2023年高考物理二輪復習第一部分 四電路與電磁感應第1講直流電路與交流電路_第1頁
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文檔簡介

第一部分專題四第1講

__________________________/課時作業(yè)?分層練

KESHIZUOYEFENCENGLIAN

基礎(chǔ)題——知識基礎(chǔ)打牢

1.(2022.四川自貢三診)如圖甲所示為一種自耦變壓器(可視為理想變壓器)的

結(jié)構(gòu)示意圖.線圈均勻繞在圓環(huán)型鐵芯上,滑動觸頭P在某一位置,在BC間接

一個交流電壓表和一個電阻火.若AB間輸入圖乙所示的交變電壓,則(C)

A.f=2Xl()-2s時,電壓表的示數(shù)為零

B.電阻R中電流方向每秒鐘改變50次

C.滑動觸頭P逆時針轉(zhuǎn)動時,R兩端的電壓增大

D.滑動觸頭P順時針轉(zhuǎn)動時,AB間輸入功率增大

【解析】電壓表的示數(shù)是交流電的有效值,則f=2Xl(Γ2$時,電壓表的

示數(shù)不為零,選項A錯誤;交流電的周期為0.02s,一個周期內(nèi)電流方向改變2

次,則電阻R中電流方向每秒鐘改變100次,選項B錯誤:滑動觸頭P逆時針轉(zhuǎn)

動時,次級匝數(shù)變大,則次級電壓變大,即火兩端的電壓增大,選項C正確;滑

動觸頭P順時針轉(zhuǎn)動時,次級匝數(shù)減小,次級電壓減小,次級消耗的功率減小,

則AB間輸入功率減小,選項D錯誤.

2.(2022.四川成都三診)發(fā)電站通過升壓變壓器和降壓變壓器給某用戶端供

電,發(fā)電機組輸出交變電壓的有效值恒定,輸電線總電阻「保持不變.當用戶端

用電器增加后(A)

升壓變壓器降壓變壓器

A.若滑片P位置不變,則輸電線上損失的功率變大

B.若滑片P位置不變,則用戶端電壓升高

C.若將滑片P上移,則用戶端電壓可能不變

D.若將滑片P上移,則輸電線上損失的功率可能減小

【解析】若滑片P位置不變,當用戶端用電器增加后,用戶端總功率變大,

發(fā)電機的輸出功率增大,輸電線的電流變大,△"=〃,輸電線兩端承擔的電壓變

大,損耗的功率增大;發(fā)電機的輸入電壓不變,升壓變壓器、降壓變壓器的匝數(shù)

不變,故用戶端電壓降低,A正確,B錯誤;若將滑片P上移,升壓變壓器的副

線圈與原線圈的匝數(shù)比變小,發(fā)電機組輸出交變電壓的有效值恒定,則副線圈兩

端電壓變小.用戶端用電器使用相同功率,則輸電線上的電流會更大,輸電線兩

端承擔的電壓更大,損耗的功率更大,則用戶端的電壓更小,故C、D錯誤.

3.(多選)(2022?河南押題卷)圖甲是一種振動式發(fā)電機的截面圖,半徑r=O.l

m、匝數(shù)〃=30的線圈位于輻射狀分布的磁場中,磁場的磁感線沿半徑方向均勻

分布,線圈所在位置的磁感應強度大小均為B=Jr如圖乙,施加外力使線圈沿

軸線做往復運動,線圈運動的速度隨時間變化的規(guī)律如圖丙中正弦曲線所示.發(fā)

電機通過燈泡L后接入理想變壓器,對圖乙中電路供電,三個完全相同的小燈泡

均正常發(fā)光,燈泡的阻值RL=IΩ,電壓表為理想電壓表,線圈及導線電阻均不

計.下列說法正確的是(AC)

線圈

A.發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的瞬時值為e=6sin5m(V)

B.變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1:3

C.每個小燈泡正常發(fā)光時的功率為2W

口.l=0."時電壓表的示數(shù)為6丫

【解析】由圖丙可知,線圈運動的速度最大值。m=2m∕s,速度變化周期為

T=O.4s,則線圈運動的速度瞬時值O=OmSin爺f=2sin5m(m∕s),發(fā)電機產(chǎn)生電動

勢的瞬時值為e="B2mo=6sin5π∕(V),A正確;設(shè)燈泡正常發(fā)光時通過燈泡的

電流為1,則通過原線圈的電流/ι=/,通過副線圈的電流/2=2/,變壓器原、副

線圈的匝數(shù)之比為:音=;,B錯誤;根據(jù)能量關(guān)系可知,U∕I=3∕2RL,其中U

由=器V=3√2V,l?=I,解得I=巾A,每個小燈泡正常發(fā)光時的功率為

PL=∕2RL=2W,C正確;電壓表示數(shù)為發(fā)電機兩端電壓的有效值,即電壓表示數(shù)

為U=S=/V=3√2V,D錯誤.故選AC.

