2018大二轮高考总复习物理文档：第11讲 直流电路与交流电路(专题强化训练) 含答案

专题四 第11讲 直流与交流电路问题限时：40分钟一、选择题(本题共16小题，其中1～8题为单选，9 ～16题为多选)1．(2020·四川师大二模)如图所示电路中，电源电动势为E 、内阻为r ，电阻R 2、R 3为定值电阻，R 1为滑动变阻器，A 、B 为电容器的两个极板。

当滑动变阻器R 1处于某位置时，A 、B 两板间的带电油滴静止不动。

则下列说法中正确的是 ( B )A ．仅把R 1的触头向右滑动时，电流表读数减小，油滴向下运动B ．仅把R 1的触头向右滑动时，电流表读数减小，油滴向上运动C ．仅把两极板A 、B 间距离减小，油滴向下运动D ．仅把两极板A 、B 间相对面积减小，油滴向下运动[解析] 仅把R 1的触头向右滑动时，R 1增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，路端电压增大，则电流表读数减小。

由E ＝Ud 分析可知，板间场强增大，油滴所受电场力增大，则油滴向上运动。

故A 错误，B 正确；仅把两极板A 、B 间距离d 减小，电容器的电压不变，由E ＝Ud 分析可知，板间场强增大，油滴所受电场力增大，则油滴向上运动。

而电路其他部分不变，电流表读数不变。

故C 错误；仅把两极板A 、B 间相对面积减小，U 和d 不变，则板间场强不变，油滴所受电场力不变，则油滴仍保持静止。

电流表读数不变。

故D 错误。

2．(2020·河南省济源市二模)如图甲所示，在匀强磁场中，一巨型金属线圈两次以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的e －t 图象分别如图乙中曲线a 、b 所示，则 ( D )A ．t ＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零B ．曲线a 表示的交变电流的频率为25 HzC ．曲线b 表示的交变电动势有效值为15 VD ．曲线a 、b 对应的线圈转速之比为32[解析] 在t ＝0时刻，线圈一定处在中性面上，此时磁通量最大，故A 错误；曲线a 的交变电流的频率f ＝1T ＝10.02＝50 Hz ，故B 错误；由图可知，a 的周期为2×10－2s ；b 的周期为3×10－2s ，则由n ＝1T 可知，转速与周期成反比，故曲线a 、b 对应的线圈转速之比为32，曲线a 表示的交变电动势最大值是30V ，根据E m ＝nBSω得曲线b 表示的交变电动势最大值是20 V ，则有效值为U ＝202V ＝102V ；故C 错误，D 正确。

十年高考物理压轴题二轮复习专练（2011~2021含全国卷、海南卷、宁夏卷）专题四 电路与电磁感应4.1 直流电路与交流电路一、恒定电流（1题）[2018海南卷•T10•5分]（多选）如图，三个电阻R 1、R 2、R 3的阻值均为R ，电源的内阻r ＜R ，c 为滑动变阻器的中点。

闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由c 点向a 端滑动，下列说法正确的是（ ） A ．R 2消耗的功率变小 B ．R 3消耗的功率变大 C ．电源输出的功率变大 D ．电源内阻消耗的功率变大 【答案】CD【解析】把等效电路画出，如图设ca x R R =，cd x R R R 滑=-，则()()x x R R R R R R R R R R ++-=+++滑外滑当x R R 2=滑时，R 外有最大值，当滑动变阻器的滑片由c 点向a 端滑动时，ca R 减小，cd R 增大，易得：R 外减小，R R r 总外=+减小，1E I R =总增大，故电源内阻消耗的功率r P =21I r 增大，故D 正确3cb R R U +=()2caRR 11U E I r R +=-+减小，3cb R R 33cbU I R R +=+减小，故R3P =233I R 减小，故B 错误而213I I I =-增大，故R 2P =222I R 减大，故A 错误根据电源输出功率与R 外的关系图可知，当R r >外时，R 外减小电源输出功率越大，故C 正确；二、交流电与变压器（4题）[2016全国卷Ⅰ•T20•6分]一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R 1，R 2和R 3的阻值分别为3Ω，1Ω，4Ω，A 为理想交流电流表，U 为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。

