（新課標）2020高考物理二輪總復習 第一部分 專題突破方略 專題四 電磁感應和電路 1.4.2 直流電路和交流電路專題限時訓練

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1、1.4.2 直流電路和交流電路 專題限時訓練 一、單項選擇題 1．如圖所示是某直流電路中電壓隨電流變化的圖象，其中a、b分別表示路端電壓、負載電阻上電壓隨電流變化的情況．下面說法不正確的是(　　) A．陰影部分的面積表示電源的輸出功率 B．陰影部分的面積表示電源的內(nèi)阻上消耗的功率 C．當滿足α＝β時，電源的輸出功率最大 D．當滿足α＞β時，電源的效率小于50% 答案：B 2．如圖甲是線圈繞垂直于磁場的軸在勻強磁場中勻速轉動時所產(chǎn)生的正弦式交流電壓圖象，把該交流電壓加在圖乙中變壓器的A、B兩端．已知理想變壓器原線圈Ⅰ和副線圈Ⅱ的匝數(shù)之比為5∶1，交流電流表和交流電壓表均為理

2、想電表，電阻R＝1 Ω，其他各處電阻不計，以下說法正確的是(　　) A．在t＝0.1 s和t＝0.3 s時，穿過線圈的磁通量最大 B．線圈轉動的角速度為10π rad/s C．電壓表的示數(shù)為2.83 V D．電流表的示數(shù)為0.40 A 答案：D 解析： 在t＝0.1 s和t＝0.3 s時，感應電動勢最大，所以磁通量變化率最大，而磁通量為零，A錯誤；從題圖甲中可得T＝0.4 s，所以轉動角速度為ω＝＝5π rad/s，B錯誤；原線圈兩端的有效電壓值為U1＝ V＝10 V，故根據(jù)公式＝可得U2＝2 V，即電壓表示數(shù)為2 V，C錯誤；副線圈中的電流為I2＝ ＝2 A，故根據(jù)公式＝可得

3、原線圈中的電流I1＝0.4 A，D正確． 3．如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1，電壓表和電流表均為理想電表，二極管為理想二極管，燈泡電阻R＝55 Ω，原線圈兩端加如圖乙所示的電壓．下列說法正確的是(　　) 　 A．電流表的讀數(shù)為 A B．電壓表的讀數(shù)為110 V C．燈泡L的功率為440 W D．副線圈兩端電壓為110 V 答案：A 解析：根據(jù)題圖乙可得原線圈兩端電壓的有效值為U1＝ V＝220 V，根據(jù)公式＝可得副線圈兩端的電壓為110 V，因為二極管為理想二極管，電流的示數(shù)為有效值，二極管正向導通時，I2＝＝ A＝2 A，則有I2RT＝IR，解得I＝

4、 A，故電流表的讀數(shù)為 A，電壓表的示數(shù)U2＝IR＝55 V，燈泡的功率為PL＝55× W＝110 W，故A正確，B、C、D錯誤． 4．(2019·江蘇調研)在如圖所示的電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，R1、R3為滑動變阻器，R2為定值電阻，C為電容器．開始時開關S1、S2閉合．下列操作能使電容器所帶電荷量增加的是(　　) A．斷開開關S1 B．斷開開關S2 C．向左移動滑動變阻器R1的滑片 D．向左移動滑動變阻器R3的滑片 答案：B 解析：斷開開關S1，回路電流為零，電容器通過R1、R2、S2回路放電，電荷量減小，A錯誤．根據(jù)電路結構可知，回路電流I＝，電容兩端電壓U＝I

5、R2＝，斷開開關S2，電容器直接串聯(lián)在電路中，回路電流為零，電容器兩端電壓為電源電動勢，電壓變大，根據(jù)Q＝CU可知，電容器帶電荷量變大，B正確；滑動變阻器R1與電容器串聯(lián)，穩(wěn)定時，支路無電流，改變R1的滑片位置，不會改變電壓和電流，電容器帶電荷量不變，C錯誤；向左移動滑動變阻器R3的滑片，接入電路電阻變大，I＝，回路電流變小，U＝IR2＝，電容器兩端電壓變小，根據(jù)Q＝CU可知，電容器帶電荷量變小，D錯誤． 5．(2019·合肥三模)如圖所示為一含有理想變壓器的電路圖，U為正弦式交流電源，輸出電壓的有效值恒定，R1＝R2＝R3.開關閉合前后原線圈中電流大小之比為3∶5，導線電阻不計，則原、副線

6、圈的匝數(shù)之比為(　　) A．2∶1 B．1∶2 C．3∶1 D．1∶3 答案：A 解析：設變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為k, R1＝R2＝R3＝R，當開關S斷開時，設原線圈電流為3I，則副線圈電流為3kI，則根據(jù)理想變壓器原理可知：＝k；當S閉合時，設原線圈電流為5I，則副線圈的電流為5kI，此時副線圈的總電阻為R總＝R，則根據(jù)理想變壓器原理可知：＝k；代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得k＝2，則原、副線圈的匝數(shù)比為2：1，故A正確，B、C、D錯誤． 6．(2019·天津市和平區(qū)高三三模)如圖所示，理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為4∶1，原線圈接入一電壓為u＝U0sin ωt的交流電源，

7、副線圈接一個R＝27.5 Ω的負載電阻．若U0＝220 V，ω＝100π rad/s，則下述結論正確的是(　　) A．副線圈中電壓表的讀數(shù)為55 V B．副線圈中輸出交流電的周期為 s C．原線圈中電流表的讀數(shù)為0.5 A D．原線圈中的輸入功率為110 W 答案：C 解析：由瞬時值的表達式可知，原線圈的電壓最大值為220 V，所以原線圈的電壓的有效值為＝220 V，由電壓與匝數(shù)成正比可知，副線圈的電壓的有效值為55V，即為電壓表的讀數(shù)，副線圈的電流為＝2 A，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比可得，原線圈的電流大小為0.5 A，故A錯誤，C正確；變壓器不會改變電流的周期，電流的周期為T＝＝

