【高考復(fù)習(xí)指導(dǎo)】2022屆高三物理二輪復(fù)習(xí)限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練-專題十一-恒定電流和交變電流

專題十一恒定電流和交變電流限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練[單獨(dú)成冊](時(shí)間：45分鐘)1.(多選)將電阻與一矩形線框相連接，矩形線框放在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，流過電阻的電流隨時(shí)間變化的i－t圖象如圖所示．則下列說法中正確的是()A．線框在t1時(shí)刻與磁場方向垂直B．線框在t2時(shí)刻與磁場方向垂直C．t1～t2時(shí)間內(nèi)穿過線框的磁通量漸漸增大D．0～t4時(shí)間內(nèi)電流方向轉(zhuǎn)變了2次解析：選BCD.由圖象可知，t1、t3時(shí)刻感應(yīng)電流最大，這兩個(gè)時(shí)刻線框與中性面垂直，與磁場方向平行，A錯(cuò)誤；由圖象可知，在t2、t4時(shí)刻，感應(yīng)電流為零，這兩個(gè)時(shí)刻線框平面與中性面重合，即與磁場方向垂直，B正確；由以上分析可知，從t1到t2，線框由與磁場平行的位置轉(zhuǎn)到與磁場垂直的位置，則穿過線框的磁通量漸漸增大，C正確；由圖象可知，0～t4是一個(gè)周期，電流的方向轉(zhuǎn)變了2次，D正確．2．(2021·南京高三質(zhì)檢)圖1中D為抱負(fù)二極管，具有單向?qū)щ娦?，R是阻值均為10Ω的定值電阻．當(dāng)a、b間加有圖2所示按正弦規(guī)律變化的交變電壓時(shí)，溝通電壓表的示數(shù)約為()A．36.7V B．51.9VC．73.3V D．103.7V解析：選B.設(shè)二極管D右端為一個(gè)整體，整體電阻為r，整體兩端電壓為U有效，依據(jù)交變電流有效值的定義知，eq\f(\f(311,\r(2))2,r)·eq\f(T,2)＝eq\f(U\o\al(2,有效),r)·T，解得U有效＝eq\f(220,\r(2))V，由電路分析知，電壓表兩端的電壓占整體兩端電壓的三分之一，因此電壓表的示數(shù)為eq\f(1,3)U有效≈51.9V，B正確．3．(2021·高考天津卷)(多選)如圖所示，抱負(fù)變壓器的原線圈連接一只抱負(fù)溝通電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q來調(diào)整，在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑動觸頭．在原線圈上加一電壓為U的正弦溝通電，則()A．保持Q的位置不動，將P向上滑動時(shí)，電流表讀數(shù)變大B．保持Q的位置不動，將P向上滑動時(shí)，電流表讀數(shù)變小C．保持P的位置不動，將Q向上滑動時(shí)，電流表讀數(shù)變大D．保持P的位置不動，將Q向上滑動時(shí)，電流表讀數(shù)變小解析：選BC.保持Q的位置不動，則U2不變，將P向上滑動時(shí)，R接入電路的電阻變大，依據(jù)I2＝eq\f(U2,R0＋R)知，I2變小，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)得I1也變小，即電流表讀數(shù)變小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤、選項(xiàng)B正確；保持P的位置不動，將Q向上滑動時(shí)，U2變大，則依據(jù)P2＝eq\f(U\o\al(2,2),R0＋R)知副線圈輸出功率變大，由P1＝P2知，變壓器原線圈輸入功率P1變大，而P1＝I1U，輸入電壓U肯定，I1變大，即電流表讀數(shù)變大，選項(xiàng)C正確、選項(xiàng)D錯(cuò)誤．4．(2021·高考福建卷)圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為抱負(fù)變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，在T的原線圈兩端接入一電壓u＝Umsinωt的溝通電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為()A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))eq\f(U\o\al(2,m),4r) B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n2,n1)))eq\f(U\o\al(2,m),4r)C．4eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,Um)))2r D．4eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n2,n1)))2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,Um)))2r解析：選C.升壓變壓器T的原線圈兩端電壓的有效值為U1＝eq\f(Um,\r(2))；由變壓關(guān)系可得eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，則U2＝eq\f(n2Um,\r(2)n1)；由于輸送電功率為P，輸電線中的電流為I2＝eq\f(P,U2)＝eq\f(\r(2)n1P,n2Um)，則輸電線上損失的電功率為ΔP＝Ieq\o\al(2,2)(2r)＝eq\f(4n\o\al(2,1)P2r,n\o\al(2,2)U\o\al(2,m))，故選項(xiàng)C正確．5.在如圖所示的電路中，電源的負(fù)極接地，其電動勢為E、內(nèi)電阻為r，R1、R2為定值電阻，R3為滑動變阻器，C為電容器，○A、○V為抱負(fù)電流表和電壓表．