2019屆高考物理二輪復習 專題四 電磁感應與電路 考點1 恒定電流與交變電流限時集訓

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1、考點1　恒定電流與交變電流 [限時45分鐘；滿分100分] 選擇題(1～6題每小題6分，7～14題每小題8分) 1．(2018·貴陽月考)阻值相等的三個電阻R、電容器C及電池E(內阻不計)連接成如圖4－1－16所示電路。保持S1閉合，開關S2斷開，電流穩(wěn)定時，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關S2，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2，則Q1與Q2的比值為 圖4－1－16 A.　　　　B.　　　　C.　　　　D. 解析　開關S2斷開時的等效電路如圖甲所示，電路穩(wěn)定時電容器兩極板之間的電壓為U1＝，電容器所帶的電荷量為Q1＝ CU1＝；開關S2閉合后的等效電路如圖乙所示，電路穩(wěn)定

2、時電容器兩極板之間的電壓為U2＝E，電容器所帶的電荷量為Q2＝CU2＝CE，則Q1∶Q2＝1∶2，即Q1與Q2的比值為，A正確。 答案　A 2．(2018·福建質檢)圖4－1－17為模擬遠距離交流輸電的電路，升壓變壓器T1的原、副線圈匝數比n1∶n2＝1∶k，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數比n3∶n4＝k∶1，模擬輸電導線的電阻r＝3 Ω，T2的負載是規(guī)格為“15 V 45 W”的燈泡L。當T1的輸入電壓為16 V時L正常發(fā)光，兩個變壓器可視為理想變壓器，則k的值為 圖4－1－17 A. B．3 C．4 D

3、．9 解析　由變壓器的工作原理可知，變壓器T1原線圈的電壓為16 V，則副線圈的輸出電壓為16k V，降壓變壓器T2的輸出電壓為15 V、輸出電流為I4＝＝ A＝3 A，則降壓變壓器T2原線圈兩端的電壓為15k V、輸入電流為 A，又16k V＝(15k＋3×) V，解得k＝3，B正確。 答案　B 3．(2018·長沙一模)如圖4－1－18所示，一理想變壓器原、副線圈匝數之比為3∶1，原線圈兩端接入一正弦交流電源，副線圈電路中R為負載電阻，交流電壓表和交流電流表都是理想電表。下列結論正確的是 圖4－1－18 A．若電壓表讀數為36 V，則輸入電壓的峰值為108 V B．若輸入電

4、壓不變，副線圈匝數增加到原來的2倍，則電流表的讀數增加到原來的4倍 C．若輸入電壓不變，負載電阻的阻值增加到原來的2倍，則輸入功率也增加到原來的2倍 D．若只將輸入電壓增加到原來的3倍，則輸出功率增加到原來的9倍 解析　若電壓表讀數為36 V，則輸入電壓的有效值為108 V，峰值為108 V，A錯誤；若輸入電壓不變，副線圈匝數增加到原來的2倍，則輸出電壓也增加到原來的2倍，電流表示數應增加到原來的2倍，B錯誤；若輸入電壓不變，負載電阻的阻值增加到原來的2倍，則輸出電流減小到原來的一半，輸入功率(等于輸出功率)減小到原來的一半，C錯誤；若只將輸入電壓增加到原來的3倍，輸出電壓也增加到原來的

5、3倍，則由P＝可知輸出功率增加到原來的9倍，D正確。 答案　D 4．(多選)如圖4－1－19所示是一交變電流的i－t圖象，則對于該交變電流，下列說法正確的是 圖4－1－19 A．該交變電流的周期為0.02 s B．該交變電流的最大值為4 A C．該交變電流的有效值為2A D．該交變電流通過10 Ω的電阻時熱功率為60 W 解析　由交變電流的i－t圖象可知，最大值為Im＝4 A，周期為T＝0.03 s，選項A錯誤、B正確。設該交變電流的有效值為I，由有效值的定義得2R＋IR＝I2RT，代入數據解得I＝2A，選項C正確。由P＝I2R可得該交變電流通過10 Ω的電阻時熱功率為80

6、 W，選項D錯誤。 答案　BC 5．如圖4－1－20所示為遠距離輸電示意圖，發(fā)電機的輸出電壓U1和輸電線的電阻r、理想變壓器匝數均不變，且n1∶n2＝2n3∶n4。下列表述正確的是 圖4－1－20 A．若用戶用電器消耗的功率增加，用戶的電壓U4增加 B．不論用戶用電器的功率增加還是減少，恒有U1∶U2＝2U3∶U4 C．若用戶用電器的功率增加為原來的兩倍，則輸電線上消耗的功率增加為原來的四倍 D．若用戶用電器消耗的功率增加，則遠距離輸電的效率增加 解析　升壓變壓器原、副線圈的電壓由發(fā)電機輸出電壓和升壓變壓器原、副線圈匝數比決定，故用戶功率變化，升壓變壓器的輸出電壓不變；同理

