2019年高考物理 名校模拟试题分项解析40热点 专题15 直流电路和交变电流
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直流电路与交流电路一、选择题每题6分图4-1-101.(2018·长春调研)如图4-1-10所示,R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体,但R1的尺寸比R2的尺寸大.在两导体上加相同的电压,通过两导体的电流方向如图4-1-10所示,则下列说法正确的是( )A.R1中的电流大于R2中的电流B.R1中的电流等于R2中的电流C.R1中自由电荷定向移动的速度大于R2中自由电荷定向移动的速率D.R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率解析:本题考查电阻定律、欧姆定律及电流的微观表达式,意在考查学生的理解运用能力.设正方形的边长为L、导体厚度为d,则I=UR ,R=ρLS=ρLL·d=ρd,则I=Udρ,故R1、R2中的电流相等,A错误,B正确.由I=nqSv=nqLdv得,L大则v就小,C错误,D正确.答案:BD2.图4-1-11如图4-1-11,电源电动势为E、内阻为r.R1是滑动变阻器,R2是定值电阻,C是平行板电容器,MN是电路中导线上的两个点.将单刀双掷开关S掷到a且电路稳定后,下列判断正确的是( ) A.将R1的滑动触头向右移动,电容器上的电荷量将变大B.将R1的滑动触头向右移动,电容器上的电荷量将变小C.若将S由a掷到b的瞬间,导线MN中有从M向N的电流通过D.若将S由a掷到b的瞬间,导线MN中没有电流通过解析:S掷到a,相当于电容器并在R1两端,滑动触头向右移动,R1阻值变大,分得的电压增大,则电容器两端电压增大,由Q=CU知,电容器上的电荷量将变大,A正确,B错误;S接a时,电容器上极板带正电,下极板带负电,当S接b的瞬间,正电荷流向N板,则电流方向从M向N,C正确,D错误.答案:AC图4-1-123.(2018·西城期末)如图4-1-12所示,电路中R T 为热敏电阻,R 1和R 2为定值电阻.当温度升高时,R T 的阻值变小.开关S 闭合后,R T 的温度升高,则下列物理量变小的是( )A .通过R T 的电流B .通过R 1的电流C .通过R 2的电流D .电容器两极板间的电场强度解析:本题考查电路的动态变化问题,意在考查学生对欧姆定律、匀强电场场强公式等知识点的理解.由题意可知,温度升高,R T 的阻值变小,电路的总电阻变小,总电流变大,即通过电阻R 1的电流变大,故B 错误;显然R 1两端即电容器两极板间的电压变大,故两极板间的电场强度变大,D 错误;R T 和R 2的并联电压U =E -I(r +R 1)变小,因此通过R 2的电流I 2变小,C 正确;由I T =I 总-I 2可知,通过R T 的电流变大,故A 错误.答案:C4.图4-1-13甲是某燃气炉点火装置的原理图.转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2,为交流电压表.当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V 时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体.以下判断正确的是( )甲 乙图4-1-13A .电压表的示数等于5 VB .电压表的示数等于52 VC .实现点火的条件是n 2n 1>1 000 D .实现点火的条件是n 2n 1<1 000 解析:电压表示数为电压有效值,由图乙可得U =U m 2=52V ,选项A 错误、B 正确;副线圈电压峰值为5 000 V 时,n 2n 1=U m2U m1=1 000,由于引发电火花的条件是副线圈电压峰值大于5 000 V ,故n 2n 1>1 000,选项C 正确、D 错误.答案:BC图4-1-145.(2018·天津卷)普通的交流电流表不能直接接在高压电线路上测量电流,通常要通过电流互感器来连接,图4-1-14中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少,工作时电流为I ab,cd一侧线圈的匝数较多,工作时电流为I cd,为了使电流表能正常工作,则( )A.ab接MN、cd接PQ,I ab<I cdB.ab接MN、cd接PQ,I ab>I cdC.ab接PQ、cd接MN,I ab<I cdD.ab接PQ、cd接MN,I ab>I cd解析:电流互感器ab一侧线圈匝数比cd一侧线圈匝数少,根据变流比公式I1n1=I2n2可知,I ab>I cd,电流表应接在电流较小一侧,B项正确.答案:B图4-1-156.