在滑動變阻器滑動頭P自a端向b端滑動的過程中，下列說法中正確的是()A．電壓表示數(shù)減小 B．電流表示數(shù)減小C．電容器C所帶電荷量增多 D．a(chǎn)點(diǎn)的電勢降低解析：選D.滑動頭P自a端向b端滑動的過程中，滑動變阻器的電阻減小，電路總電阻減小，由閉合電路的歐姆定律可得，干路電流增大，由UR1＝IR1可知R1兩端電壓即電壓表的示數(shù)變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由U＝E－Ir可知路端電壓U減小；由UR2＝U－UR1可得R2兩端的電壓減小，又由I2＝eq\f(UR2,R2)可得流過R2的電流變小，在干路電流增大的狀況下，電流表的示數(shù)將變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電容器兩端的電壓變小，依據(jù)C＝eq\f(Q,U)，電容器所帶電荷量將變少，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于R2兩端的電壓變小，所以a點(diǎn)的電勢變低，選項(xiàng)D正確．6.如圖是氣敏傳感器的工作原理圖，RCO是對一氧化碳(CO)敏感的二氧化錫半導(dǎo)體元件，其電阻隨一氧化碳濃度的增加而減小，R是一可變電阻，在ac間接12V的恒定電壓，bc間接報(bào)警器．當(dāng)環(huán)境中一氧化碳濃度增加到肯定值時(shí)報(bào)警器發(fā)出警告．則()A．當(dāng)一氧化碳的濃度上升時(shí)，b點(diǎn)的電勢降低B．減小R的阻值，可以提高氣敏傳感器的靈敏度C．適當(dāng)增大ac間的電壓，可以提高氣敏傳感器的靈敏度D．若ac間的電壓減小可減小R的阻值使氣敏傳感器正常工作解析：選C.當(dāng)環(huán)境中一氧化碳濃度增大時(shí)，電阻RCO減小，電壓減小，bc間電壓增大，b點(diǎn)電勢上升，報(bào)警器發(fā)出警告，電阻R值越大，在一氧化碳濃度增加時(shí)，bc間電壓越簡潔達(dá)到報(bào)警電壓，同樣增大ac間電壓，也可使bc間簡潔達(dá)到報(bào)警電壓，故A、B錯(cuò)誤，C正確，當(dāng)ac間電壓減小時(shí)，應(yīng)增大R的阻值，才可使報(bào)警器正常工作，D錯(cuò)誤．7.(2022·濟(jì)南模擬)(多選)某溝通發(fā)電機(jī)的輸出電壓隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，輸出功率是20kW，現(xiàn)用5000V高壓輸電，輸電線上的總電阻是40Ω，再利用n1∶n2＝22∶1的降壓變壓器降壓后供應(yīng)用戶，則下列說法正確的是()A．交變電流的頻率為100HzB．發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值為220VC．流過高壓輸電線的電流為125AD．降壓變壓器輸出電壓的有效值為220V解析：選BD.由圖象可知周期T＝0.02s，所以頻率f＝50Hz，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；溝通發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U0＝220V，故選項(xiàng)B正確；由P＝UI可知高壓輸電電流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(20000,5000)A＝4A，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；降壓變壓器的輸入電壓U1＝U－IR＝5000V－4×40V＝4840V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知降壓變壓器的輸出電壓為U2＝eq\f(n2,n1)U1＝eq\f(4840,22)V＝220V，故選項(xiàng)D正確．8．(2022·山西名校一模)某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機(jī)通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向R0＝11Ω的純電阻用電器供電．已知輸電線的總電阻R＝10Ω，T2的原、副線圈匝數(shù)比為4∶1，用電器兩端的電壓為u＝220eq\r(2)sin100πt(V)，將T1、T2均視為抱負(fù)變壓器．下列說法正確的是()A．降壓變壓器的輸入功率為4400WB．升壓變壓器中電流的頻率為100HzC．輸電線R消耗的功率為500WD．當(dāng)用電器的電阻減小時(shí)，輸電線R消耗的功率減小解析：選A.由題意，用電器兩端的電壓有效值為U＝220V，則降壓變壓器的輸出功率P＝eq\f(U2,R0)＝4400W，依據(jù)抱負(fù)變壓器的輸入功率等于輸出功率知，降壓變壓器的輸入功率為4400W，A正確；升壓變壓器中電流的頻率f＝eq\f(ω,2π)＝50Hz，B錯(cuò)誤；由于通過R0的電流為I＝eq\f(U,R0)＝20A，由變流比知，輸電線上的電流為5A，則輸電線R消耗的功率為P′＝Ieq\o\al(2,線)R＝250W，C錯(cuò)誤；當(dāng)用電器的電阻減小時(shí)，而T2中輸出電壓不變，則通過用電器中的電流增大，由變流比知，輸電線R上的電流也增大，其消耗的功率也增大，D錯(cuò)誤．9．如圖所示，抱負(fù)變壓器與電阻R，溝通電壓表V、溝通電流表A按圖1所示方式連接，已知變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2＝10∶1，電阻R＝5Ω.圖2是R兩端電壓U隨時(shí)間t變化的圖象，Um＝10eq\r(2)V．則下列說法中正確的是()A．交變電流的頻率為50eq\r(2)HzB．電壓表V的讀數(shù)為10VC．電流表A的讀數(shù)為20AD．變壓器的輸入功率為40W解析：選B.