高考物理二轮复习专题检测十七直流电路和交流电路问题.doc

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1、1 / 13【2019【2019 最新最新】精选高考物理二轮复习专题检测十七直流电精选高考物理二轮复习专题检测十七直流电路和交流电路问题路和交流电路问题1多选如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，原线圈接电压恒定的交流电，副线圈输出端接有 R4 的电阻和两个“18 V 9 W”相同小灯泡，当开关 S 断开时，小灯泡L1 刚好正常发光，则( )A原线圈输入电压为 200 VBS 断开时原线圈中的电流为 0.05 AC闭合开关 S 后，原、副线圈中的电流之比增大D闭合开关 S 后，小灯泡 L1 消耗的功率减小解析：选 ABD 灯泡正常发光，副线圈电流为 I0.5 A，所以副线圈两端电压

2、U18 V0.54 V20 V，电压与匝数成正比，原线圈输入电压为 200 V，所以 A 正确；电流与匝数成反比，可知S 断开时原线圈中的电流为 0.05 A，所以 B 正确；闭合开关 S 后，原、副线圈中的电流之比不变，所以 C 错误；当开关 S 闭合时，总电阻减小，副线圈电压不变，所以副线圈电流增大，R 分压增大，小灯泡 L1 消耗的功率减小，故 D 正确。2.(2018 届高三运城调研)如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于磁感应强度为 B 的水平匀强磁场中，线框面积为 S，电阻为 R。线框绕与 cd 边重合的竖直固定转轴以角速度 从中性面开始匀速转动，下列说法正确的是( )A在

3、该线圈两端接上一电容器，要使电容器不被击穿，电容器2 / 13的最大承受电压为BS2B线框中感应电流的有效值为BS 2RC从中性面开始转过的过程中，通过线框横截面的电荷量为BS RD线框转一周的过程中，产生的热量为2B2S2 R解析：选 C 要使电容器不被击穿，电容器的最大承受电压即线框中最大的电动势，为 BS，A 错误；线框中感应电流的最大值Im，由于线框中的感应电流是正弦交流电，其电流有效值I，B 错误；由 q可知，从中性面开始转过的过程中，通过线框横截面的电荷量 q，C 正确；线框转一周的过程中，产生的热量等于感应电流做的功，因此 QWI2R，D 错误。3中国已投产运行的 1 000 k

4、V 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原来用 500 kV 的超高压输电，输电线上损耗的电功率为 P。在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用 1 000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( )A. BP 2C2P D4P解析：选 A 设输送功率为 P，输送电流为 I，输送电压为 U，则 PUI，I，P 损I2R。输送电压升为原来的 2 倍，则输送电流降为原来的一半，P 损降为原来的四分之一，故 A 正确。4(2017晋城二模)在图甲中，理想变压器的原、副线圈匝数之比 n1n213，滑片 P 置于副线圈的中点。在图乙中，滑动

5、变阻器最大阻值 R06 ，滑动触头 P 置于 R0 的中央。两电路的输3 / 13入端都接电压 u20sin 100t(V)的正弦交流电，输出端各接一个阻值 R6 的定值电阻和理想交流电压表。两电压表的读数U1、U2 分别为( )AU130 V，U28 V BU130 V，U210 VCU160 V，U28 V DU160 V，U210 V解析：选 A 交流电的有效值为 U20 V，对甲电路，解得U130 V；对乙电路 R 并 2 ，可求 U220 V8 V，故A 正确。5.(2015全国卷)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为 31，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电

6、压为 220 V 的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为 U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为 k，则( )AU66 V，k BU22 V，k1 9CU66 V，k DU22 V，k1 3解析：选 A 设原、副线圈中的电流分别为 I1、I2，则，故 k。设原线圈两端的电压为 U1，则，故 U13U，而原线圈上电阻分担的电压为 U，故3U220 V，解得 U66 V。选项 A正确。6(2016天津高考)如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是( )A当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，R1 消耗的功率变大B当滑动变阻器的滑动

7、触头 P 向上滑动时，电压表 V 示数变大C当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，电流表 A1 示数变4 / 13大D若闭合开关 S，则电流表 A1 示数变大，A2 示数变大解析：选 B 当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻 R 变大，则副线圈所在电路的总电阻 R 总变大，因原、副线圈两端的电压 U1、U2 不变，则通过 R1 的电流 I2变小，R1 消耗的功率 PR1I22R1 变小，选项 A 错误；R1 两端的电压UR1I2R1 变小，则电压表 V 的示数 UVU2UR1 变大，选项 B 正确；因通过原、副线圈的电流关系，I2 变小，则 I1 变小，即电流表

