高考物理大二輪優(yōu)選新題：專題四　電路和電磁感應(yīng) 專題能力訓(xùn)練11 Word版含答案

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1、 專題能力訓(xùn)練11　恒定電流和交變電流 (時間:45分鐘　滿分:98分) 選擇題(本題共14小題,每小題7分,共98分。在每小題給出的四個選項中,1~7題只有一個選項符合題目要求,8~14題有多個選項符合題目要求。全部選對的得7分,選對但不全的得4分,有選錯的得0分) 1.在研究微型電動機的性能時,可采用如圖所示的實驗電路。當調(diào)節(jié)滑動變阻器R,使電動機停止轉(zhuǎn)動時,電流表和電壓表的示數(shù)分別為 1.0 A 和 1.0 V;重新調(diào)節(jié)R,使電動機恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)時,電流表和電壓表的示數(shù)分別為 2.0 A 和15.0 V。當這臺電動機正常運轉(zhuǎn)時(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.

2、電動機的內(nèi)阻為7.5 Ω B.電動機的內(nèi)阻為2.0 Ω C.電動機的輸出功率為30.0 W D.電動機的輸出功率為26.0 W 2.在如圖所示的電路中,電源電動勢為E,內(nèi)阻為R,L1和L2為相同的燈泡,每個燈泡的電阻和定值電阻阻值均為R。電壓表為理想電表,S為單刀雙擲開關(guān),當開關(guān)由1位置打到2位置時,下列說法正確的是(　　) A.L1亮度不變,L2將變暗 B.L1將變亮,L2將變暗 C.電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率將變小 D.電壓表讀數(shù)將變小 3.阻值相等的四個電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路。開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時,C所帶的電荷量為Q1;閉合開關(guān)S,電流再次

3、穩(wěn)定后,C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為(　　) A. B. C. D. 4.在如圖所示的電路中,E為電源電動勢,r為電源內(nèi)阻,R1和R3均為定值電阻,R2為滑動變阻器。當R2的滑片在a端時閉合開關(guān)S,此時三個電表A1、A2和V的示數(shù)分別為I1、I2和U,現(xiàn)將R2的滑片向b端移動,則三個電表示數(shù)的變化情況是(　　) A.I1增大,I2不變,U增大 B.I1減小,I2增大,U減小 C.I1增大,I2減小,U增大 D.I1減小,I2不變,U減小 5.如圖所示,一理想變壓器原線圈接入一交流電源,副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為定值電阻,開關(guān)S是閉合的。V1和V2為

4、理想電壓表,讀數(shù)分別為U1和U2;A1、A2和A3為理想電流表,讀數(shù)分別為I1、I2和I3?，F(xiàn)斷開S,U1數(shù)值不變,下列推斷中正確的是(　　) A.U2變小、I3變小 B.U2不變、I3變大 C.I1變小、I2變大 D.I2變大、I3變大 6.(2018·天津卷)教學(xué)用發(fā)電機能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機(內(nèi)阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻R供電,電路如圖所示,理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U,R消耗的功率為P。若發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?則(　　) A.R消耗的功率變?yōu)镻 B.電壓表V的讀數(shù)變?yōu)閁 C.電流表A的讀數(shù)變?yōu)?I D.通過R的交

5、變電流頻率不變 7.遠距離輸電的原理圖如圖所示,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2,電壓分別為U1、U2,電流分別為I1、I2,輸電線上的電阻為R。變壓器為理想變壓器,則下列關(guān)系式中正確的是(　　) A. B.I2= C.I1U1=R D.I1U1=I2U2 8.邊長為l的正方形線框在勻強磁場B中以ω角速度勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的感應(yīng)電流的最大值為Im,設(shè)燈泡的電阻為R,其他電阻不計。從如圖所示位置開始計時,則(　　) A.Im= B.電路中交變電流的表達式為Imsin ωt C.電流表的讀數(shù)為 D.燈泡上產(chǎn)生的電功率為R 9.如圖甲、乙分別表示兩種電壓的波形,其中圖

6、甲所示的電壓按正弦規(guī)律變化,圖乙所示的電壓是正弦函數(shù)的一部分。下列說法正確的是(　　) A.圖甲、圖乙均表示交變電流 B.圖甲所示電壓的瞬時值表達式為u=20sin 100πt(V) C.圖甲所示電壓的有效值為20 V D.圖乙所示電壓的有效值為10 V 10.如圖所示,變壓器輸入有效值恒定的電壓,副線圈匝數(shù)可調(diào),輸出電壓通過輸電線送給用戶(電燈等用電器),R表示輸電線的電阻,則(　　) A.用電器增加時,變壓器輸出電壓增大 B.要提高用戶的電壓,滑片P應(yīng)向上滑 C.用電器增加時,輸電線的熱損耗減少 D.用電器增加時,變壓器的輸入功率增加 11.如圖所示,直線Ⅰ、Ⅱ

7、分別是電源Ⅰ與電源Ⅱ的路端電壓隨輸出電流變化的特性曲線,曲線Ⅲ是一個小燈泡的伏安特性曲線,則(　　) A.電源Ⅰ與電源Ⅱ的內(nèi)阻之比為12∶7 B.電源Ⅰ與電源Ⅱ的電動勢之比為7∶12 C.若該小燈泡分別與電源Ⅰ和電源Ⅱ單獨連接,則小燈泡的電阻之比為35∶24 D.若該小燈泡分別與電源Ⅰ和電源Ⅱ單獨連接,則電源Ⅰ和電源Ⅱ輸出功率之比為10∶21 12.一直流電動機提升重物的裝置如圖所示。已知重物質(zhì)量m=50 kg,電源電壓U=110 V保持不變,電動機線圈的電阻R=4 Ω,不計各處摩擦,當電動機以某一速度勻速向上提升重物時,電路中的電流I=5 A(g取10 m/s2)。則 (　　)