由題圖2知，交變電流的周期為0.02s，故頻率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，A錯(cuò)誤；由于變壓器輸出端電壓的最大值為10eq\r(2)V，則其有效值即電壓表的示數(shù)為10V，B正確；由歐姆定律知，流過R的電流為2A，由變流比知，原線圈電路中的電流為0.2A，C錯(cuò)誤；由變壓比知，原線圈兩端的電壓為100V，則變壓器的輸入功率P＝UI＝100×0.2W＝20W，故D錯(cuò)誤．10．某發(fā)電站為一城市供電的示意圖如圖所示，其中M為升壓變壓器，N為降壓變壓器，假設(shè)兩變壓器均可視為抱負(fù)變壓器．已知變壓器M的輸入電壓U1保持不變，輸入電流、輸入功率分別用I1、P1表示，輸出電壓、輸出電流、輸出功率分別用U2、I2、P2表示；變壓器N的輸入電壓、輸入電流、輸入功率分別用U3、I3、P3表示，輸出電壓、輸出電流、輸出功率分別用U4、I4、P4表示；輸電線的阻值為R，輸電線損失的功率為ΔP.下列關(guān)系式正確的是()A．I2＝eq\f(U2,R)B．ΔP＝(U2－U3)I3C．I2＞I3D．當(dāng)用戶的數(shù)量增加時(shí)，變壓器N的輸入電壓U3增加解析：選B.M、N均為抱負(fù)變壓器，則P1＝P2，依據(jù)I＝eq\f(P,U)可知，輸電線中的電流I2＝eq\f(P2,U2)，A錯(cuò)誤；由電路圖可知輸電電流I2＝I3，則輸電線上損失的功率為ΔP＝(U2－U3)I3，B正確、C錯(cuò)誤；當(dāng)用戶的數(shù)量增加時(shí)，輸出功率增大，輸電線中的電流增大，輸電線上損失的電壓增大，所以變壓器N的輸入電壓U3減小，D錯(cuò)誤．11.(2021·高考廣東卷)如圖為氣流加熱裝置的示意圖，使用電阻絲加熱導(dǎo)氣管，視變壓器為抱負(fù)變壓器．原線圈接入電壓有效值恒定的溝通電并保持匝數(shù)不變，調(diào)整觸頭P，使輸出電壓有效值由220V降至110V，調(diào)整前后()A．副線圈中的電流比為1∶2B．副線圈輸出功率比為2∶1C．副線圈的接入匝數(shù)比為2∶1D．原線圈輸入功率比為1∶2解析：選C.依據(jù)歐姆定律I＝eq\f(U,R)，U2由220V降至110V，副線圈上的電流變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，即調(diào)整前后，副線圈上電流之比為2∶1，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；依據(jù)P＝UI知，U、I均變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)時(shí)，副線圈上輸出的功率變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4)，即調(diào)整前后副線圈的輸出功率之比為4∶1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；依據(jù)抱負(fù)變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，當(dāng)U2由220V降至110V時(shí)，n2變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，即調(diào)整前后副線圈接入的匝數(shù)比為2∶1，選項(xiàng)C正確；依據(jù)抱負(fù)變壓器P入＝P出，所以原線圈輸入功率等于副線圈的輸出功率，即調(diào)整前后原線圈輸入功率之比為4∶1，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．12.(多選)一臺抱負(fù)變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是5∶1，原線圈接入電壓為220V的正弦溝通電，各元件正常工作，一只抱負(fù)二極管和一個(gè)滑動變阻器R串聯(lián)接在副線圈上，如圖所示．電壓表和電流表均為抱負(fù)溝通電表，則下列說法正確的是()A．原、副線圈中的電流之比為5∶1B．電壓表的讀數(shù)約為31.11VC．若滑動變阻器接入電路的阻值為20Ω，則1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為2904JD．若將滑動變阻器的滑片向上滑動，則兩電表讀數(shù)均減小解析：選BC.由n1I1＝n2I2可得，I1∶I2＝n2∶n1＝1∶5，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；U1＝220V，U2＝44V，電壓表測量的是電阻R兩端的電壓，其示數(shù)表示有效值，需要依據(jù)電流的熱效應(yīng)計(jì)算電壓的有效值，取溝通電的一個(gè)周期T，考慮到二極管具有單向?qū)щ娦?，則eq\f(U\o\al(2,2),R)·eq\f(T,2)＝eq\f(U\o\al(2,有效),R)T，代入數(shù)據(jù)可得U有效＝22eq\r(2)V＝31.11V，選項(xiàng)B正確；1分鐘內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q＝eq\f(U\o\al(2,有效),R)t＝2904J，選項(xiàng)C正確；若將滑動變阻器的滑片向上滑動，滑動變阻器接入電路的阻值變小，但滑動變阻器兩端電壓的有效值不變，即電壓表示數(shù)不變，滑動變阻器消耗的功率變大，輸出功率變大，輸入功率和輸入電流均變大，所以電流表示數(shù)變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．13．(2021·百校聯(lián)盟名師押題卷)(多選)如圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式溝通發(fā)電機(jī)，電阻為r＝2Ω矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與右側(cè)