4.(多選)(2022.四川巴中一診)在如圖所示的電路中,定值電阻RI=H4=3kC,

R2=2kQ,A3=R=12kQ,電容器的電容C=6μF,電源的電動勢E=IoV,內(nèi)

阻不計,當開關(guān)Sl閉合電流達到穩(wěn)定時,處在電容器中間帶電量q=2XIO、C

的油滴恰好保持靜止,當開關(guān)S2閉合后,則以下判斷正確的是(BD)

A.電容器上極板是高電勢點

B.帶電油滴加速向下運動

C.a、。兩點的電勢差”?=8V

D.通過R3的電量Q=4.8X105c

【解析】當開關(guān)S2閉合后,由電路圖可知,電容器上極板是低電勢點,A

錯誤;當開關(guān)SI閉合電流達到穩(wěn)定時,處在電容器中油滴保持靜止,而開關(guān)S2

閉合后,電容器上極板是低電勢點,油滴受到的電場力方向發(fā)生變化,故可得帶

電油滴加速向下運動,B正確;由電路圖可知,a、b兩點的電勢差為UR5-UR2

=8V-4V=4V,C錯誤;由開關(guān)Sl閉合電流達到穩(wěn)定時,再到當開關(guān)S2閉合

后的過程中,通過心的電量為Q=Q+Q2=4X6X10-6C+(8-4)X6X1(Γ6C=

4.8×10^5C,D正確.

5.(多選)(2022.天津南開二模)如圖甲所示電路中,Li為標有“4V,2W”字樣的

小燈泡,L2、L3為兩只標有“8V,6W”字樣的相同燈泡,變壓器為理想變壓器,

各電表為理想電表,當帥端接如圖乙所示的交變電壓時,三只燈泡均正常發(fā)光.下

列說法正確的是(ACD)

I;

A.電流表的示數(shù)為1.5A

B.交變電壓的最大值Um=28V

C.變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為3:1

D.電壓表的示數(shù)為24V

Pza3

【解析】L2、L3的額定電流為/23=77J=彳A,所以電流表的示數(shù)為/2=2/23

C/234

P1

=1.5A,故A正確;通過原線圈的電流等于LI的額定電流,為力=〃,=0.5A,

Ui

γι?/73

所以變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為0=寧=5,故C正確;副線圈兩端電壓等于

〃2/11

L2和L3的額定電壓,為02=8V,所以電壓表的示數(shù),即原線圈兩端電壓為Ul

=—1∕2=24V,故D正確;根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得??-Uι'=Ui,解得

〃2y∣2

Um=28&V,故B錯誤.故選ACD.

6.(多選)(2022.廣西桂林模擬)在一小型交流發(fā)電機中,矩形金屬線圈abed的

面積為S,匝數(shù)為〃,線圈總電阻為r,在磁感應強度為8的勻強磁場中,繞軸

Oo(從上往下看逆時針轉(zhuǎn)動)以角速度。勻速轉(zhuǎn)動,從如圖甲所示的位置作為計

時的起點,產(chǎn)生的感應電動勢隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示,矩形線圈與阻值為

R的電阻構(gòu)成閉合電路,下列說法中正確的是(AD)

A.在力?/3時間內(nèi),穿過線圈的磁通量的變化量大小為28S

B.在/1?£3時間內(nèi),通過電阻R電流方向先向上然后向下

C.74時刻穿過線圈的磁通量的變化率大小為瓦

D.在力?△時間內(nèi),通過電阻R的電荷量為看2空EcI

(R+r)ω

【解析】由圖乙可知力和△時刻,線圈的感應電動勢都為0,可知這兩個

時刻穿過線圈的磁通量一正一負,大小均為BS,故此過程穿過線圈的磁通量的變

化量大小為AO=8S-(-B5)=2BS,A正確:由圖乙可知,在白?白時間內(nèi),線

圈中的電流方向不變,根據(jù)右手定則可知通過電阻H電流方向始終向上,B錯誤;

由圖乙可知,■時刻的感應電動勢為瓦,根據(jù)法拉第電磁感應定律可得EO=〃等

可得穿過線圈的磁通量的變化率大小為巖=詈,C錯誤;在小?/3時間內(nèi),通過

電阻R的電荷量為4="獸=警,叉Eo=nBSω,聯(lián)立可得q=,D正

>R+rR+r^2(,。R+吃r)°、oj

確.故選AD.

