（天津專用）2020高考物理二輪復習 專題提升訓練11 恒定電流、交變電流（含解析）

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1、專題提升訓練11　恒定電流、交變電流 一、單項選擇題(本題共5小題,在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的) 1.(2019·天津和平區(qū)一模)在勻強磁場中,一個100匝的閉合矩形金屬線圈,繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉動,穿過該線圈的磁通量Φ隨時間t的變化關系如圖所示。已知線圈總電阻為2 Ω,則(　　) A.t=1.0 s時線圈平面平行于磁感線 B.t=1.5 s時線圈中感應電流為0 C.t=2.0 s時線圈中的感應電動勢為0 D.一個周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量為8 J 答案:C 解析:根據(jù)圖像可知,在t=1.0s穿過線圈的磁通量最大,所以線圈平面垂直于磁感線,故A錯誤

2、;t=1.5s時穿過線圈的磁通量為零,線圈平面平行于磁感線,產(chǎn)生的感應電動勢最大,感應電流也就最大,故B錯誤;t=2.0s時穿過線圈的磁通量最大,線圈通過中性面,線圈中的感應電動勢為0,故C正確;感應電動勢的最大值為Em=NBSω=NΦmω=100×0.04×2π2V=4πV,有效值E=Em2=22πV,根據(jù)焦耳定律可得一個周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量為Q=E2RT=(22π)22×2J=8π2J,故D錯誤。 2.(2019·天津南開區(qū)一模)如圖甲所示,在勻強磁場中,一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉速繞與磁感線垂直的軸勻速轉動,產(chǎn)生的交變電動勢圖像如圖乙中曲線a、b,所示,則(　　) A.兩次

3、t=0時刻線圈的磁通量均為零 B.曲線a、b對應的線圈轉速之比為2∶3 C.曲線a表示的交變電動勢有效值為15 V D.曲線b表示的交變電動勢最大值為10 V 答案:D 解析:在t=0時刻,線圈一定處在中性面上,此時磁通量最大,故A錯誤;由題圖可知,a的周期為4×10-2s,b的周期為6×10-2s,則由n=2πT可知,轉速與周期成反比,故轉速之比為3∶2,故B錯誤;曲線a、b對應的線圈轉速之比為3∶2,曲線a表示的交變電動勢最大值是15V,根據(jù)Em=nBSω得曲線b表示的交變電動勢最大值是10V,則有效值為102V=52V,故C錯誤,D正確。 3.(2019·河北定州中學承智班月

4、考)阻值相等的四個電阻R、電容器及電池(內(nèi)阻可忽略)接成如圖所示的電路。保持S1閉合,開關S2斷開且電流穩(wěn)定時,電容器所帶的電荷量為Q1;閉合開關S2,電流再次穩(wěn)定后,電容器所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為(　　) A.5∶3 B.2∶1 C.1∶2 D.1∶3 答案:A 解析:電池E的內(nèi)阻可忽略不計,保持開關S1閉合、S2斷開且電流穩(wěn)定時,電容器兩端的電壓為U1=E3R×2R=2E3,再閉合開關S2時,電容器兩端的電壓為U2=E52R×R=2E5,又C相同,由Q=CU得Q1∶Q2=U1∶U2=5∶3,故A正確,B、C、D錯誤。 4.(2019·安徽蚌埠質檢)如圖所示,原副線

5、圈匝數(shù)比為10∶1的理想變壓器,原線圈輸入電壓為u=402sin (100πt) (V)的正弦式交變電流,負載電路中理想二極管和R1并聯(lián),已知R1=R2=2 Ω,則理想交流電壓表V的示數(shù)為(　　) A.10 V B.4 V C.25 V D.42 V 答案:A 解析:原線圈兩端電壓有效值U1=4022V=40V,原、副線圈匝數(shù)比為10∶1,由U1∶U2=n1∶n2得副線圈兩端電壓有效值U2=4V,因為負載電路中理想二極管和R1并聯(lián),在二極管導通的半個周期R2兩端電壓為UR21=4V,在二極管截止的半個周期R2兩端電壓為UR22=U2R1+R2R2=2V,設理想電壓表示數(shù)為UV,根據(jù)有

6、效值的定義可得UV2R2T=UR212R2·T2+UR222R2·T2,解得UV=10V,故A項正確。 5.(2019·天津期末)在圖甲所示的電路中,理想變壓器原線圈兩端的正弦式交變電壓變化規(guī)律如圖乙所示。已知變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2=10∶1,串聯(lián)在原線圈電路中的交流電流表A1的示數(shù)為1 A,下列說法正確的是(　　) A.交流電流表A2的示數(shù)為0.1 A B.變壓器輸出端交變電流的頻率為100 Hz C.電阻R上消耗的功率為200 W D.若電阻R變大,則電壓表示數(shù)也增大 答案:C 解析:據(jù)I1∶I2=n2∶n1,輸出電流為I2=10I1=10A,電流表讀數(shù)為有效