(2018·开封模拟)如图4-1-15所示,R1为滑动变阻器,R1、R3为定值电阻,r为电源内阻,R3>r,闭合开关S后,在滑动触头P由a端滑向b端的过程中,下列表述正确的是( )A.路端电压变小B.电流表的示数变大C.电源的输出功率变大 D.电源内部消耗的电功率变小解析:本题考查闭合电路欧姆定律,意在考查学生对闭合电路欧姆定律的掌握及利用其分析电路的能力.在滑动触头P由a端滑向b端的过程中,电路的总电阻减小,总电流增大,路端电压减小,R3两端的电压变大,R2两端的电压减小,因此通过电流表的电流变小,可知A正确、B错误;由于R3>r,随着滑动变阻器连入电路的电阻减小,电源的输出功率变大,电源内部消耗的电功率变大,因此C正确、D错误.答案:AC图4-1-167.在如图4-1-16所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为E、内电阻为r,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,C为电容器,图中电表为理想电流表和电压表.在滑动变阻器滑片P自a端向b端滑动的过程中,下列说法中正确的是( )A.a点的电势降低B.电容器C所带电荷量增多C.电流表示数变小D.电压表示数变小解析:滑片P 自a 点向b 点滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,总电流变大,内阻和R 1消耗的电压变大,并联电路的电压减小,故a 点的电势降低,A 正确;电容器两端的电压等于并联电路的电压,由Q =CU 可知,电容器的电量减小,B 错误;并联电路的电压减小,通过R 2的电流减小,总电流变大,故电流表的示数变大,C 错误;电压表测的是R 1两端的电压,总电流增大,电压表的示数增加,D 错误.答案:A8.在如图4-1-17甲所示的电路中,电源的电动势为3.0 V ,内阻不计,L 1、L 2、L 3为3个用特殊材料制成的同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.当开关S 闭合稳定后( )甲 乙图4-1-17A .通过L 1电流的大小为通过L 2电流的2倍B .L 1消耗的电功率为0.75 WC .L 2消耗的电功率约为0.3 WD .L 2的电阻为6 Ω解析:开关S 闭合后,小灯泡L 1两端电压为3.0 V ,由图乙可知通过小灯泡L 1的电流为0.25 A ,小灯泡L 1消耗的功率为3.0×0.25 W=0.75 W ,选项B 正确.小灯泡L 2、L 3共同分得电压3.0 V ,每个小灯泡均分得1.5 V ,由图乙可知通过小灯泡L 2、L 3的电流为0.20 A ,选项A 错误.小灯泡L 2消耗的功率为1.5×0.20 W=0.3 W ,选项C 正确,而R 2=1.5 Ω0.2=7.5 Ω,选项D 错误. 答案:BC9.(2018·山东卷)图4-1-18甲所示是小型交流发电机的示意图,两磁极N 、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,Ⓐ为交流电流表.线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交流电流随时间变化的图象如图4-1-18乙所示.以下判断正确的是( )甲 乙图4-1-18A .电流表的示数为10 AB .线圈转动的角速度为50π rad/sC .0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行D .0.02 s 时电阻R 中电流的方向自右向左 解析:电流表的示数为交变电流的有效值10 A ,A 项正确;由ω=2πT可得,线圈转动的角速度为ω=100π rad/s ,B 项错;0.01 s 时,电路中电流最大,故该时刻通过线圈的磁通量最小,即该时刻线圈平面与磁场平行,C 项正确;根据楞次定律可得,0.02 s 时电阻R 中电流的方向自左向右,D 项错.答案:AC10.如图4-1-19所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比为11∶1,原线圈接有u =311sin100πt(V)的交变电压,副线圈上接有定值电阻R 、线圈L 、灯泡L 1及理想电压表,以下说法正确的是( )图4-1-19A .副线圈中电流的变化频率为50 HzB .灯泡L 1两端电压为20 VC .若交变电压u 的有效值不变,频率增大,则灯泡L 1的亮度将变强D .若交变电压u 的有效值不变,频率增大,则电压表的示数将减小解析:根据交变电流的表达式可得2πf =100π,解得f =50 Hz ,A 正确;原线圈电压的有效值U 1=3112V =220 V ,根据U 1U 2=n 1n 2,可得副线圈的输出电压为20 V ,灯泡两端电压小于20 V ,B 错误;若交变电压u 的有效值不变,频率增大,线圈的感抗变大,灯泡变暗,R 两端的电压变小,电压表的示数变大,CD 错误.