当开关S 断开时，电流表的示数为I ；当S 闭合时，电流表的示数为4I 。

该变压器原、副线圈匝数比为( )A .2B .3C .4D .5【答案】B【解析】设变压器原、副线圈匝数之比为k ，则可知，开关断开时，副线圈电流为kI ；则根k，同理可知，k ，代入数据联立解得：U ＝48I ；代入上式可得：k ＝3。

专题11.1 交变电流的产生和四值一．选择题1.(多选)(2017·吉林模拟)如图所示，闭合的矩形导体线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动，沿着OO ′方向观察，线圈沿顺时针方向转动。

已知匀强磁场的磁感应强度为B ，线圈匝数为n ，ab 边的边长为L 1，ad 边的边长为L 2，线圈电阻为R ，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时( )A ．线圈中感应电流的方向为abcdaB ．线圈中的感应电动势为2nBL 2ωC ．穿过线圈的磁通量随时间的变化率最大D ．线圈ad 边所受安培力的大小为n 2B 2L 1L 2ωR，方向垂直纸面向里【参考答案】AC2．先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电，第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化(如图甲所示)；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。

若甲、乙图中的U 0、T 所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是( )A ．第一次，灯泡两端的电压有效值是U 02B ．第二次，灯泡两端的电压有效值是3U 02C ．第一、第二次，灯泡的电功率之比是2∶9D ．第一、第二次，灯泡的电功率之比是1∶5 【参考答案】D3．(多选)如图甲所示为一交变电压随时间变化的图像，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化。

若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R 阻值为100 Ω，则( )A ．理想电压表读数为100 VB ．理想电流表读数为0.75 AC ．电阻R 消耗的电功率为56 WD ．电阻R 在100秒内产生的热量为5 625 J 【参考答案】BD【名师解析】根据电流的热效应，一个周期内产生的热量：Q ＝U 2R T ＝1002R T 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫5022R T2，解得U ＝75 V ，A 错误；电流表读数I ＝U R＝0.75 A ，B 正确；电阻R 消耗的电功率P ＝I 2R ＝56.25 W ，C 错误；在100秒内产生的热量Q ＝Pt ＝5 625 J ，D 正确。