8、＝s，故B錯誤；變壓器的輸入功率和輸出功率相等，副線圈的功率為P＝＝110 W，所以原線圈中的輸入功率也為110 W，故D錯誤． 二、多項選擇題 7．(2019·南充市適應性考試)如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比n1∶n2＝4∶1，在原、副線圈中分別接有相同的電阻R，原線圈接有效值為255 V的正弦式交流電壓，副線圈中電阻R兩端的電壓為U，原、副線圈中電阻R消耗的功率之比為n，則(　　) A．U＝63.75 V B．U＝60 V C．n＝ D．n＝16 答案：BC 解析：原線圈輸入電壓為U0＝255 V，設變壓器原線圈兩端的電壓為U1，原線圈流過的電流

9、為I1，副線圈兩端的電壓為U2，副線圈流過的電流為I2，副線圈兩端只接有電阻R，則U＝U2.由原線圈的歐姆定律可知： U0＝I1R＋U1 由變壓器的關系有：＝＝，＝＝ 而副線圈兩端的歐姆定律滿足：U2＝I2R 聯(lián)立各式可得：U0＝＋4U，解得U＝60 V，故A錯誤，B正確；兩電阻的功率之比n＝＝，故C正確，D錯誤． 8．(2019·鹽城四模)如圖所示，E表示電源電動勢，I表示電路中的電流，U表示電源的路端電壓，P表示電源的輸出功率，當外電阻R變化時，下列圖象中可能正確的是(　　) 答案：CD 解析：電源的電動勢與外電路的電阻無關，選項A錯誤；由閉合電路的歐姆定律：I＝可知

10、I－R圖象不是直線，選項B錯誤；U＝IR＝＝，則隨R增加，U增大，當R→∞時，U→E，選項C正確；P＝I2R＝＝ ，當r＝R時，P最大，可知圖象D正確． 9．如圖甲是遠距離輸電線路的示意圖，圖乙是發(fā)電機輸出電壓隨時間變化的圖象，則(　　) 　 A．發(fā)電機輸出交流電的電壓有效值為500 V B．用戶用電器上交流電的頻率為50 Hz C．輸電線的電流只由降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定 D．保持升壓變壓器原線圈的匝數(shù)不變，增加副線圈的匝數(shù)，可減少輸電線上損失的功率 答案：BD 解析：由圖象可知交流電的最大值Um＝500 V，因此其有效值U＝ V＝250 V，故A錯誤；發(fā)電機輸出電壓

11、的周期T＝0.02 s，故f＝＝ Hz＝50 Hz，故B正確；輸電線的電流由需要輸送的功率與電壓決定的，與降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比無關，故C錯誤；保持升壓變壓器原線圈匝數(shù)不變，增加副線圈匝數(shù)，根據(jù)＝，U1·I1＝U2·I2可知，次級電壓變大，次級電流減小，根據(jù)P＝I2r可知，輸電線上損失的功率減小，選項D正確． 10．(2018·湖南、江西十四校聯(lián)考)如圖所示，R1、R2、R3為完全相同的標準電阻，甲、乙兩種情況下電阻R2、R3的功率均為P，且匝數(shù)之比n1∶n2均為3∶1，則(　　) A．圖甲中R1的功率為9P B．圖乙中R1的功率為 C．圖乙中R1的功率為9P D．圖甲中R

12、1的功率為 答案：AB 解析：對于題圖甲，設R2兩端電壓為U，根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比，得線圈n1兩端的電壓為3U，可得R1兩端的電壓是R2兩端電壓的3倍，根據(jù)P＝，則R1的功率為R2的功率的9倍，選項A正確，D錯誤；對于題圖乙，R2、R3是完全相同的電阻，功率均為P，可得副線圈電壓均為U，根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比，可得原線圈兩端電壓為3U，再根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，設副線圈電流為I，可得3UI1＝2P＝2UI，解得I1＝I，根據(jù)P＝I2R，故R1的功率P1＝IR＝P，選項B正確，C錯誤． 11．(2018·云南師大附屬中學月考)如圖所示為模擬遠距離輸電實驗

13、電路圖．兩理想變壓器的匝數(shù)滿足n1＝n42R，忽略燈絲電阻隨溫度的變化．將A、B端接人輸出電壓為U的低壓交流電源，下列說法正確的是(　　) A．電流表A1的示數(shù)I1＝ B．燈泡L1比燈泡L2亮 C．R1消耗的功率大于R3消耗的功率 D．R2兩端的電壓小于R4兩端的電壓 答案：BD 解析：由理想變壓器電壓比值原理，＝，＝＝，由電流比值原理，∶＝，由這兩組公式得L1兩端電壓UL1＝U4＝，R1、R2所在回路的電流I＝＝，L2所在回路中，由歐姆定律，電流I′＝，L2兩端電壓UL2＝I′RL＝.由過程分析，電流表A1的示數(shù)I1＝，選項A錯誤；由過程分析得，UL1＞UL2，由P＝可得燈泡L1比燈泡L2亮，選項B正確；由焦耳定律，電阻消耗功率P＝I2R，由過程分析，I＜I′，所以R1消耗的功率小于R3消耗的功率，選項C錯誤；由I＜I′，又由歐姆定律U＝IR得，R2兩端的電壓小于R4兩端的電壓，選項D正確． 7