答案:A11.(2018·江苏卷)如图4-1-20所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P 处于图示位置时,灯泡L 能发光.要使灯泡变亮,可以采取的方法有( )图4-1-20A .向下滑动PB .增大交流电源的电压C .增大交流电源的频率D .减小电容器C 的电容解析:向下滑动P 时,副线圈的匝数变少,由变压比公式可知,副线圈两端的电压变小,灯泡变暗,A 项错误;增大交流电源的电压,由变压比公式可知,副线圈两端的电压增大,灯泡变亮,B 项正确;电压不变,增大交流电源的频率,可减小电容器的容抗,电路中的电流变大,灯泡变亮,C 项正确;减小电容器的电容,电容器的容抗增大,电路中电流减小,灯泡变暗,D 项错误.答案:BC12.在如图4-1-21所示的电路中,灯泡L 的电阻大于电源的内阻r ,闭合电键S ,将滑动变阻器滑片P 向左移动一段距离后,下列结论正确的是( )图4-1-21A .灯泡L 变亮B .电流表读数变小,电压表读数变大C .电源的输出功率变小D .电容器C 上电荷量减少 解析:图4-1-22 滑动变阻器滑片P 向左移动一段距离后,整个闭合电路的总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可知干路电流I =E R +r +R L减小,电流表读数变小,灯泡L 变暗,选项A 错误;电压表读数U =E -Ir 增大,选项B 正确;因灯泡L 的电阻大于电源的内阻r ,由电源输出功率与外电路电阻的关系图象可知,当滑动变阻器滑片P 向左移动一段距离后电源的输出功率减小,选项C 正确;电容器C 上电荷量Q =C[E -I(r +R L )]增大,选项D 错误.答案:BC二、非选择题每题10分13.如图4-1-23甲为一理想变压器,ab 为原线圈,ce 为副线圈,d 为副线圈引出的一个接头,原线圈输入正弦式交变电压的u -t 图象如图乙所示.若只在ce 间接一只R ce =400 Ω的电阻,或只在de 间接一只R de =225 Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.甲 乙图4-1-23(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式;(2)求只在ce 间接400 Ω电阻时,原线圈中的电流I 1;(3)求ce 和de 间线圈的匝数比n ce n de. 解析:(1)由题图乙知ω=200π rad/s电压瞬时值u ab =400sin200πt(V)(2)电压有效值U 1=2002V理想变压器P 1=P 2原线圈中的电流I 1=P 1U 1解得I 1≈0.28 A(或25A) (3)设ab 间匝数为n 1U 1n 1=U ce n ce 同理U 1n 1=U de n de由题意知U 2ce R ce =U 2de R de 解得n ce n de =R ce R de代入数据得n ce n de =43. 答案:(1)u ab =400sin200πt(V) (2)0.28 A(或25 A) (3)43。
2019年高考物理试题分类汇编——交变电流
(全国卷2)19. 图中为一理想变压器,其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连:
P 为滑动头。
现令P 从均匀密绕的副线圈最底端开始,
沿副线圈匀速上滑,直至白炽灯L 两端的电压等于其额定电压为止。
用1I 表示流过原线圈的电流,2I 表示流过灯泡的电流,2U 表示灯泡两端的电压,2N 表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值:电功率指平均值)。
下列4个图中,能够正确反映相应物理量的变化趋势的是答案:BC
解析:副线圈是均匀密绕的且滑动头匀速上滑,说明副线圈的匝数在均匀增大,由变压器的变压比2
211U n U n ,
得21U U kt n 均匀增大(k 为单位时间增加的匝数),C 正确。
灯泡两端的电压由零增大时其电阻增大,描绘的伏安
特曲线为B 。
灯泡的功率先增大的快
(电阻小)后增大的慢(电阻大),D 错误。
原线圈功率等于灯泡功率是增大的,所以原线圈电流一定增大,A 错误。
【命题意图与考点定位】考查理想变压器和灯泡的伏安特曲线知识。
(天津卷)7.为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系,将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上,副线圈连接相同的灯泡
L 1、L 2,电路中分别接了理想交流电压表V 1、V 2和理想交流电流表A 1,A 2,导线电阻不计,如图所示。
