2025屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題強(qiáng)化練十一直流電路與交流電路含解析

PAGE8-專題強(qiáng)化練(十一)考點(diǎn)1直流電路的動(dòng)態(tài)分析1．(多選)(2024·濰坊聯(lián)考)如圖所示的U-I圖象中，圖線I為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，圖線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的U-I圖線．用該電源干脆與電阻R連接成閉合電路，由圖象可知()A．R的阻值為1.5ΩB．電源電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為0.5ΩC．電源的輸出功率為3.0WD．電源內(nèi)部消耗功率為1.5W解析：由于電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線Ⅰ和電阻R的U-I圖線Ⅱ都為直線，所以電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線Ⅰ的斜率的肯定值等于電源內(nèi)阻，r＝1.5Ω；電阻R的U-I圖線Ⅱ的斜率等于電阻R的阻值，R＝1.5Ω，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線和電阻R的U-I圖線交點(diǎn)縱、橫坐標(biāo)的乘積表示電源的輸出功率，電源的輸出功率為P＝UI＝1.5×1.0W＝1.5W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由EI＝P＋Pr解得電源內(nèi)部消耗的功率為Pr＝EI－P＝3.0×1.0W－1.5W＝1.5W，選項(xiàng)D正確．答案：AD2．(2024·廣州四校聯(lián)考)圖為測(cè)量某電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)得到的U-I圖線．用此電源與三個(gè)阻值均為3Ω的電阻連接成電路，測(cè)得路端電壓為4.8V．則該電路可能為()解析：由上圖可知電源電動(dòng)勢(shì)為E＝6V，電源內(nèi)阻為r＝eq\f(6－4,4)Ω＝0.5Ω，由電壓的安排原理得eq\f(E－U端,r)＝eq\f(U端,R外)，解得R外＝2Ω.選項(xiàng)A三個(gè)電阻并聯(lián)R外＝1Ω，選項(xiàng)B兩個(gè)電阻串聯(lián)完再與第三個(gè)電阻并聯(lián)R外＝2Ω，選項(xiàng)C三個(gè)電阻串聯(lián)R外＝9Ω，選項(xiàng)D兩個(gè)電阻并聯(lián)完再與第三個(gè)電阻串聯(lián)R外＝4.5Ω，故B正確．答案：B3．(2024·信陽(yáng)模擬)如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為4V，內(nèi)阻1Ω，電阻R1＝3Ω，R2＝R3＝4Ω，R4＝8Ω，電容器C＝6.0μF，閉合S電路達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)后，電容器極板所帶電量為()A．1.5×10－5C B．3.0×10－5CC．2.0×10－5C D．2.1×10－5C解析：由電路結(jié)構(gòu)可知，電路中的總電阻為R總＝R1＋r＋eq\f(R4（R2＋R3）,R2＋R3＋R4)＝8Ω，電路中的電流為I＝eq\f(E,R總)＝0.5A，電容器兩極板間的電勢(shì)差為UC＝UR1＋UR2＝IR1＋eq\f(I,2)R2＝2.5V，電容器極板所帶電量為Q＝CUC＝1.5×10－5C，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．答案：A考點(diǎn)2交變電流的產(chǎn)生4．(2024·鄭州模擬)如圖，試驗(yàn)室一臺(tái)手搖溝通發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻r＝1.0Ω，外接R＝9.0Ω的電阻．閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e＝10eq\r(2)sin10πt(V)，則()A．該交變電流的頻率為10HzB．該電動(dòng)勢(shì)的有效值為10eq\r(2)VC．外接電阻R所消耗的電功率為10WD．電路中志向溝通電流表A的示數(shù)為1.0A解析：正弦式溝通電電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表達(dá)式為e＝Emsinωt，由此可知Em＝10eq\r(2)V，ω＝10πrad/s，則該交變電流的頻率f＝eq\f(ω,2π)＝5Hz；該電動(dòng)勢(shì)的有效值為E＝eq\f(10\r(2),\r(2))V＝10V，則A、B錯(cuò)誤；電路中志向溝通電流表A的示數(shù)I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(10,9＋1)A＝1A；外接電阻R所消耗的電功率P＝I2R＝12×9W＝9W，故C錯(cuò)誤，D正確．答案：D5．(2024·成都模擬)如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一單匝矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值隨時(shí)間變更的規(guī)律為e＝20eq\r(2)sin100πtV．下列說(shuō)法正確的是()A．該線框轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率是100HzB．該線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)最大值是20VC．t＝0.005s時(shí)刻，線框平面與中性面重合D．t＝0.05s時(shí)刻，穿過(guò)線圈的磁通量變更率為0解析：該線框轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率是f＝eq\f(ω,2π)＝eq\f(100π,2π)Hz＝50Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；該線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)最大值是20eq\r(2)V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t＝0.005s時(shí)刻，線框轉(zhuǎn)過(guò)的角度為100π×0.005＝eq\f(π,2)，此時(shí)平面與中性面垂直，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；t＝0.05s時(shí)刻，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為0，此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量變更率為0，選項(xiàng)D正確．