专题强化练(十一)考点1直流电路的动态分析1．(多选)(2019·潍坊联考)如图所示的U-I图象中，图线I为某电源的路端电压与电流的关系图线，图线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线．用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知()A．R的阻值为1.5 ΩB．电源电动势为3 V，内阻为0.5 ΩC．电源的输出功率为3.0 WD．电源内部消耗功率为1.5 W解析：由于电源的路端电压与电流的关系图线Ⅰ和电阻R的U-I 图线Ⅱ都为直线，所以电源的路端电压与电流的关系图线Ⅰ的斜率的绝对值等于电源内阻，r＝1.5 Ω；电阻R的U-I图线Ⅱ的斜率等于电阻R的阻值，R＝1.5 Ω，选项A正确，B错误；电源的路端电压与电流的关系图线和电阻R的U-I图线交点纵、横坐标的乘积表示电源的输出功率，电源的输出功率为P＝UI＝1.5×1.0 W＝1.5 W，选项C错误；由EI＝P＋P r解得电源内部消耗的功率为P r＝EI－P＝3.0×1.0 W －1.5 W＝1.5 W，选项D正确．答案：AD2．(2019·广州四校联考)图为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V．则该电路可能为()解析：由上图可知电源电动势为E＝6 V，电源内阻为r＝6－44Ω＝0.5Ω，由电压的分配原理得E－U端r＝U端R外，解得R外＝2 Ω.选项A三个电阻并联R外＝1 Ω，选项B两个电阻串联完再与第三个电阻并联R外＝2 Ω，选项C三个电阻串联R外＝9 Ω，选项D两个电阻并联完再与第三个电阻串联R外＝4.5 Ω，故B正确．答案：B3．(2019·信阳模拟)如图所示，电源电动势为4 V，内阻1 Ω，电阻R1＝3 Ω，R2＝R3＝4 Ω，R4＝8 Ω，电容器C＝6.0 μF，闭合S电路达稳定状态后，电容器极板所带电量为()A．1.5×10－5 C B．3.0×10－5 CC．2.0×10－5 C D．2.1×10－5 C解析：由电路结构可知，电路中的总电阻为R总＝R1＋r＋R4（R2＋R3）R2＋R3＋R4＝8 Ω，电路中的电流为I＝ER总＝0.5 A，电容器两极板间的电势差为U C＝U R1＋U R2＝IR1＋I2R2＝2.5 V，电容器极板所带电量为Q＝CU C＝1.5×10－5 C，故A正确，B、C、D错误．答案：A考点2交变电流的产生4．(2019·郑州模拟)如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻r＝1.0 Ω，外接R＝9.0 Ω的电阻．闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e＝102sin 10πt(V)，则()A．该交变电流的频率为10 HzB．该电动势的有效值为10 2 VC．外接电阻R所消耗的电功率为10 WD．电路中理想交流电流表A的示数为1.0 A解析：正弦式交流电电动势瞬时表达式为e＝E m sin ωt，由此可知E m＝10 2 V，ω＝10π rad/s，则该交变电流的频率f＝ω2π＝5 Hz；该电动势的有效值为E＝1022V＝10 V，则A、B错误；电路中理想交流电流表A的示数I＝ER＋r＝109＋1A＝1 A；外接电阻R所消耗的电功率P＝I2R＝12×9 W＝9 W，故C错误，D正确．答案：D5．(2019·成都模拟)如图，匀强磁场中，一单匝矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，线框中产生的交变电动势瞬时值随时间变化的规律为e＝202sin 100πt V．下列说法正确的是()A．该线框转动的频率是100 HzB．该线框产生的交变电动势最大值是20 VC．t＝0.005 s时刻，线框平面与中性面重合D．t＝0.05 s时刻，穿过线圈的磁通量变化率为0解析：该线框转动的频率是f＝ω2π＝100π2πHz＝50 Hz，选项A错误；该线框产生的交变电动势最大值是20 2 V，选项B错误；t＝0.005s时刻，线框转过的角度为100π×0.005＝π2，此时平面与中性面垂直，选项C错误；t＝0.05 s时刻，电动势的瞬时值为0，此时穿过线圈的磁通量变化率为0，选项D正确．答案：D6．(多选)(2019·太原一模)图1中，单匝矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场的轴转动．改变线圈的转速，穿过该线圈的磁通量随时间分别按图2中图线甲、乙的规律变化．设线圈的电阻为1.0 Ω，则()A．图线甲对应线圈在t＝0时产生的感应电动势最大B．