2025年高考二輪復(fù)習(xí)物理專(zhuān)題分層突破練10　恒定電流和交變電流2

專(zhuān)題分層突破練10恒定電流和交變電流選擇題:1~7題每小題8分,8~11題每小題11分,共100分基礎(chǔ)鞏固1.(多選)(2023全國(guó)乙卷)黑箱外有編號(hào)為1、2、3、4的四個(gè)接線(xiàn)柱,接線(xiàn)柱1和2、2和3、3和4之間各接有一個(gè)電阻,在接線(xiàn)柱間還接有另外一個(gè)電阻R和一個(gè)直流電源。測(cè)得接線(xiàn)柱之間的電壓U12=3.0V,U23=2.5V,U34=1.5V。符合上述測(cè)量結(jié)果的可能接法是()A.電源接在1、4之間,R接在1、3之間B.電源接在1、4之間,R接在2、4之間C.電源接在1、3之間,R接在1、4之間D.電源接在1、3之間,R接在2、4之間答案CD解析由于1、2間的電勢(shì)差為正,所以1要接電源正極。若電源接在1、4之間,如圖甲所示,不管電阻R接在1、3之間還是接在2、4之間,3、4間的電勢(shì)差一定是正的,即U34>0,與題目已知條件不符合,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。因此電源接在1、3之間,若電阻R接在1、4之間,如圖乙所示,則U13=U12+U23=5.5V,同時(shí)U13=U14+U43,因?yàn)閁43=U34=1.5V,所以只要UR=U14=4V就能滿(mǎn)足題目要求,選項(xiàng)C正確。若電阻R接在2、4之間,如圖丙所示,則U23=2.5V,同時(shí)U23=U24+U43,因?yàn)閁43=U34=1.5V,所以只要UR=U24=1V就能滿(mǎn)足題目要求,選項(xiàng)D正確。甲乙丙2.(多選)(2024新課標(biāo)卷)電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)時(shí)可利用車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)將其動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存起來(lái)。車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)磁極繞固定的線(xiàn)圈旋轉(zhuǎn),在線(xiàn)圈中產(chǎn)生電流。磁極勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的某瞬間,磁場(chǎng)方向恰與線(xiàn)圈平面垂直,如圖所示。將兩磁極間的磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng),則磁極再轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí),線(xiàn)圈中()A.電流最小B.電流最大C.電流方向由P指向QD.電流方向由Q指向P答案BD解析本題考查交變電流的產(chǎn)生過(guò)程。開(kāi)始時(shí)線(xiàn)圈處于中性面,這時(shí)電流最小,再轉(zhuǎn)過(guò)90°,電流最大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確。應(yīng)用右手定則可得,磁極再轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí),線(xiàn)圈中的電流方向由Q指向P,選項(xiàng)D正確,C錯(cuò)誤。3.(2024遼寧丹東一模)如圖所示,理想變壓器原線(xiàn)圈接入正弦式交變電流,副線(xiàn)圈接入可變電阻R和小燈泡L(阻值不變)。電路中的電表均為理想電表。若可變電阻R的阻值變小,則下列說(shuō)法正確的是()A.小燈泡會(huì)變暗B.電流表示數(shù)會(huì)變大C.電壓表示數(shù)不變D.理想變壓器的輸入功率變小答案B解析原線(xiàn)圈電壓不變,原、副線(xiàn)圈匝數(shù)不變,根據(jù)U1U2=n1n2可知,副線(xiàn)圈電壓不變,可變電阻R的阻值變小,總電阻變小,電流變大,小燈泡會(huì)變亮,根據(jù)I2I1=n1n2可知,電流表示數(shù)變大,故A錯(cuò)誤,B正確;小燈泡兩端的電壓增大,則可變電阻兩端的電壓減小,4.(2024廣東卷)將阻值為50Ω的電阻接在正弦式交流電源上,電阻兩端電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.該交變電流的頻率為100HzB.通過(guò)電阻電流的峰值為0.2AC.電阻在1s內(nèi)消耗的電能為1JD.電阻兩端電壓表達(dá)式為u=102sin(100πt)V答案D解析本題考查交變電流的表達(dá)式和“四值”問(wèn)題。交變電流的頻率f=1T=50Hz,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;交變電流的峰值為Im=UmR=0.22A,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電阻在1s內(nèi)消耗的電能Q=U2Rt=10250×1J=2J,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)ut圖像得,ω=2πT=100πrad/s,電阻兩端電壓表達(dá)式為u=105.