8、A1 的示数变小，选项 C 错误；若闭合开关 S，则副线圈所在电路的总电阻 R 总变小，通过副线圈的电流 I2变大，则通过原线圈的电流 I1变大，电流表 A1 的示数变大，R1 两端的电压UR1I2R1 变大，则 R2 两端的电压 UR2U2UR1变小，电流表 A2 的示数变小，选项 D 错误。7.多选(2017襄阳联考)如图所示， 理想变压器原线圈 a、b 两端接正弦交变电压u，u220sin 100t(V)，电压表 V 接在副线圈c、d 两端(不计导线电阻)，则当滑动变阻器滑片向右滑动时( )A电压表示数不变B电流表 A2 的示数始终为 0C若滑动变阻器的滑片不动，仅改变 u，使 u220

9、sin 200t(V)，则电流表 A1 的示数增大D若滑动变阻器的滑片不动，仅改变 u，使 u220sin 200t(V)，则电流表 A1 的示数减小解析：选 AC 电压表示数为副线圈两端电压，副线圈两端电压只与原线圈两端电压及原副线圈匝数比有关，故 A 正确；因电容器5 / 13“通交流、隔直流” ，则电流表 A2 始终有示数，B 错误；改变 u 后，交变电流的频率变大，电容器的容抗减小，故 A1 示数增大，C 正确、D 错误。8.多选硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线 a 是该电池在一定光照强度下的 UI 图线，图线 b 是一只某型号的定值电阻 R 的 UI 图线

10、。现将该电池与电阻 R 串联成一个闭合电路，下列说法中正确的是( )A此时该硅光电池的内阻为U3 I3B这只定值电阻 R 的阻值为U1 I1C此时电源的总功率为 U2I1D此时电阻 R 消耗的功率为 U1I2解析：选 BC 由题中图像知，该硅光电池的电动势 EU2，根据两图线交点所对应数据知，电阻 R 两端的电压为 U1，流过 R 的电流为 I1，则电池的内阻 r，定值电阻 R 的阻值 R，选项 A 错误、B 正确；此时电源的总功率 PEI1U2I1，选项 C 正确；电阻R 消耗的功率 PRU1I1，选项 D 错误。9(2017北京高考)如图所示，理想变压器的原线圈接在 u220sin 100

11、t(V)的交流电源上，副线圈接有 R55 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为 21，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是( )A原线圈的输入功率为 220 WB电流表的读数为 1 AC电压表的读数为 110 V6 / 13D副线圈输出交流电的周期为 50 s解析：选 B 由交流电压的表达式可知，原线圈两端所加的电压最大值为 220 V，故有效值为 U1220 V，由，故副线圈电压的有效值为 U2110 V，故输出功率 P2220 W，再由输入功率等于输出功率知，P1P2220 W，A 项错误；根据欧姆定律知，I22 A，由，得 I11 A，故电流表读数为 1 A，所以 B 项正确；电压表

12、的读数为有效值，即 U2110 V，C 项错误；由交流电压的表达式可知，100(rad/s)，又 T，解得 T0.02 s，所以D 项错误。10多选(2018 届高三宁波八校联考)在如图甲所示的电路中，电源电动势为 3.0 V，内阻不计，L1、L2 为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，R 为定值电阻，阻值为 7.5 。当开关 S 闭合后( ) AL1 的电阻为 BL1 消耗的电功率为 7.5 WCL2 的电阻为 7.5 DL2 消耗的电功率为 0.3 W解析：选 CD S 闭合后，L1 两端的电压为3.0 V，由题中乙图可知，I10.25 A，故P10.75 W，R112

13、，A、B 均错；L2 与 R 及电源串联，把 R 和电源等效成电动势为 3 V，内阻为 7.5 的新电源，在题图乙中作出新电源的 IU 图线，如图所示，两图线的交点表示出了此时 L2 两端的电压与通过的电流的大小，由图知 U21.5 V，I20.2 A，所以 R2 7.5 ，P2U2I21.50.2 W0.3 W，C、D 正确。7 / 1311多选一理想自耦变压器的原线圈接有正弦交变电压，如图甲所示，副线圈接有可调电阻 R，触头 P 与线圈始终接触良好，下列判断正确的是( )A交变电源的电压 u 随时间 t 变化的规律是 uU0cos 100t VB若仅将触头 P 向 A 端滑动，则电阻 R