图线甲、乙对应的线圈在t＝2.0 s时，线圈平面均平行于磁感线C．图线甲、乙对应的线圈转速之比为5∶4D．图线甲对应的线圈中交变电流的峰值为2.5π A解析：在t＝0时，Φ甲最大，则产生的感应电动势最小，故A错误；因为在t＝0.2 s×10＝2.0 s时，Φ甲＝Φ乙＝0，所以线圈平面均平行于磁感线，故B正确；由图(b)可知甲、乙图线对应的周期之比为4∶5，而线圈的转速n＝1T，所以图线甲、乙对应的线圈转速之比为5∶4，故C正确；甲图线对应的线圈中交流电压的峰值E m＝BSω＝Φmω＝0.4×2π0.16V＝5π V．电流的峰值I m＝E mR＝5π A，故D项错误．答案：BC7．(2019·珠海模拟)图甲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，A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，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是()A．交流电的频率是100 HzB．电流表的示数为20 AC．0.02 s时穿过线圈的磁通量最大D．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行解析：由乙图知周期T＝0.02 s，则频率f＝1T＝10.02Hz＝50 Hz，故A错误；电流表的示数为有效值I＝I m2＝1022A＝10 A，故B错误；由乙图知0.02 s时线框中感应电流最大，说明线框与磁场平行，磁通量为零，故C错误；0.01 s时线圈产生的感应电动势最大，说明线框与磁场平行，磁通量为零，故D正确．答案：D8．(2019·惠州六校联盟)图甲为风力发电的简易模型．在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁铁转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连．在某一风速时，传感器显示如图乙所示，以下正确的是()A．磁铁的转速为2.5 r/sB．线圈两端电压的有效值为6 VC．交变电流的电压表达式为u＝12sin 10πt(V)D．该交变电流可以直接加在击穿电压为10 V的电容器上解析：电流的周期为T＝0.4 s，故磁体的转速为n＝1T＝2.5 r/s，故A正确；通过乙图可知电压的最大值为12 V，故有效值U＝U m2＝6 2V，故B错误；周期T＝0.4 s，故ω＝2πT＝5π rad/s，故电压的表达式为u′＝12sin 5πt(A)，故C错误；电容器的击穿电压为交流电的最大值，而交流电的最大值大于电容器的击穿电压，故不能，故D错误．答案：A考点3变压器和远距离输电9．(2019·珠海模拟)如图所示，一理想变压器原线圈的匝数n1＝1 100匝，副线圈的匝数n2＝220匝，交流电源的电压u＝2202 sin(100πt)V，R为负载电阻，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法中正确的是( )A ．交流电的频率为100 HzB ．电压表的示数为44 VC ．电流表A 1的示数大于电流表A 2的示数D ．变压器的输入功率大于输出功率解析：交流电的周期T ＝2πω＝2π100π s ＝0.02 s ，f ＝1T＝50 Hz ，故A 项错误；原线圈的电压U 1＝U m 2＝220 V ，U 1U 2＝n 1n 2，则U 2＝44 V ，故B 项正确；原、副线圈的电流比等于匝数反比，因为n 1>n 2，所以I 1<I 2，即电流表A 1示数小于电流表A 2示数，故C 项错误；变压器的输入功率等于输出功率，故D 项错误．答案：B10．(2019·邢台模拟)如图所示，理想变压器原线圈输入电压u ＝U m sin ωt ，副线圈电路中R 0为定值电阻，R 是滑动变阻器，V 1和V 2是理想交流电压表，示数分别用U 1和U 2表示；A 1和A 2是理想交流电流表，示数分别用I 1和I 2表示．下列说法正确的是( )A ．I 1和I 2表示电流的瞬时值B ．U 1和U 2表示电压的最大值C ．滑片P 向下滑动过程中，U 2不变、I 1变大D ．滑片P 向下滑动过程中，U 2变小、I 1变小解析：交流电压表、电流表的读数都为有效值，故选项A 、B 错误；当滑动变阻器滑片P 向下滑动时，副线圈输出电路的总电阻减小，电压表的示数U 2不变，由欧姆定律可知I 2增大，则输出功率增大，从而输入功率增大，输入电压U 1不变，I 1增大，故选项C 正确，选项D 错误．答案：C11．(2019·贵阳模拟)如图所示，理想变压器的原线圈与稳定的正弦交流电源相连，副线圈的滑动头P 可上下滑动．