当开关S 闭合后。
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2019-2020年高考物理模拟试题含解析一、选择题(本题包括5小题,每小题6分,共30分.每小题只有一个选项符合题意.)1.(6分)(xx•忠县校级模拟)下列四幅图的有关说法正确的是()A.图①中,若两球质量相等,碰后m2的速度不可能大于vB.图②中,射线甲由α粒子组成,每个粒子带两个单位正电荷C.图③中,在光颜色保持不变的情况下,入射光越强,遏止电压U c越大D.图④中,链式反应属于重核的衰变考点:动量守恒定律;重核的裂变.分析:碰撞时根据动量守恒,能量守恒求碰后m2的速度;几何粒子的偏转方向根据左手定则来确定正负电荷;根据光电效应方程E km=hv﹣W0和eU C=E Km得出遏止电压Uc与什么因素有关;链式反应属于重核的裂变.解答:解:A、若发生弹性碰撞,即没有机械能损失,则mv=mv1+mv2,mv2=mv12+mv22联立得:v2=v;若碰撞过程有机械能损失,则v2<v,总之可见,碰后碰后m2的速度不可能大于v,A正确;B、射线丙由α粒子组成,该粒子带两个单位正电荷,而射线甲是β粒子,故B错误;C、根据光电效应方程E km=hv﹣W0和eU C=E Km得,U c=﹣,当入射光的频率大于极限频率时,遏止电压与入射光的频率成线性关系,与入射光的强度无关,故C错误;D、一个中子轰击后,出现三个中子,此链式反应属于重核的裂变,故D错误;故选:A.点评:本题考查了近代物理中的基本知识,对于这部分基本知识要注意加强理解和应用,注意裂变与聚变的区别,理解三种射线的不同.2.(6分)(xx•忠县校级模拟)我国古代神话中传说:地上的“凡人”过一年,天上的“神仙”过一天.如果把看到一次日出就当作“一天”,在距离地球表面约300km高度环绕地球飞行的航天员24h内在太空中度过的“天"数约为(已知地球半径R=6400km,地球表面处重力加速度g=10m/s2)( )A.1B.8C.l6D.24考点:人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.专题:人造卫星问题.分析:近地轨道的轨道半径因离地面高度相对半径而言较小故可认为是地球的半径.由重力等于万有引力求出周期,进而求得“天”数.解答:解:由重力等于万有引力:,得:T=≈84分钟≈1。
M 单元 交变电流目录M 单元 交变电流............................................................ 1 M1 交变电流的产生及描述 ................................................... 1 M2 变压器 远距离输电 ...................................................... 2 M3 交变电流综合 ........................................................... 7 答案与解析 ................................................................. 8 M1 交变电流的产生及描述 ................................................... 8 M2 变压器 远距离输电 ...................................................... 8 M3 交变电流综合 .. (9)M1 交变电流的产生及描述(2018·湖北襄阳五中五月月考)1. 某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示.在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为49π,磁场均沿半径方向.匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab =cd =l 、bc=ad =2l.线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动,bc 边和ad 边同时进入磁场.在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B 、方向始终与两边的运动方向垂直.线圈的总电阻为r ,外接电阻为R 。
则( )A .线圈切割磁感线时,感应电动势的大小E m =2Bl 2ωB .线圈切割磁感线时,bc 边所受安培力的大小FC .线圈旋转一圈时,流过电阻R 的净电荷量为零。
