電流表示數(shù))變?yōu)樵瓉?lái)的一半,選項(xiàng)A、C均錯(cuò)誤;發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)一半時(shí),線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)橐话?由f=可得交變電流的頻率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 7.D　解析 由理想變壓器可知,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;I2=,而U2=UR+U3,故I2<,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;P入=P出,即U1I1=U2I2,而U2≠I2R,選

14、項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。 8.AD　解析 電動(dòng)勢(shì)最大值Em=Bl2ω,故電流的最大值Im=,選項(xiàng)A正確;電流表的讀數(shù)為I=,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電阻R上產(chǎn)生的電功率P=I2R=R,選項(xiàng)D正確;由圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí),電流瞬時(shí)表達(dá)式為i=Imcos ωt,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。 9.ABD　解析 由題圖可以看出,圖甲、圖乙均為交變電流,圖甲為正弦式交變電流,瞬時(shí)表達(dá)式為u=20sin 100πt(V),電壓的有效值為 V=10 V,選項(xiàng)A、B正確,C錯(cuò)誤。題圖乙的周期T=4×10-2s,由 T=得U2=10 V,選項(xiàng)D正確。 10.BD　解析 變壓器輸入有效值恒定的電壓,原、副線圈的匝數(shù)比不變,則副線圈的電壓U2=U

15、1不變,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)用電器增加時(shí),電阻減小,由歐姆定律知I2=,副線圈電流增大,輸電線的分壓增大,用戶獲得的電壓減小,故要提高用戶的電壓,滑片P應(yīng)向上滑,故選項(xiàng)B正確;當(dāng)用電器增加時(shí),副線圈電流增大,輸電線的熱損耗ΔP=R增大,輸出功率由P2=U2I2知,輸出功率變大,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;用電器增加時(shí),副線圈電流增大,因?yàn)槭抢硐胱儔浩?故輸入功率等于輸出功率,輸入功率增加,選項(xiàng)D正確。 11.AD　解析 根據(jù)題圖,電源Ⅰ與電源Ⅱ的電動(dòng)勢(shì)都是10 V,二者之比為1∶1,電源Ⅰ內(nèi)阻為 Ω,電源Ⅱ的內(nèi)阻為 Ω,電源Ⅰ的內(nèi)阻與電源Ⅱ的內(nèi)阻之比為12∶7,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤。若該小燈泡與電源Ⅰ單獨(dú)連接,

16、工作電流為5 A,由I=可得小燈泡電阻為R= Ω,若該小燈泡與電源Ⅱ單獨(dú)連接,工作電流為6 A,由I=可得小燈泡電阻為R= Ω,小燈泡的電阻之比為24∶35,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。若該小燈泡分別與電源Ⅰ和電源Ⅱ單獨(dú)連接,小燈泡電壓分別為 V和5 V,電源Ⅰ輸出功率為5× W= W,電源Ⅱ輸出功率為6×5 W=30 W,則電源Ⅰ和電源Ⅱ輸出功率之比為10∶21,選項(xiàng)D正確。 12.CD　解析 電源的輸出功率P出=IU=5 A×110 V=550 W,電動(dòng)機(jī)線圈電阻R的發(fā)熱功率P熱=I2R=100 W,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。因能量守恒,電動(dòng)機(jī)對(duì)重物做的功的功率為P有=P出-P熱=550 W-100 W=450

17、W,電動(dòng)機(jī)效率為η=×100%=×100%=81.8%,選項(xiàng)C、D正確。 13.BD　解析 由題圖知,R1、R2串聯(lián),電流相等,又R1=R2=10 Ω,所以R1、R2電壓相等,所以電壓表示數(shù)為10 V,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)歐姆定律得R1、R2的電流為 I=1 A,則原線圈電流為0.5 A,所以選項(xiàng)B正確;R1消耗的功率為P=I2R1=10 W,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由R1兩端電壓u1=10sin 100πt(V)知,ω=2πf=100π,解得f=50 Hz,所以選項(xiàng)D正確。 14.AC　解析 由圖象可知該交變電流周期為T=0.02 s,則其電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為 u1=220sin 100πt V,由變壓器的變壓關(guān)系可得變壓器副線圈的輸出電壓為u2=20sin 100πt V,選項(xiàng)A正確;輸出電壓的有效值為20 V,與傳感器R2并聯(lián)的電壓表的示數(shù)小于20 V,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí),電阻R2減小,電流 I=增大,電流表A的示數(shù)也增大,電壓表V的示數(shù)U=U2-IR1減小,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。