14、消耗的电功率增大C若仅使电阻 R 增大，则原线圈的输入电功率增大D若使电阻 R 增大的同时，将触头 P 向 B 端滑动，则通过 A 处的电流一定增大解析：选 AB 从题图甲可看出，交流电的周期 T2102 s，最大值为 U0，所以交变电源的电压 u 随时间 t 变化的规律是uU0cos t VU0cos 100t V，选项 A 正确；因原、副线圈两端电压与其匝数成正比，当仅将触头 P 向 A 端滑动时，副线圈两端的电压增大，即电阻 R 两端的电压增大，则电阻 R 消耗的电功率增大，选项 B 正确；若仅使电阻 R 增大，则副线圈两端的电压不变，电阻R 消耗的电功率 P减小，原线圈的输入电功率也减

15、小，选项 C 错误；将触头 P 向 B 端滑动，副线圈两端的电压减小，同时电阻 R 增大，通过 R 的电流 I2减小，根据 I1n1I2n2，通过 A 处的电流也一定减小，选项 D 错误。12一台小型发电机产生的电动势随时间以正弦规律变化的图像如图甲所示。已知发电机线圈内阻为 5.0 ，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图乙所示，则( )A电压表的读数为 220 VB电路中的电流方向每秒改变 50 次C灯泡实际消耗的功率为 484 W8 / 13D发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为 24.2 J解析：选 D 由题图甲知发电机产生的感应电动势有效值为 220 V，灯泡中电流大小为 I2.2 A，

16、电压表读数为UIR2.295.0 V209 V，选项 A 错误；由题图甲知交变电流的周期为 0.02 s，则其频率为 50 Hz，电路中的电流方向每秒改变100 次，选项 B 错误；灯泡实际消耗的功率为 PIU2092.2 W459.8 W，选项 C 错误；发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为QI2rt2.2251 J24.2 J，选项 D 正确。13多选如图甲为小型旋转电枢式交流发电机，电阻为 r2 矩形线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴 OO匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与右侧电路连接，右侧电路中滑动变阻器 R 的最大阻值为 R0 ，滑动片 P 位于滑动变阻器中

17、央，定值电阻 R1R0、R2，其他电阻不计。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，闭合开关 S，线圈转动过程中理想交流电压表示数是 10 V，图乙是矩形线圈磁通量 随时间 t 变化的图像，则下列说法正确的是( )A电阻 R2 上的热功率为 WB0.02 s 时滑动变阻器 R 两端的电压瞬时值为零C线圈产生的感应电动势随时间 t 变化的规律是 e10cos 100t(V)D线圈开始转动到 t s 的过程中，通过 R1 的电荷量为 C解析：选 AD 根据串联电路分压关系，可求得 R2 两端的电压为 V，故 P W W，A 正确；0.02 s 时线圈的磁通量为零，此时线圈中电动势最大，R 两端电压最大

18、，B 错误；因线圈有内阻 r，故电动势最大值 Em10 V，C 错误；由 R 外10 ，r2 ，U10 9 / 13V 可得 EmNBS12 V，又 qNN，以上各式联立可得：q C，D 正确。14如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器 T 的原、副线圈匝数比为 k1。降压变压器 T的原、副线圈匝数比为 k2。原线圈两端接入一电压 uUmsin t 的交流电源，用户电阻为 R(纯电阻)，若用户消耗功率为 P，输电线的总电阻为 2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率 Pr 和用户获得的电压 U 分别为( )APrP U2r k22P RBPrP U2r k22

19、P RCPrP U2r k1k2P RDPrP U2r k1k2P R解析：选 B 用户流过的电流为 I4 ，故在输电线路上的电流为 I3，故损失的电功率为 PrI322rP；升压变压器两端电压的有效值为 U1，输电线路上损失的电压为 UI32r，升压变压器副线圈两端的电压为 U2，故降压变压器原线圈的电压为U3U2U，用户获得的电压 U，联立解得 U。教师备选题1.(2017黄山月考)如图所示，在 AB 间接入正弦交流电 U1220 V，通过理想变压器和二极管 D1、D2 给阻值 R20 的纯电阻负载供电，已知 D1、D2 为相同的理想二极管，正向电阻为 0，反向电阻无穷大，变压器原线圈 n

20、1110 匝，副线圈10 / 13n220 匝，Q 为副线圈正中央抽头，为保证安全，二极管的反向耐压值至少为 U0，设电阻 R 上消耗的热功率为 P，则有( )AU040 V，P80 WBU040 V，P80 WCU040 V，P20 WDU040 V，P20 W解析：选 C 变压器的次级电压 U2U1220 V40 V，故二极管的反向耐压值至少为 40 V；电阻 R 上电压有效值为 20 V，则 R消耗的热功率为 P W20 W，故 C 正确。2.多选在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R1 是半导体制成的 NTC 热敏电阻，其阻值随着温度的升高而减小，R2、R3 为定值电