设原线圈输入电压为U 1，副线圈输出电压为U 2，负载为定值电阻R ，原、副线圈电流比为k .则( )A ．P 下移，k 增大B ．P 上移，k 增大C ．P 上移，U 1减小D ．P 下移，U 2增大解析：根据I 1I 2＝n 2n 1＝k ，P 下移副线圈的匝数n 2减少，所以原副线圈的电流表k 减小，若P 上移n 2增大，原副线圈的电流表增大，故A 错误，B 正确；电压与匝数成正比，所以副线圈的电压U 2减小，D 错误；再根据U 2U 1＝n 2n 1，P 下移副线圈的匝数n 2减少，U 2减小，U 1与匝数无关，改变匝数U 1不变，所以C 、D 错误．答案：B12．(2019·衡水中学模拟)电动机的内电阻r ＝2 Ω，与R ＝8 Ω的电阻串联接在发电机线圈上，如图所示，已知线圈面积为220m 2，共100匝，线圈的电阻为2 Ω，线圈在磁感应强度B ＝2πT 的匀强磁场中绕垂直磁感线的轴OO ′以转速n ＝600 r/min 匀速转动时，在合上开关S后电动机正常工作，电压表的示数为100 V，下列说法正确的是()A．电路中电流的最大值为5 2 AB．电路中电流的最大值为10 2 AC．电动机正常工作时的输出功率为1 000 WD．电动机正常工作时的输出功率为800 2 W解析：线圈转动时的角速度：ω＝2π·n＝2π×10 rad/s＝20π rad/s；线圈转动时产生的电动势的最大值为：E m＝NBSω＝100×2π×220×20πV＝200 2 V；有效值为：E＝E m2＝200 V；设线圈的电阻为r′，则电路中的电流I＝E－UR＋r′＝200－1008＋2A＝10 A，故电路中最大电流为10 2A，故A错误，B正确．电动机正常工作时的输出功率为：P＝UI－I2r ＝100×10 W－102×2 W＝800 W，故C、D错误．答案：B13．(多选)(2019·福州模拟)如图甲所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器．升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，其输入电压变化规律如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100 Ω.降压变压器副线圈电路部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小．电压表V显示加在报警器上的电压(报警器未画出)．未出现火警时，升压变压器的输入功率为750 kW.下列说法中正确的有()A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为50 HzB．远距离输电线路损耗的功率为180 kWC．当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数变大D．当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变大解析：由题图乙知交流电的周期为0.02 s，所以频率为50 Hz，A 正确；由题图乙知升压变压器输入端电压有效值为250 V，根据电压与匝数成正比知副线圈电压为25 000 V，所以输电线中的电流I＝PU＝30A，输电线损失的电压ΔU＝IR＝30×100 V＝3 000 V，输电线路损耗功率ΔP＝ΔU·I＝90 kW，B错误；当传感器R2所在处出现火警时，其阻值减小，可以认为降压变压器副线圈两端电压不变，降压变压器副线圈中电流增大，定值电阻所分电压增大，所以电压表V的示数变小，C错误；降压变压器副线圈电流增大，根据电流与匝数成反比知，输电线上的电流变大，D正确．答案：AD14．(2019·深圳模拟)在如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，a、b两端接入图乙所示的电压，图中电压表和电流表均为理想电表，D为理想二极管，R0为定制电阻，L为电阻恒定的指示灯，R T为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小．下列说法中正确的是()A．电压表的示数为22 VB．若R T处出现火灾时，电压表示数将变大C．若R T处出现火灾时，电流表示数将变大D．若R T处出现火灾时，指示灯L将变亮解析：根据热效应可得U21R T＝2202R R×T2，解得原线圈两端电压U1＝110 2 V，则副线圈的电压U2＝n2n1U1＝11 2 V，故A、B错误；若R T处出现火灾时，R T电阻变小，但电压不变，副线圈的电流增大，进一步原线圈的电流也会增大，即电流表的示数变大，故C正确；副线圈的电流强度变大，则R0两端电压变大，则灯泡两端电压变小，灯泡变暗，故D错误．答案：C。