答案：D6．(多選)(2024·太原一模)圖1中，單匝矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)．變更線圈的轉(zhuǎn)速，穿過(guò)該線圈的磁通量隨時(shí)間分別按圖2中圖線甲、乙的規(guī)律變更．設(shè)線圈的電阻為1.0Ω，則()A．圖線甲對(duì)應(yīng)線圈在t＝0時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B．圖線甲、乙對(duì)應(yīng)的線圈在t＝2.0s時(shí)，線圈平面均平行于磁感線C．圖線甲、乙對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為5∶4D．圖線甲對(duì)應(yīng)的線圈中交變電流的峰值為2.5πA解析：在t＝0時(shí)，Φ甲最大，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，故A錯(cuò)誤；因?yàn)樵趖＝0.2s×10＝2.0s時(shí)，Φ甲＝Φ乙＝0，所以線圈平面均平行于磁感線，故B正確；由圖(b)可知甲、乙圖線對(duì)應(yīng)的周期之比為4∶5，而線圈的轉(zhuǎn)速n＝eq\f(1,T)，所以圖線甲、乙對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為5∶4，故C正確；甲圖線對(duì)應(yīng)的線圈中溝通電壓的峰值Em＝BSω＝Φmω＝0.4×eq\f(2π,0.16)V＝5πV．電流的峰值Im＝eq\f(Em,R)＝5πA，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：BC7．(2024·珠海模擬)圖甲是小型溝通發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場(chǎng)可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，A為溝通電流表，線圈繞垂直于磁場(chǎng)的水平軸OO′沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置起先計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變更的圖象如圖乙所示，以下推斷正確的是()A．溝通電的頻率是100HzB．電流表的示數(shù)為20AC．0.02s時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量最大D．0.01s時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行解析：由乙圖知周期T＝0.02s，則頻率f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.02)Hz＝50Hz，故A錯(cuò)誤；電流表的示數(shù)為有效值I＝eq\f(Im,\r(2))＝eq\f(10\r(2),\r(2))A＝10A，故B錯(cuò)誤；由乙圖知0.02s時(shí)線框中感應(yīng)電流最大，說(shuō)明線框與磁場(chǎng)平行，磁通量為零，故C錯(cuò)誤；0.01s時(shí)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，說(shuō)明線框與磁場(chǎng)平行，磁通量為零，故D正確．答案：D8．(2024·惠州六校聯(lián)盟)圖甲為風(fēng)力發(fā)電的簡(jiǎn)易模型．在風(fēng)力作用下，風(fēng)葉帶動(dòng)與桿固連的永磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鐵下方的線圈與電壓傳感器相連．在某一風(fēng)速時(shí)，傳感器顯示如圖乙所示，以下正確的是()A．磁鐵的轉(zhuǎn)速為2.5r/sB．線圈兩端電壓的有效值為6VC．交變電流的電壓表達(dá)式為u＝12sin10πt(V)D．該交變電流可以干脆加在擊穿電壓為10V的電容器上解析：電流的周期為T(mén)＝0.4s，故磁體的轉(zhuǎn)速為n＝eq\f(1,T)＝2.5r/s，故A正確；通過(guò)乙圖可知電壓的最大值為12V，故有效值U＝eq\f(Um,\r(2))＝6eq\r(2)V，故B錯(cuò)誤；周期T＝0.4s，故ω＝eq\f(2π,T)＝5πrad/s，故電壓的表達(dá)式為u′＝12sin5πt(A)，故C錯(cuò)誤；電容器的擊穿電壓為溝通電的最大值，而溝通電的最大值大于電容器的擊穿電壓，故不能，故D錯(cuò)誤．答案：A考點(diǎn)3變壓器和遠(yuǎn)距離輸電9．(2024·珠海模擬)如圖所示，一志向變壓器原線圈的匝數(shù)n1＝1100匝，副線圈的匝數(shù)n2＝220匝，溝通電源的電壓u＝220eq\r(2)sin(100πt)V，R為負(fù)載電阻，電壓表、電流表均為志向電表，則下列說(shuō)法中正確的是()A．溝通電的頻率為100HzB．電壓表的示數(shù)為44VC．電流表A1的示數(shù)大于電流表A2的示數(shù)D．變壓器的輸入功率大于輸出功率解析：溝通電的周期T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2π,100π)s＝0.02s，f＝eq\f(1,T)＝50Hz，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；原線圈的電壓U1＝eq\f(Um,\r(2))＝220V，eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，則U2＝44V，故B項(xiàng)正確；原、副線圈的電流比等于匝數(shù)反比，因?yàn)閚1>n2，所以I1<I2，即電流表A1示數(shù)小于電流表A2示數(shù)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；變壓器的輸入功率等于輸出功率，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：B10．(2024·邢臺(tái)模擬)如圖所示，志向變壓器原線圈輸入電壓u＝Umsinωt，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器，V1和V2是志向溝通電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；A1和A2是志向溝通電流表，示數(shù)分別用I1和I2表示．