7.(多選)(2022.河北秦皇島三模)如圖所示,變壓器為理想變壓器,原、副線

圈的匝數(shù)比為2:1,原線圈的輸入端接有正弦交變電流,開關(guān)S閉合.已知Li、

L2、L3是相同的電燈且燈絲的電阻不隨溫度變化,燈絲不會被燒斷.下列說法正

確的是(BD)

A.LHL2中的電流之比為1:2

B.Ll兩端的電壓與原線圈兩端的電壓之比為1:2

C.開關(guān)S斷開后,Li、L2中的電流之比為1:1

D.開關(guān)S斷開后,Ll兩端的電壓與原線圈兩端的電壓之比為1:4

【解析】原、副線圈中的電流之比為1:2,由于開關(guān)S閉合時L2與L3并

聯(lián),因此Li、L2中的電流之比/1:/2=1:1,A錯誤;設(shè)電燈的電阻為R,由于

原、副線圈兩端的電壓之比為2:1,因此原線圈兩端的電壓U=2∕2R,Ll兩端的

電壓U?=I?R,結(jié)合∕ι:∕2=1:1,解得號=3,B正確;開關(guān)S斷開后,Li、L2

中的電流與線圈匝數(shù)成反比/1':h'=1:2,C錯誤;開關(guān)S斷開后,原線圈

兩端的電壓U'=2/2'R,Li兩端的電壓Uι'=I?'R,結(jié)合∕ι':h'=1:2解

U,?

得才一=不D正確.故選BD.

8.(多選)(2022.遼寧鞍山預測)如圖甲所示,理想變壓器的原副線圈匝數(shù)之比

m:〃2=2:1,定值電阻RI和R2的阻值分別為5C和3Q,電表均為理想交流電

表,電源輸出的電流如圖乙所示,圖中的前半周期是正弦交流的一部分,后半周

C.Rl的功率為IoWD./?2的功率為12W

【解析】設(shè)電源輸出電流的有效值即電流表示數(shù)為小根據(jù)等效熱值法可

得/PRT=⑶呼+襦.",解得Il=小A,故A錯誤;由于變壓器不能對穩(wěn)恒

直流電進行變壓,所以每個周期內(nèi)有半個周期副線圈無電流,設(shè)副線圈中電流的

有效值為/2,根據(jù)等效熱值法有伊?匍呼=∕22RT,解得/2=2A,電壓表示數(shù)為

U2=I2R2=6V,故B正確;吊的功率為P1=∕FR1=15W,故C錯誤;火2的功率

為P2=∕22R2=12W,故D正確.故選BD.

9.(多選)(2022?湖南押題卷)如圖所示在豎直平面的電路,閉合開關(guān)SI和S2后,

帶電油滴在電容器內(nèi)部處于靜止狀態(tài),尺為滑動變阻器,及為定值電阻,二極管

為理想二極管,電容器的下極板接地,則下列說法正確的是(AC)

A.滑動變阻器的滑動頭P向右滑動,油滴向上運動

B.滑動變阻器的滑動頭P向左滑動,油滴向下運動

C.極板M向上運動,M板的電勢升高

D.斷開S2,油滴不動

【解析】滑動變阻器的滑動頭P向右滑動,則Rl阻值減小,回路電流變大,

則&兩端電壓變大,則電容器要充電,此時電容器兩極電壓變大,場強變大,則

油滴向上運動,選項A正確:滑動變阻器的滑動頭P向左滑動,則Rl阻值變大,

回路電流變小,則及兩端電壓變小,則電容器要放電,但是由于二極管的單向?qū)?/p>

電性使得電容器不能放電,則使得電容器兩板電壓不變,則油滴仍靜止,選項B

錯誤;極板M向上運動,根據(jù)C=墨可知電容器電容減小,則帶電量應該減小,

但是由于二極管的單向?qū)щ娦允沟秒娙萜鞑荒芊烹?,則兩板間電量不變,結(jié)合E

=7=為=—?一=一表可知兩板間場強不變,則根據(jù)U=Ed可知,兩板電勢差

ClLa?r??r?

4πka

變大,則M板的電勢升高,選項C正確;斷開S2,則電容器兩板間的電壓等于

電源的電動勢,即電壓變大,電容器充電,兩板間場強變大,則油滴向上運動,

選項D錯誤.故選AC.