7、降壓變壓器輸入、輸出電壓比值與其原、副線圈匝數比值成正比，故B項正確。降壓變壓器原、副線圈電流比值與其匝數比值成反比，用戶功率增大，即降壓變壓器輸出電流增大，故降壓變壓器輸入電流增大，因此輸電線上損失電壓Ur增大；又U2＝U3＋Ur，所以U3減小，由變壓規(guī)律可知，U4減小，A項錯。用戶功率增加為原來的兩倍，則U4減小，故降壓變壓器輸出電流大于原來的兩倍，因此降壓變壓器輸入電流大于原來的兩倍，故輸電線上消耗的功率大于原來的四倍，C項錯。遠距離輸電效率等于用戶得到功率與總功率之比，由C項可知，用戶功率越大，輸電效率越低，D項錯。 答案　B 6．(多選)(2018·昆明質檢)如圖4－1－21甲所

8、示的電路中，理想變壓器輸入電壓V隨時間t按正弦規(guī)律變化如圖乙所示。圖甲中L1和L2為兩個相同的小燈泡，小燈泡都標有“12 V,6 W”字樣，電容器C的擊穿電壓為13 V，電壓表和電流表均為理想交流電表。開關S1和S2都斷開時，小燈泡L1正常發(fā)光。下列說法正確的是 圖4－1－21 A．理想變壓器的原、副線圈的匝數比為4∶1 B．輸入電壓u隨時間t變化的規(guī)律為μ＝48sin 100πt V C．閉合開關S1、斷開開關S2時，電壓表的示數為48 V，電流表的示數為0.25 A D．閉合開關S2后，電容器C不會被擊穿 解析　由圖乙可知，原線圈輸入電壓為48 V，電流變化周期T＝0.04

9、 s，根據小燈泡正常發(fā)光可知副線圈輸出電壓為12 V，根據變壓器變壓公式可知，理想變壓器的原、副線圈的匝數比為48∶12 ＝4∶1，選項A正確；輸入電壓V隨時間變化的規(guī)律為u＝ 48sin V＝48sin (50πt) V，選項B錯誤；閉合開關S1、斷開開關S2時，變壓器輸入電壓不變，電壓表示數不變，根據變壓器輸入功率等于輸出功率，P＝2×6 W＝12 W，可知輸入電流為0.25 A，電流表的示數為0.25 A，選項C正確；閉合開關S2后，電容器兩端最大電壓等于12 V，大于擊穿電壓13 V，電容器會被擊穿，選項D錯誤。 答案　AC 7．(2018·新彊第二次適應性檢測)在如圖4－1－2

10、2所示的電路中，電源電動勢為E，內阻為r，L1和L2為兩個相同的燈泡，每個燈泡的電阻和電源內阻的阻值均相同。D為理想二極管，C為電容器，開關S處于斷開狀態(tài)。下列說法中正確的是 圖4－1－22 A．滑動變阻器滑片向右移動，電流表示數變小 B．滑動變阻器滑片向右移動，電源內阻的發(fā)熱功率變小 C．開關S閉合后，L2亮度變暗 D．開關S閉合后，電流表示數不變 解析　滑動變阻器與電容串聯(lián)，所在支路可視為斷路，所以滑動變阻器滑片滑動，電流表示數不變，電源輸出電流不變，電源內阻發(fā)熱功率不變，選項AB錯誤。開關S閉合后，由于二極管的單向導電性，二極管中無電流，L2亮度不變，電流表示數不變，選項

11、C錯誤，D正確。 答案　D 8．(2018·長沙一模)如圖4－1－23所示，長為L的兩平行金屬板水平放置，接在直流電路中，圖中R為滑動變阻器，一帶電微粒自兩板左側中央以某初速度v0平行于金屬板進入兩板間，若將滑動變阻器的滑片P置于最下端b處，帶電微粒將落在下板上距離左端處；若滑片P與b端間電阻為18 Ω，帶電微粒將沿直線運動；若要微粒不打到金屬板上，則滑片P與b端間電阻R的范圍應為 圖4－1－23 A．12 Ω＜R＜20 Ω　　　　　B．16 Ω＜R＜20 Ω C．12 Ω＜R＜24 Ω D．16 Ω＜R＜24 Ω 解析　設兩平行金屬板間距為d，由已知得＝gt

12、，＝v0t1，當滑片P與b端間電阻為18 Ω時，有＝mg。若要微粒剛好不打到金屬板上，應滿足＝at，L＝v0t2，－mg＝ma或mg－＝ma，由以上各式可求得U1＝U0，U2＝U0，由串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可求得電阻R1＝R0＝20 Ω，R2＝R0＝16 Ω，所求R的范圍為16 Ω＜R＜20 Ω，正確選項為B。 答案　B 9．(多選)某同學將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在同一坐標系中，如圖4－1－24中的a、b、c所示。則，下列說法中正確的是 圖4－1－24 A．圖線b表示輸出功率PR隨電流I變化的關系 B．圖中a線最高點對應的功率