7、值,故A錯誤;根據(jù)題圖乙得到輸入電壓的最大值為2002V,頻率周期為0.02s,故電壓的有效值為200V,頻率為50Hz,故B錯誤;變壓器的輸入功率為P1=U1I1=200V×1A=200W,理想變壓器輸入功率等于輸出功率,故輸出功率為200W,故C正確;電阻R變大,電壓表示數(shù)是不變的,故D錯誤。 二、多項選擇題(本題共3小題,在每小題給出的四個選項中,有多個選項是符合題目要求的) 6.(2019·河北邯鄲一模)在如圖所示電路中,電源的電動勢為E,內(nèi)阻不計。R1=R2=R3=R。當a、b間接一理想電流表時,電容器的電荷量為Q,則(　　) A.電流表的讀數(shù)為ER,電容器上極板帶負電

8、B.當a、b間接一阻值為2R的電阻時,電容器下極板帶正電 C.當a、b間接一阻值為2R的電阻時,電容器的電荷量為Q3 D.當a、b間接一理想電壓表時,電容器的電荷量為零 答案:BC 解析:當a、b間接一理想電流表時,電流表讀數(shù)為ER,Ubc=Uba+Uac=0+12E=12E,電容器上極板帶正電,故A錯誤。當a、b間接一阻值為2R的電阻時,如圖所示,Uab=23E,Uac=12E,則Ubc=Uba+Uac=-23E+12E=-16E,故下極板帶正電,且Q'=E6C,又因原來Q=12EC,則Q'=13Q,故B、C正確。當a、b間接一理想電壓表時,電容器與R2并聯(lián),電荷量不為零,故D錯誤。

9、 7.圖甲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,其輸入電壓如圖乙所示。遠距離輸電線的總電阻為100 Ω。降壓變壓器右側部分為一火警報警系統(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,升壓變壓器的輸入功率為750 kW。下列說法正確的有(　　) 甲 乙 A.降壓變壓器副線圈輸出的交變電流頻率為50 Hz B.遠距離輸電線路損耗功率為180 kW C.當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時,電壓表V的示數(shù)變小 D.當傳感器R2所在

10、處出現(xiàn)火警時,輸電線上的電流變小 答案:AC 解析:由題圖乙知交變電流的周期為0.02s,所以頻率為50Hz,變壓器不改變頻率,A項正確;由圖乙知升壓變壓器輸入端電壓有效值為250V,根據(jù)U1U2=n1n2知副線圈電壓為25000V,所以輸電線中的電流為I=PU=30A,輸電線路損耗功率為ΔP=I2R=90kW,B項錯誤;當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時,其阻值減小,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)變小,C項正確;副線圈電流增大,根據(jù)I1I2=n2n1知輸電線上的電流變大,D項錯誤。 8.(2019·天津北辰區(qū)模擬)如圖所示,理想變壓器原線圈與電阻R串聯(lián),和電壓表并聯(lián)

11、,原、副線圈的匝數(shù)比為20∶1,b是原線圈的中心抽頭,副線圈連接滑動變阻器、電流表,電表均為理想交流電表。已知交變電壓瞬時值表達式為u=311sin πt (V)。將單刀雙擲開關S扳向a后,下列說法正確的是(　　) A.電壓表的示數(shù)為220 V B.若將滑動變阻器的滑片下移,則電壓表的示數(shù)減小,R消耗的功率增大 C.通過滑動變阻器的交變電流的頻率為100 Hz D.若將單刀雙擲開關由a扳向b,則電流表的示數(shù)增大 答案:BD 解析:分析交流電源電壓瞬時值表達式可知,電源電壓有效值為220V,因為有電阻R0分壓,原線圈兩端的電壓小于220V,電壓表示數(shù)小于220V,故A錯誤;若將滑動變阻器滑片向下移,電阻變小,副線圈中的電流變大,那么原線圈中的電流也隨著變大,電阻R兩端的電壓也變大,R消耗的功率增大,交流電源的電壓不變,變壓器的輸入電壓變小,電壓表示數(shù)減小,故B正確;變壓器不改變交變電流的頻率,由交變電流表達式可知頻率為0.5Hz,故C錯誤;單刀雙擲開關由a扳向b,原線圈匝數(shù)變少,副線圈兩端電壓變大,滑動變阻器滑片不動,電流表示數(shù)增大,故D正確。 - 5 -