10.(多選)(2022.山東威海二模)如圖所示為遠距離輸電的原理圖,升壓變壓器

Tl、降壓變壓器乃均為理想變壓器,Tl、T2的原、副線圈匝數(shù)比分別為kl、k2.

輸電線間的總電阻為Ro,可變電阻R為用戶端負載.5、/1分別表示電壓表VI、

電流表Al的示數(shù),輸入電壓U保持不變,當負載電阻R減小時,理想電壓表V2

的示數(shù)變化的絕對值為理想電流表A2的示數(shù)變化的絕對值為△/,下列說法

正確的是(BD)

A.Ro=7

Ji

B.RO=果M

C.電壓表Vl示數(shù)增大

D.電流表AI的示數(shù)增加了供

K2

【解析】設(shè)降壓變壓器乃原線圈電壓為。3,副線圈電壓為S,根據(jù)題意

U↑—UA

可知,電阻R)兩端的電壓等于URO=Ul-U3,則R)=——,故A錯誤;設(shè)降

壓變壓器T2原線圈電壓變化為AS,則洋=依,設(shè)降壓變壓器乃原線圈電流變

化為A/3,則笑=:,可得A∕3=%根據(jù)歐姆定律得AS=AARo,即k2kU=^Ro,

LXLK2K.IΛC2

解得Ro=%H,故B、D正確;輸入電壓不變,升壓變壓器Tl原副線圈匝數(shù)比

不變,則升壓變壓器Tl副線圈的電壓不變,電壓表Vl示數(shù)不變,故C錯誤.故

選BD.

應用題——強化學以致用

11.(多選)(2022.安徽合肥預測)如圖所示,理想變壓器的原、副線圈分別接有

Ri=250C與&=10。的電阻.當原線圈一側(cè)接入"=31ISinIoOMV)的交流電時,

兩電阻消耗的功率相等,則有(AC)

A.原、副線圈的匝數(shù)比為5:1

B.電阻Rl兩端電壓有效值是電阻R2兩端電壓有效值的2倍

C.電阻R2消耗的功率為48.4W

D.Is內(nèi)流過電阻&的電流方向改變200次

【解析】設(shè)原線圈電流為∕∣,副線圈電流為/2,由題意可知/次l=0R2,故

~=y=Λ∕??=5,A正確;電阻RI兩端電壓有效值和電阻及兩端電壓有效值之

∏2/1?∣A2

比為祟=*=5,B錯誤;設(shè)原線圈輸入電壓為Ui,副線圈輸出電壓為S,故

UR2√2?iv2

^=~=5,解得Uι=5S,又URI=hRι,Uι=hRι,又因為U=URl+U∣,外接

交流電壓有效值為220V,聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得sJu=22V,電阻&消耗的功

Tr'2

率為P=胃=48.4W,C正確;由題意可知,交流電的頻率為/=為=50Hz,變

壓器不改變交流電的頻率,一個周期內(nèi)電流方向改變2次,故IS內(nèi)流過電阻也

的電流方向改變100次,D錯誤.故選AC.

12.(多選)(2022.湖北恩施預測)為了適應特高壓輸電以實現(xiàn)地區(qū)間電力資源

的有效配置,需要對原來線路中的變壓器進行調(diào)換.某輸電線路可簡化為如圖所

示,變壓器均為理想變壓器,調(diào)換前后發(fā)電機輸出電壓、輸電線電阻、用戶得到

的電壓均不變,改造后輸送電壓提升為原來的5倍,假設(shè)特高壓輸電前后輸送的

功率不變,下列說法正確的是(AB)

A.線路改造后升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比改變

B.線路上電阻的功率變?yōu)樵瓉淼谋?/p>

C.特高壓輸電后,電壓損失變?yōu)樵瓉淼谋?/p>

D.線路改造后用戶端降壓變壓器匝數(shù)比不變

【解析】發(fā)電機輸出電壓不變,應改變升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比,

2

故A項正確;根據(jù)線路上功率的損失AP=∕2r,輸送功率不變,電壓提升為原來

的5倍,輸送的電流變?yōu)樵瓉淼木€路電阻不變,損失的功率變?yōu)樵瓉淼谋?故

B項正確:輸電線上的電壓損失為kU=hr,輸送功率為P2=U2∕2則輸送功率不

變,電壓增為原來的5倍,電流變?yōu)樵瓉淼亩?,損失的電壓變?yōu)樵瓉淼墓蔆項

錯誤;用戶端的降壓變壓器改造前后輸出端電壓U4不變,輸入端電壓。3變大,

根據(jù)華=些,可得原、副線圈的匝數(shù)比一定變化,故D

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