13、為最大輸出功率 C．在圖線上A、B、C三點的縱坐標一定滿足關系PA＝PB ＋PC D．兩個圖線交點M與N的橫坐標之比一定為1∶2，縱坐標之比一定為1∶4 答案　CD 10．(多選)有一種測量人體重的電子秤，如圖4－1－25甲中虛線框內所示，它主要由三部分構成：踏板、壓力傳感器R(是一個阻值可隨壓力大小變化而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實質是理想電流表)。設踏板的質量可忽略不計，已知理想電流表的量程為3 A，電源電動勢為12 V，內阻為2 Ω。R隨壓力變化的函數關系如圖乙所示。下列說法正確的是 圖4－1－25 A．該秤能測量的最大體重是1 500 N B．該秤能測量的最大

14、體重是1 400 N C．該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.375 A處 D．該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.400 A處 答案　BC 11．某同學利用電流傳感器研究電容器的放電過程，他按如下圖4－1－26甲所示連接電路。先使開關S接1，電容器很快充電完畢。然后將開關擲向2，電容器通過R放電，傳感器將電流信息傳入計算機，屏幕上顯示出電流隨時間變化的I－t曲線如圖4－1－26乙所示。他進一步研究滑動變阻器的阻值變化對曲線的影響，斷開S，先將滑片P向右移動一段距離，再重復以上操作，又得到一條I－t曲線。關于這條曲線，下列判斷正確的是

15、 圖4－1－26 A．曲線與時間坐標軸所圍面積將增大 B．曲線與時間坐標軸所圍面積將減小 C．曲線與縱軸交點的位置將向上移動 D．曲線與縱軸交點的位置將向下移動 解析　I－t曲線與時間軸所圍面積表示電容器放電的電荷量，而電容器所帶電荷量Q＝CU＝CE不變，故曲線與時間坐標軸所圍面積不變，故AB錯；將滑片P向右移動一段距離，滑動變阻器的阻值R變大，由I＝等，可知將開關擲向2時電容器開始放電的電流變小，因此曲線與縱軸交點的位置將向下移動，故C錯、D對。 答案　D 12．(多選)如圖4－1－27所示的正方形線框abcd邊長為L，每個邊的電阻均為r，在磁感應強度為B的勻強磁場中繞cd軸

16、以角速度ω勻速轉動，c、d兩點與外電路相連，外電路電阻也為r。電流表和電壓表內阻的影響忽略不計。則下列說法中正確的是 圖4－1－27 A．S斷開時，電壓表讀數為BωL2 B．S斷開時，電壓表讀數為BωL2 C．S閉合時，電流表讀數為BωL2 D．S閉合時，線框從圖示位置轉過π/2過程中流過電流表的電量為BL2/7r 解析　在正方形線框abcd中，ab邊相當于電源，其電動勢的有效值E＝，當S斷開時，等效電路圖如圖甲所示，電壓表的示數UV1＝·r＝BωL2，B正確，A錯誤；當S閉合時，等效電路圖如圖乙所示，流過ab的電流的有效值為I＝，因此電流表的示數為＝＝，故C錯誤；Q＝·＝，D

17、正確。 答案　BD 13．(多選)在如圖4－1－28所示電路中，R1是定值電阻，R2是滑動變阻器，閉合電鍵S，當R2的滑動觸片P向下滑動時，四個理想電表的示數都發(fā)生變化，電流表、電壓表的示數分別用I、U1、U2、U3表示，它們示數變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。則下列分析判斷正確的是 圖4－1－28 A.不變，不變 　 B.變大，變大 C.變大，不變 　 D.變大，不變 解析　當R2的滑動觸片P向下滑動時，R2變大，電流表示數I減小，R1＝不變，R2＝變大，＝R1＋R2變大，＝R1不變，U2＝E－I(r＋R1)，故＝r＋R1不變；U3＝E

18、－Ir，故＝r不變，綜上分析可知，正確選項為A、C、D。 答案　ACD 14．如圖4－1－29甲所示的電路中，調節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動，根據電路中電壓表和電流表的數據描繪了如圖乙所示的兩條U－I圖線，則下列說法正確的是 圖4－1－29 A．圖線乙是根據V1與A的示數描繪的 B．電源的內阻為0.5 Ω C．兩圖線交點處電源的輸出功率最大 D．兩圖線交點處電源效率最大 解析　由部分電路的歐姆定律可得，電壓表V2和電流表A的示數的比值為定值電阻R0，三者之間滿足關系：U2＝IR0，結合數學知識可得應為圖線乙，A錯誤；由閉合電路歐姆定律：U＝E－Ir，結合數學知識可得圖線甲為根據電壓表V1與電流表A的示數描繪的，圖線斜率的絕對值為電源的內阻大小，故有：r＝＝ Ω＝1 Ω，B錯誤；圖線的交點處表示兩電壓表示數相等，分析電路可知此時滑動變阻器分壓為零，即此時滑動變阻器的電阻R＝0，由于R0＝ Ω＝2 Ω>r＝1 Ω，故此時負載電阻最小，電源的輸出功率最大，C正確；負載電阻越大，電源的效率越大，交點處負載電阻最小，電源效率最小，D錯誤。 答案　C 10