专题15 直流电路和交变电流一.选择题1. (2019洛阳尖子生联考)如图所示,直线a、抛物线b和曲线c为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率P E、输出功率P R、电源内部发热功率P r随路端电压U变化的图象,但具体对应关系未知,根据图象可判断( )A.P E—U图象对应图线a,由图可知电源的电动势为9V,内阻为3ΩB.外电路电阻为1.5Ω时,输出功率最大为2.25WC.P r—U图象对应图线b,由图可知电源的电动势为3V,内阻为1ΩD.P R—U图象对应图线c,图象中任意电压值对应的电功率关系为P E=P R+P r【参考答案】CD【命题意图】本题考查电功率随电压变化图象的理解、闭合电路欧姆定律、电功率其相关知识点。
【易错警示】解答此题一定要区分理解电源总功率(P E=EI)、电源输出功率(P R=UI)和电源内阻发热功率(P r= I2r)。
2. (2019广东惠州第一次调研)机场规定“严禁携带额定能量超过160W·h的充电宝搭乘飞机”,下列说法正确的是A.机场限定的是充电宝的能量不能超过JB.160W·h 相当于160 kg的重物由静止下落1m 时所具有的动能C.乘飞机可以携带标注容量为30000mA·h、输出电压为5V的充电宝一块D.容量为1200mA·h的充电宝,如果对外供电的电流为50mA,那么续航时间大约为24h【参考答案】ACD【命题意图】本题考查电学知识的应用、充电宝、能量及其相关知识点。
3.(2019四川成都摸底)如图,直线A为电源的U-I图线,直线B和C分别为电阻R1、R2的U-I图线。
现用该电源分别与R1、R2组成闭合电路甲和乙。
由图像一定能确定的是A.电阻R1<R2 B.电源输出功率P甲<P乙C.电源内阻消耗的功率P r甲<P r乙 D.电源效率η甲<η乙【参考答案】C【命题意图】本题考查对电源的U-I图线和电阻的U-I图线的理解、电源电功率、电源内阻消耗电功率、电源效率及其相关知识点。
专题 电学计算题1.(2019·新课标全国Ⅰ卷)如图,在直角三角形OPN 区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向外。
一带正电的粒子从静止开始经电压U 加速后,沿平行于x 轴的方向射入磁场;一段时间后,该粒子在OP 边上某点以垂直于x 轴的方向射出。
已知O 点为坐标原点,N 点在y 轴上,OP 与x 轴的夹角为30°,粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d ,不计重力。
求 (1)带电粒子的比荷;(2)带电粒子从射入磁场到运动至x 轴的时间。
【答案】(1)224q U m B d = (2)2π(42Bd t U = 【解析】(1)设带电粒子的质量为m ,电荷量为q ,加速后的速度大小为v 。
由动能定理有212qU mv =①设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r ,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有 2v qvB m r=②由几何关系知d ③ 联立①②③式得 224q Um B d=④ (2)由几何关系知,带电粒子射入磁场后运动到x 轴所经过的路程为πtan302rs r =+︒⑤ 带电粒子从射入磁场到运动至x 轴的时间为s t v=⑥ 联立②④⑤⑥式得2π(42Bd t U =⑦2.(2019·新课标全国Ⅱ卷)如图,两金属板P 、Q 水平放置,间距为d 。
两金属板正中间有一水平放置的金属网G ,P 、Q 、G 的尺寸相同。
G 接地,P 、Q 的电势均为ϕ(ϕ>0)。
质量为m ,电荷量为q (q >0)的粒子自G 的左端上方距离G 为h 的位置,以速度v 0平行于纸面水平射入电场,重力忽略不计。
(1)求粒子第一次穿过G 时的动能,以及它从射入电场至此时在水平方向上的位移大小; (2)若粒子恰好从G 的下方距离G 也为h 的位置离开电场,则金属板的长度最短应为多少?【答案】(1)l v =(2)2v 【解析】(1)PG 、QG 间场强大小相等,均为E ,粒子在PG 间所受电场力F 的方向竖直向下,设粒子的加速度大小为a ,有2E dϕ=① F =qE =ma ②设粒子第一次到达G 时动能为E k ,由动能定理有2k 012qEh E mv =-③设粒子第一次到达G 时所用的时间为t ,粒子在水平方向的位移为l ,则有212h at =④ l =v 0t ⑤联立①②③④⑤式解得2k 012=2E mv qh dϕ+⑥l v = (2)设粒子穿过G 一次就从电场的右侧飞出,则金属板的长度最短,由对称性知,此时金属板的长度L为=22L l v =⑧ 3.(2019·新课标全国Ⅲ卷)空间存在一方向竖直向下的匀强电场,O 、P 是电场中的两点。
2019年高考物理试题分类汇编——电路