(2022河北卷)張家口市壩上地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)是北京冬奧會(huì)綠色電能的主要供應(yīng)地之一,其發(fā)電、輸電簡(jiǎn)易模型如圖所示,已知風(fēng)輪機(jī)葉片轉(zhuǎn)速為每秒z轉(zhuǎn),通過(guò)轉(zhuǎn)速比為1∶n的升速齒輪箱帶動(dòng)發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈高速轉(zhuǎn)動(dòng),發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈面積為S,匝數(shù)為N,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,t=0時(shí)刻,線(xiàn)圈所在平面與磁場(chǎng)方向垂直,發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流經(jīng)過(guò)理想變壓器升壓后,輸出電壓為U。忽略線(xiàn)圈電阻,下列說(shuō)法正確的是()A.發(fā)電機(jī)輸出的電壓為2πNBSzB.發(fā)電機(jī)輸出交變電流的頻率為2πnzC.變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為2πNBSnz∶UD.發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)e=2πNBSnzsin2πnzt答案C解析發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速為nz,輸出交變電流的頻率為f=ω2π=nz,B錯(cuò)誤;線(xiàn)圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生正弦式交變電流,最大值為Em=NBS·2π·nz,輸出電壓的有效值為E=Em2=2πNBSnz,A錯(cuò)誤;變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為n1n2=EU=2πNBSnzU,C正確;6.(2024北京朝陽(yáng)一模)如圖甲所示,R1是電阻箱,R2是定值電阻。閉合開(kāi)關(guān)S,改變R1的阻值,兩理想電壓表V1、V2的示數(shù)隨R1阻值變化的關(guān)系如圖乙所示,已知圖線(xiàn)①和②為相互平行的直線(xiàn)。下列說(shuō)法正確的是()A.圖線(xiàn)①表示電壓表V1的示數(shù)與R1的對(duì)應(yīng)關(guān)系B.通過(guò)R1的電流隨R1的增大而減小C.R2兩端的電壓隨R1的增大而增大D.供電設(shè)備輸出的總功率隨R1的增大而增大答案D解析在如圖甲所示的電路中,閉合開(kāi)關(guān)S后,電壓表V1測(cè)量R1兩端的電壓,電壓表V2測(cè)量R1與R2串聯(lián)后的電壓,電壓表V2的示數(shù)大于電壓表V1的示數(shù),所以圖線(xiàn)①表示電壓表V2的示數(shù)與R1的對(duì)應(yīng)關(guān)系,故A錯(cuò)誤;電路中的電流I=U1R1,由圖乙中的圖線(xiàn)②可知,R1增大時(shí)I不變,供電設(shè)備是恒流電源,故B錯(cuò)誤;由圖乙可知,電壓表V1、V2的示數(shù)之差為定值,即R2兩端的電壓為定值,故C錯(cuò)誤;因?yàn)镽1增大時(shí),電壓表V2的示數(shù)增大,I不變,根據(jù)P=UI可知,電路的總功率隨R1的增大而增大,7.(2024浙江溫州二模)某款全液冷超級(jí)充電樁如圖所示,其最大輸出電流為600A,充電電壓范圍為200V至1000V,并且該充電樁能根據(jù)不同電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型的充電需求智能分配所需充電功率。某款電動(dòng)汽車(chē)總質(zhì)量為1.6t,所用電池組規(guī)格為“360V150A·h”(內(nèi)阻不能忽略),車(chē)上顯示屏顯示此次充電電量由30%充到80%用時(shí)10min,本次充電共消費(fèi)60元(充電樁計(jì)費(fèi)規(guī)則為每度電2元)。經(jīng)實(shí)測(cè),顯示屏電量由80%下降到50%共行駛了120km,已知該電動(dòng)汽車(chē)行駛時(shí)的阻力為車(chē)重的150,則(A.充電樁上標(biāo)識(shí)的“600kW”表示給各電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)的平均功率B.該電動(dòng)汽車(chē)充電的平均功率約為300kWC.該電動(dòng)汽車(chē)充電的充電效率約為90%D.該電動(dòng)汽車(chē)的電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率約為40%答案C解析根據(jù)最大充電電流與最大充電電壓可知,Pmax=UmaxImax=1000×600W=600kW,即600kW指的是充電樁最大充電功率,因?yàn)槌潆姌赌芨鶕?jù)不同電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型的充電需求智能分配所需充電功率,所以充電樁的平均充電功率必定小于最大功率,故A錯(cuò)誤;該電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)的平均功率約為P=Wt=360×150×3600×(80%-30%)10×60W=162kW,故B錯(cuò)誤;該電動(dòng)汽車(chē)的充電效率約為η1=360×150綜合提升8.電蚊拍利用高壓電擊網(wǎng)擊殺飛近的蚊蟲(chóng)。