下列說(shuō)法正確的是()A．I1和I2表示電流的瞬時(shí)值B．U1和U2表示電壓的最大值C．滑片P向下滑動(dòng)過(guò)程中，U2不變、I1變大D．滑片P向下滑動(dòng)過(guò)程中，U2變小、I1變小解析：溝通電壓表、電流表的讀數(shù)都為有效值，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，副線圈輸出電路的總電阻減小，電壓表的示數(shù)U2不變，由歐姆定律可知I2增大，則輸出功率增大，從而輸入功率增大，輸入電壓U1不變，I1增大，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：C11．(2024·貴陽(yáng)模擬)如圖所示，志向變壓器的原線圈與穩(wěn)定的正弦溝通電源相連，副線圈的滑動(dòng)頭P可上下滑動(dòng)．設(shè)原線圈輸入電壓為U1，副線圈輸出電壓為U2，負(fù)載為定值電阻R，原、副線圈電流比為k.則()A．P下移，k增大 B．P上移，k增大C．P上移，U1減小 D．P下移，U2增大解析：依據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)＝k，P下移副線圈的匝數(shù)n2削減，所以原副線圈的電流表k減小，若P上移n2增大，原副線圈的電流表增大，故A錯(cuò)誤，B正確；電壓與匝數(shù)成正比，所以副線圈的電壓U2減小，D錯(cuò)誤；再依據(jù)eq\f(U2,U1)＝eq\f(n2,n1)，P下移副線圈的匝數(shù)n2削減，U2減小，U1與匝數(shù)無(wú)關(guān)，變更匝數(shù)U1不變，所以C、D錯(cuò)誤．答案：B12．(2024·衡水中學(xué)模擬)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻r＝2Ω，與R＝8Ω的電阻串聯(lián)接在發(fā)電機(jī)線圈上，如圖所示，已知線圈面積為eq\f(\r(2),20)m2，共100匝，線圈的電阻為2Ω，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\f(2,π)T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁感線的軸OO′以轉(zhuǎn)速n＝600r/min勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在合上開(kāi)關(guān)S后電動(dòng)機(jī)正常工作，電壓表的示數(shù)為100V，下列說(shuō)法正確的是()A．電路中電流的最大值為5eq\r(2)AB．電路中電流的最大值為10eq\r(2)AC．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為1000WD．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為800eq\r(2)W解析：線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度：ω＝2π·n＝2π×10rad/s＝20πrad/s；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為：Em＝NBSω＝100×eq\f(2,π)×eq\f(\r(2),20)×20πV＝200eq\r(2)V；有效值為：E＝eq\f(Em,\r(2))＝200V；設(shè)線圈的電阻為r′，則電路中的電流I＝eq\f(E－U,R＋r′)＝eq\f(200－100,8＋2)A＝10A，故電路中最大電流為10eq\r(2)A，故A錯(cuò)誤，B正確．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為：P＝UI－I2r＝100×10W－102×2W＝800W，故C、D錯(cuò)誤．答案：B13．(多選)(2024·福州模擬)如圖甲所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，變壓器均為志向變壓器．升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶100，其輸入電壓變更規(guī)律如圖乙所示，遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為100Ω.降壓變壓器副線圈電路部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖，其中R1為肯定值電阻，R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，當(dāng)溫度上升時(shí)其阻值變?。妷罕鞻顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫(huà)出)．未出現(xiàn)火警時(shí)，升壓變壓器的輸入功率為750kW.下列說(shuō)法中正確的有()A．降壓變壓器副線圈輸出的溝通電頻率為50HzB．遠(yuǎn)距離輸電線路損耗的功率為180kWC．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，電壓表V的示數(shù)變大D．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，輸電線上的電流變大解析：由題圖乙知溝通電的周期為0.02s，所以頻率為50Hz，A正確；由題圖乙知升壓變壓器輸入端電壓有效值為250V，依據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知副線圈電壓為25000V，所以輸電線中的電流I＝eq\f(P,U)＝30A，輸電線損失的電壓ΔU＝IR＝30×100V＝3000V，輸電線路損耗功率ΔP＝ΔU·I＝90kW，B錯(cuò)誤；當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，其阻值減小，可以認(rèn)為降壓變壓器副線圈兩端電壓不變，降壓變壓器副線圈中電流增大，定值電阻所分電壓增大，所以電壓表V的示數(shù)變小，C錯(cuò)誤；降壓變壓器副線圈電流增大，依據(jù)電流與匝數(shù)成反比知，輸電線上的電流變大，D正確．答案：AD14．(2024·深圳模擬)在如圖甲所示的電路中，志向變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，a、b兩端接入圖乙所示的電壓，圖中電壓表和電流表均為志向電表，D為志向二極管，R0為定制電阻，L為電阻恒定的指示燈，RT為熱敏電阻，其阻值隨溫度的上升而減?。铝姓f(shuō)法中正確的是()A．電壓表的示數(shù)為22VB．若RT