(新课标卷)19.电源的效率
定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示,图中
U 为路端电压,I 为干路电流,a 、b 为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为a 、b .由图可知a 、
b 的值分别为 A 、3
4、1
4 B 、1
3、2
3 C 、1
2、1
2 D 、2
3、1
3
答案:D 解析:电源效率
E U ,E 为电源的总电压(即电动势),根据图象可知U a =E 32
U b =E 31
,所以选项D 正确。
(上海理综)41.中国馆、世博中心和主题馆等主要场馆,太阳能的利用规模达到了历届世博会之最,总发电装机容量达到 4.6×103kW 。
设太阳能电池板的发电效率为18%,已知地球表面每平方米接收太阳能的平均辐射功率
为1.353kW ,那么所使用的太阳能电池板的总面积为
m 2。
答案:1.9×1014
(上海理综)42.各场馆的机器人非常引人注目。
在下图设计的机器人模块中,分别填入传感器和逻辑门的名称,使该机器人能够在明亮的条件下,听到呼唤声就来为你服务。
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2019年普通高等学校招生全国统一考试理科综合模拟试卷物理部分满分110分二、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第14~17题只有一项符合题目要求,第18~21题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
三、非选择题:第22~25题为必考题,每个试题考生都必须作答。
第33~34题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共47分。
22。
(6分)某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则"。
弹簧测力计挂于固定点,下端用细线挂一重物m。
弹簧测力计的一端用细线系于点,手持另一端向左拉,使结点静止在某位置.分别读出弹簧测力计和的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录点的位置和拉线的方向.(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为,图中的示数为。
(2)下列不必要的实验要求是。
(请填写选项前对应的字母)A.应测量重物m所受的重力B.弹簧测力计应在使用前调零C.拉线方向应与木板平面平行D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使点静止在同一位置(3)分析实验时该同学怀疑弹簧测力计A因拉伸超出量程后读数不准而影响实验结果,他改变弹簧测力计B拉力的过程中,结点0的轨迹被描在白纸上,若两次记录O点轨迹如图中的两条虚线所示。
2019 高考物理试题分类汇编- 沟通电变压器 ( 纯 word 附分析 )〔2018北京〕 15.一个小型电热器假定接在愉出电压为10V 的直流电源上 . 耗费电功率为P;假定把它接在某个正弦沟通电源上,其耗费的电功率为P 。
假如电热器电阻不变,那么2此沟通电源输出电压的最大值为〔〕A .5V B.52 V C .10VD.10 2V15C 分析:小型电热器的电阻不会改变,依据功率表达式和沟通电的有效值有(10V ) 2 PR和P(U m / 2 )2可得 U m 10V ,答案C。
2R〔2018 江苏〕 13、〔 15 分〕某兴趣小组设计一种发电装置,以下列图,在磁极与圆柱状铁芯之间形成的两磁场地区的圆心角α 均为4,磁场均沿半径方向,匝数为 N的矩形线圈 abcd9p边长 ab=cd=l 、bc=ad=2l ,线圈以角速度绕中心轴匀速转动, bc 与 ad 边同时进入磁场,在磁场中,两条边的经过处的磁感觉强度大小均为B,方向一直与两条边的运动方向垂直,线圈的总电阻为r ,外接电阻为 R,求〔1〕线圈切割磁感线时,感觉电动势的大小E m〔2〕线圈切割磁感线时,bc边所受安培力的大小F〔3〕外接电阻上电流的有效值I13.【答案】(1) bc、ad边的运动速度v l,感觉电动势E m4NBlv ,解得E m2NBl 2。
2〔2〕电流I mE m,安培力F2NBI m l,解得4N 2 B2 l 3. r RFr R(3) 一个周期内,通电时间4,R 上耗费的电能W I m Rt,且 W I2RT2t T9解得4NBl 2。
I3(r R)〔2018 新课标〕 17 自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分。