21、阻，C 为电容器，L 为小灯泡，电流表内阻可忽略。当电路所处环境温度下降时，则( )A电流表的示数增大BR2 两端的电压减小C小灯泡变暗D电容器 C 所带的电荷量增大解析：选 BD 当温度下降时，热敏电阻 R1 阻值增大，电路总电阻增大，电路中总电流 I 减小，即电流表的示数减小，选项 A 错误；R2 两端的电压 U2IR2，电路中总电流 I 减小，所以电压 U2 减小，选项 B 正确；由于电源内电压 UrIr 减小，R2 两端的电压也减小，则小灯泡 L 两端电压增大，所以小灯泡 L 变亮，选项 C 错误；电源内电压减小，路端电压增大，电容器两端电压增大，电容器所带的电荷量 QUC 增大，选项

22、 D 正确。11 / 133如图甲所示，电阻为 1 的矩形线圈绕垂直匀强磁场的转轴 OO匀速旋转产生交流电，现将此电流给阻值为 R10 的小灯泡 L 供电，通过电流传感器得到灯泡中电流的图像如图乙，不考虑温度对灯泡阻值的影响，下列说法正确的是( )A在 t5103 s 时，线圈处于中性面位置B在 t10103 s 时，穿过线圈的磁通量最大C交变电流的瞬时表达式为 i5cos 50t(A)D线圈产生的交流电的电动势为 55 V解析：选 A 由题图乙可知 t5103 s 时刻感应电流最小为零，此时线圈所在平面处于中性面位置，故 A 正确；t10103 s 时刻感应电流最大，此时线圈所在平面与中性面

23、位置垂直，所以穿过线圈回路的磁通量最小，故 B 错误；周期T0.02 s，角速度 100 rad/s，故电流的瞬时表达式为i5cos 100t(A)，故 C 错误；线圈产生的交流电的电动势最大值为 EmIm(Rr)55 V，D 错误。4多选如图所示为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器 T1 和降压变压器 T2 向用户供电。已知输电线的总电阻 R10 ，降压变压器 T2 的原、副线圈匝数之比为 41，副线圈与纯电阻用电器组成闭合电路，用电器电阻 R011 。若T1、T2 均为理想变压器，T2 的副线圈两端电压表达式为u220sin(100t)V。下列说法正确的是( )A发电机中的

24、电流变化频率为 100 HzB通过用电器的电流有效值为 20 AC升压变压器的输入功率为 4 650 WD当用电器的电阻 R0 减小时，发电机的输出功率减小12 / 13解析：选 BC 根据降压变压器 T2 副线圈两端输出电压的瞬时值表达式可以得知，输出电压的频率为 50 Hz，再根据理想变压器不能改变交流电的频率的特点可知，A 选项错误；降压变压器副线圈两端电压的有效值为 U4220 V，通过用电器的电流的有效值为I320 A，因此 B 选项正确；根据变压器的输入功率由输出功率决定可知，升压变压器的输入功率等于输电线的电阻 R 和用电器消耗的功率之和，PI22RI32R02RI32R0，代入

25、数据，可得P4 650 W，因此 C 选项正确；根据 P可知，当用电器的电阻 R0减小时，用电器消耗的功率变大，输电线上消耗的热功率也变大，因此发电机的输出功率变大，故 D 选项错误。5如图所示为一理想变压器通过二极管给某种型号的电池充电的简单原理图，现在变压器的原线圈接入有效电压为 220 V 的正弦交变电流，变压器原、副线圈的匝数比为 1101，交流电流表的示数为 A，电池的内阻为 2 ，二极管具有单向导电性，下列说法正确的是( )A电池的充电电压为 2 VB理想变压器的输入功率为 WC充电时，电池的热功率为 WD充电时，电能转化为化学能的功率为 W解析：选 D 由得变压器的输出电压 U22 V，经过二极管后，正弦交变电流变成半波交变电流，根据有效值的定义得T，解得电池的充电电压 U V，选项 A 错误；理想变压器的输出功率P2UI2 W，变压器的输入功率等于输出功率，故变压器的输入功率为 W，选项 B 错误；充电时，电池的热功率 PI22r22 W 13 / 13W，选项 C 错误；充电时，电能转化为化学能的功率为 W WW，选项 D 正确。