如圖所示,將3V直流電壓通過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)檎沂浇蛔冸妷簎=3sin10000πtV,再將其加在理想變壓器的原線(xiàn)圈上,副線(xiàn)圈兩端接電擊網(wǎng),電壓峰值達(dá)到2700V時(shí)可擊殺蚊蟲(chóng)。下列說(shuō)法正確的是()A.交流電壓表的示數(shù)為3VB.電蚊拍正常工作時(shí),副線(xiàn)圈與原線(xiàn)圈匝數(shù)比需滿(mǎn)足n2nC.電擊網(wǎng)上的高頻電壓的頻率為10000HzD.將3V直流電壓連接在變壓器原線(xiàn)圈的兩端,電蚊拍也可以正常工作答案B解析正弦式交變電壓的有效值為U1=U1m2=322V,交流電壓表的示數(shù)為322V,故A錯(cuò)誤;根據(jù)變壓器原、副線(xiàn)圈電壓比等于匝數(shù)比,可知副線(xiàn)圈與原線(xiàn)圈匝數(shù)比需滿(mǎn)足n2n1=U2mU1m≥27003=900,故B正確;電擊網(wǎng)上的高頻電壓的頻率為f=ω2π=109.(2024湖南常德一模)如圖甲所示的交變電路中,變壓器可看作理想變壓器,燈泡和電動(dòng)機(jī)的額定電壓相等,當(dāng)原線(xiàn)圈兩端接有如圖乙所示的交流電壓時(shí),燈泡剛好正常發(fā)光,電動(dòng)機(jī)也剛好正常工作。已知電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻r=0.1Ω,電動(dòng)機(jī)的額定功率為2W,效率為80%,燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻為0.5Ω。下列說(shuō)法正確的是()A.燈泡的額定電壓為1VB.原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為11∶1C.原線(xiàn)圈中的電流為5.5AD.燈泡中的電流1s內(nèi)方向改變50次答案A解析由題意可知,電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出=80%P額=1.6W,則電動(dòng)機(jī)的熱功率Pr=P額P出=0.4W,又Pr=Ir2r,解得Ir=2A,電動(dòng)機(jī)額定功率P額=U2Ir,解得U2=1V,所以燈泡正常發(fā)光時(shí)兩端的電壓也為1V,則燈泡的額定電壓為1V,A正確;由以上分析可知副線(xiàn)圈的輸出電壓為1V,由題圖乙可知變壓器原線(xiàn)圈兩端電壓的有效值U=22V,由變壓器的工作原理得U1U2=n1n2,解得n1n2=221,故B錯(cuò)誤;燈泡正常發(fā)光時(shí),流過(guò)燈泡的電流I=U2R=2A,則流過(guò)副線(xiàn)圈的電流I2=I+Ir=4A,由變壓器的工作原理得I1I2=n2n1,解得原線(xiàn)圈中的電流I1=211A,故C錯(cuò)誤;由題圖乙可知該交變電流的周期10.(2024安徽三模)除顫儀是用于突發(fā)心室纖顫等心臟疾病的急救醫(yī)療設(shè)備,某型號(hào)除顫儀電路原理如圖所示,某次調(diào)試時(shí),電容器充電完畢,開(kāi)關(guān)由“1”擲向“2”,放電電流平均值為2.8A,放電時(shí)間約為1×102s,已知電容器電容為2.0×105F,升壓變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比約為1∶70,則降壓變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比約為()A.22∶1 B.112∶1C.7∶1 D.2∶1答案B解析由題意可知,第一個(gè)變壓器為降壓變壓器,第二個(gè)變壓器為升壓變壓器,由于放電電流平均值為2.8A,由電流的定義式有I=Qt,根據(jù)電容器的電容定義有C=QU4,得升壓變壓器副線(xiàn)圈兩端的電壓最大值為U4=1400V,由理想變壓器原、副線(xiàn)圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系有U3U4=n3n4,得升壓變壓器原線(xiàn)圈兩端的電壓最大值為U3=20V,11.(多選)(2023天津卷)“西電東送”是我國(guó)重要的戰(zhàn)略工程,從西部發(fā)電廠(chǎng)到用電量大的東部區(qū)域需要遠(yuǎn)距離輸電。如圖為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖,升壓變壓器T1和降壓變壓器T2均視為理想變壓器,T1的原線(xiàn)圈接有電壓有效值恒定的交變電源,R為輸電導(dǎo)線(xiàn)的電阻,T2的副線(xiàn)圈并聯(lián)多個(gè)用電器,下列說(shuō)法正確的是()A.T1輸出電壓等于T2輸入電壓B.T1輸出功率大于T2輸入功率C.用電器增多后,R消耗的功率減小D.用電器增多后,T2的輸出電壓降低答案BD解析由于遠(yuǎn)距離輸電過(guò)程中,輸電線(xiàn)路中電阻R會(huì)分壓且產(chǎn)生熱量,產(chǎn)生功率損失,故T1輸出功率大于T2輸入功率,T1輸出電壓大于T2輸入電壓,故A錯(cuò)誤,B正確。設(shè)升壓變壓器T1原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為n1∶n2,輸入、輸出電壓分別為U1、U2,根據(jù)理想變壓器電壓與原、副線(xiàn)圈匝數(shù)關(guān)系可得U1U2=n1n2,由于輸入電壓U1不變,原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比n1n2不變