一升压式自耦调压变压器的电路以下列图,其副线圈匝数可调。
己知变压器线圈总匝数为1900匝;原线圈为1100 匝,接在有效值为220V 的沟通电源上。
当变压器输出电压调至最大时,负载 R 上的功率为 2.0 kW 。
专题15 直流电路和交变电流一.选择题1. (2019洛阳尖子生联考)如图所示,直线a、抛物线b和曲线c为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率P E、输出功率P R、电源内部发热功率P r随路端电压U变化的图象,但具体对应关系未知,根据图象可判断()A.P E—U图象对应图线a,由图可知电源的电动势为9V,内阻为3ΩB.外电路电阻为1.5Ω时,输出功率最大为2.25WC.P r—U图象对应图线b,由图可知电源的电动势为3V,内阻为1ΩD.P R—U图象对应图线c,图象中任意电压值对应的电功率关系为P E=P R+P r【参考答案】 CD【命题意图】本题考查电功率随电压变化图象的理解、闭合电路欧姆定律、电功率其相关知识点。
【易错警示】解答此题一定要区分理解电源总功率(P E=EI)、电源输出功率(P R=UI)和电源内阻发热功率(P r= I2r)。
2. (2019广东惠州第一次调研)机场规定“严禁携带额定能量超过160W·h的充电宝搭乘飞机”,下列说法正确的是A.机场限定的是充电宝的能量不能超过JB.160W·h 相当于160 kg的重物由静止下落 1m 时所具有的动能C.乘飞机可以携带标注容量为30000mA·h、输出电压为5V的充电宝一块D.容量为1200mA·h的充电宝,如果对外供电的电流为50mA,那么续航时间大约为24h【参考答案】ACD【命题意图】本题考查电学知识的应用、充电宝、能量及其相关知识点。
3.(2019四川成都摸底)如图,直线A为电源的U-I图线,直线B和C分别为电阻R1、R2的U-I图线。
现用该电源分别与R1、R2组成闭合电路甲和乙。
由图像一定能确定的是A.电阻R1<R2B.电源输出功率P甲<P乙C.电源内阻消耗的功率P r甲<P r乙D.电源效率η甲<η乙【参考答案】 C【命题意图】本题考查对电源的U-I图线和电阻的U-I图线的理解、电源电功率、电源内阻消耗电功率、电源效率及其相关知识点。
【解题思路】【错误项分析】根据欧姆定律可知电阻R1>R2,选项A错误;分别过电阻R1、R2的U-I图线与电源的U-I图线的交点作两坐标轴的垂线,由P=UI可知两垂线与坐标轴所围的面积等于用该电源分别与R1、R2组成闭合电路甲和乙时电源的输出电功率,由于图象中坐标轴没有标出坐标值,不能判断出两电路电源输出电功率的大小,选项B错误;电源效率η=PP出总×100%,P总=EI,显然P总甲< P总乙,若电源输出功率P甲=P乙,则电源效率η甲>η乙,选项D错误。
【正确项分析】电源内阻消耗的功率P内=I2r,由图象可知,I 甲小于I乙,显然电源内阻消耗的功率P r甲<P r乙,选项C正确。
6.(2018高考全国理综III)一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q方;若该电阻接到正弦交变电源上,在一个周期内产生的热量为Q正。
该电阻上电压的峰值为u0,周期为T,如图所示。
则Q方: Q正等于A.B.C.1:2 D.2:1【参考答案】D【命题意图】本题考查交变电流的图线、正弦交变电流的有效值、焦耳定律及其相关的知识点。
【易错警示】解答此题常见错误是:一是把方波交变电流视为正弦交变电流;二是认为在一个周期T内产生的热量与电压有效值,导致错选B;三是比值颠倒,导致错选C。
7.(2018高考天津理综)教学用发电机能够产生正弦式交变电流。
利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电,电路如图所示,理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U,R消耗的功率为P。
若发电机线圈的转速变为原来的12,则A.R消耗的功率变为12P B.电压表V的读数为12UC.电流表A的读数变为2I D.通过R的交变电流频率不变【参考答案】B8. (2019武汉调研)如图所示是交流发电机的示意图。
线圈的AB边连在金属滑环K上,CD边连在滑环L 上,导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上,线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。
下列说法正确的是A.当线圈转到图甲位置时,磁通量的变化率最大B.从图乙所示位置开始计时,线圈中电流 i 随时间 t 变化的关系是 i =I m cosωtC.当线圈转到图丙位置时,感应电流最小D.当线圈转到图丁位置时,流经外电路的电流方向为E→F【参考答案】 BC【命题意图】本题考查正弦交变电流的产生及其相关知识点。
【解题策略】对于交流电产生问题,要注意中性面位置和垂直中性面位置。
对于线框运动到中性面位置,穿过线框的磁通量最大,磁通量变化率为零,产生的感应电动势和感应电流为零,以此位置为计时起点,则产生的感应电动势瞬时值表达式为初相位为零的正弦函数;对于线框运动到与中性面垂直的位置,穿过线框的磁通量最小为零,磁通量变化率最大,产生的感应电动势和感应电流最大,以此位置为计时起点,则产生的感应电动势瞬时值表达式为初相位为零的余弦函数。
11. (2019广东惠州第一次调研)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为12:10:1n n =,a 、b 两点间的电压为u =sin100V πt (),R 为可变电阻,P 为用铅锑合金制成的保险丝,其电阻可忽略不计,熔断电流为2A 。
为使保险丝不熔断,可变电阻R 连入电路的最小阻值是A .ΩB .1.1ΩC .11ΩD .Ω【参考答案】B【命题意图】本题考查变压器变压公式、能量关系及其相关知识点。
12.(2019四川成都摸底)如图甲,理想变压器的原、副线圈匝数比n 1:n 2=10:1,副线圈电路接有滑动变阻器R 和额定电压为12V 、线圈电阻为2Ω的电动机M 。
原线圈输入的交流电压如图乙。
闭合开关S ,电动机正常工作,电流表示数为1A 。
下列判断正确的是A .副线圈两端的电压有效值为222VB .滑动变阻器R 的接入电阻为10ΩC .电动机输出的机械功率为12WD .若电动机突然卡住,原线圈输入功率将变小【参考答案】 B【命题意图】本题考查正弦交变电流图象、变压器动态变化、含电动机电路及其相关知识点。
【解题思路】【错误项分析】根据原线圈输入的交流电压图象可知,U 1=220V ,根据变压器变压公式可知,副线圈两端的电压有效值为U 2=21n n U 1=110×220V=22V,选项A 错误;电动机输入电功率P =UI=12×1W=12W,电动机线圈热功率P 热=I 2r=12×2W=2W,由P = P 热+ P 出,可得电动机输出的机械功率为P 出=12W-2W=10W ,选项C 错误;若电动机突然卡住,电动机不在转动,不产生反电动势,电动机相当于一个2Ω的电阻,副线圈输出电流I=2U R r +=22102+A=1.83A ,副线圈输出电流增大,导致副线圈输出电功率增大,根据变压器输出电功率决定输入电功率可知,原线圈输入功率将变大,选项D 错误。
【正确项分析】题述电动机正常工作,电流表示数为1A ,滑动变阻器分压U R =22V-12V=10V ,根据欧姆定律,滑动变阻器R 的接入电阻为R=U R /I=10Ω,选项B 正确。
【方法归纳】解答变压器问题要注意两点:一是输入电压决定输出电压,二是变压器输出电功率决定输入电功率。
含电动机电路,电动机运转时产生反电动势,不能应用欧姆定律计算;电动机卡住不转动时,通过的电流大于正常工作电流,可以利用欧姆定律计算通过的电流,但是可能烧坏电动机。
13(2018江苏高考物理)采用220 kV 高压向远方的城市输电.当输送功率一定时,为使输电线上损耗的功率减小为原来的14,输电电压应变为 (A )55 kV(B )110 kV(C )440 kV(D )880 kV 【参考答案】 C【命题意图】本题考查电能输送及其相关知识点。
点睛:本意以远距离输电为背景考查输电线路的电能损失,解题时要根据输送电功率不变,二.计算题1. (17分)如图所示,在倾角为θ=37°的绝缘斜面上固定光滑的正弦金属导轨MN. PQ ,两导轨关于x 轴对称,N、Q 两端点与斜面底端平齐,M 、P 之间连接一定值电阻R=2Ω,整个斜面处在垂直斜面向上磁感应强度为B=0.lT 的匀强磁场中。
导体棒ab 的质量为m=8xl0-3kg ,长3m ,在沿x 轴正方向的拉力F 作用下,以恒定速度v0=1m/s 沿x 轴正方向从斜面底端开始沿导轨运动到达斜面顶端,运动过程中ab 始终平行于y 轴且关于x 轴对称。
已知N 点坐标为(0,0.8m),M 点坐标为(6m ,0.8m),MN 的轨迹方程为y=0.8+0.4sin πx 。
金属导轨和导体棒ab 的电阻不计,g=l0m/s 2, sin37°=0.6, cos37°=0.8。
求:(1) t=2.5s 时导体棒所受拉力F 的大小;(2)导体棒从N 端到M 端过程中通过电阻R 的电量q 。
【名师解析】(2)设导体棒从N 端运动到M 端,平均感应电动势为E ,平均感应电流为I ,闭合回路的面积为S ,经过的时间为t 1,则1t BS E =(1分) RE I = (1分) 1t I q =(1分)S=x MN·2y N(2分)x MN=v0t1(1分)x MN=6m,y N =0.8m,S=9.6m2,t1=4.8s,E=0.2V,I=0.1A解得q=0.48C (2分)。