8、 A.電源的輸出功率為100 W B.電動機線圈電阻R的發(fā)熱功率為550 W C.提升重物的功率為450 W D.電動機效率為81.8% 13.圖中理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1,電阻R1=R2=10 Ω,電表A、V均為理想交流電表。若R1兩端電壓u1=10sin 100πt(V),則下列說法正確的有(　　) A.電壓表示數(shù)為14.14 V B.電流表的示數(shù)為0.5 A C.R1消耗的功率為20 W D.原線圈輸入交變電流頻率為50 Hz 14.如圖甲所示,M是一個小型理想變壓器,原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=11∶1,a、b端接有正弦式交變電流,電壓隨時間的

9、變化規(guī)律如圖乙所示。變壓器右側(cè)部分為一火警報警電路原理圖,其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料(電阻隨溫度升高而減小)制成的傳感器,R1為一定值電阻,電壓表V和電流表A可視為理想電表。下列說法正確的是 (　　) A.變壓器副線圈的輸出電壓的表達式為u2=20sin 100πt V　 B.當傳感器R2所在處未出現(xiàn)火警時,電壓表V的示數(shù)為20 V C.當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時,電壓表V的示數(shù)減小 D.當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時,電流表A的示數(shù)減小 答案： 1.D　解析 因為電動機停止轉(zhuǎn)動時,電流表和電壓表的示數(shù)分別為1.0 A和1.0 V,又由于此時電動機屬于純電阻電路,故電動機的內(nèi)阻

10、為r==1.0 Ω,選項A、B錯誤;當電動機正常運轉(zhuǎn)時,電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0 A和15.0 V,則電動機的總功率為P總=2.0 A×15.0 V=30.0 W,此時電動機的發(fā)熱功率為P熱=(2.0 A)2×1.0 Ω=4.0 W,故電動機的輸出功率為P出=P總-P熱=30.0 W-4.0 W=26.0 W,選項D正確。 2.D　解析 開關(guān)在位置1時,外電路總電阻R總=R,電壓表示數(shù)U=E=E,兩燈電壓U1=U2=E,電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率為P熱=。開關(guān)在位置2時,外電路總電阻R總'=R,電壓表示數(shù)U'=E=E,燈泡L1的電壓U1'=E,L2的電壓U2'=E,電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率為P熱'

11、=,L1亮度不變,L2將變亮,故選項A、B錯誤;電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率將變大,故選項C錯誤;由以上分析可知電壓表讀數(shù)變小,選項D正確。 3.C　解析 S斷開時等效電路圖如圖甲所示。 甲 乙 設(shè)每個電阻阻值為R,電路中總電阻R總1=,干路電流I干1=;電容器兩端電壓為U1=I干1·R=,所帶電荷量為Q1=CU1=;S閉合后,等效電路圖如圖乙所示,電路中總電阻為R總2=,干路電流I干2=,電容器兩端電壓U2=I干2·R=,所帶電荷量Q2=CU2=;綜上,C選項正確。 4.B　解析 由題圖可知R1、R2并聯(lián)后再與R3串聯(lián),電流表A1測通過R1的電流I1,A2測通過R2的電流I2,V

12、測路端電壓U?，F(xiàn)將R2的滑片向b端移動,R2阻值減小,電路總電阻減小,則總電流I增大;根據(jù)閉合電路歐姆定律知路端電壓U=E-Ir,所以電壓表示數(shù)U減小;由U3=IR3,可知U3增大;R1兩端電壓U1=U-U3,所以U1減小,則I1減小,而I=I1+I2,所以I2增大。故選項B正確。 5.B　解析 理想變壓器有,由于原線圈電壓不變,所以V2的示數(shù)U2也不變,A錯誤;當S斷開后,負載的總電阻變大,由于副線圈電壓不變,所以總電流減小,即I2變小,故C、D錯誤;由于副線圈的總電流減小,R1的電壓減小,并聯(lián)電路的電壓U3就會增大,所以R3的電流I3就會增大,故B正確。 6.B　解析 發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)速變

13、為原來一半時,產(chǎn)生電動勢的最大值和有效值均變?yōu)樵瓉淼囊话?變壓器匝數(shù)比不變,故副線圈上的電壓表示數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话?選項B正確;對負載電阻R,由P=可得,R消耗的功率變?yōu)樵瓉淼?即副線圈消耗的功率變?yōu)樵瓉淼?故原線圈消耗的功率也變?yōu)樵瓉淼?而原線圈電壓變?yōu)樵瓉淼囊话?故原線圈中的電流(電流表示數(shù))變?yōu)樵瓉淼囊话?選項A、C均錯誤;發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉硪话霑r,線圈轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)橐话?由f=可得交變電流的頻率變?yōu)樵瓉淼?倍,選項D錯誤。 7.D　解析 由理想變壓器可知,選項A錯誤;I2=,而U2=UR+U3,故I2<,選項B錯誤;P入=P出,即U1I1=U2I2,而U2≠I2R,選項C錯誤,D

14、正確。 8.AD　解析 電動勢最大值Em=Bl2ω,故電流的最大值Im=,選項A正確;電流表的讀數(shù)為I=,選項C錯誤;電阻R上產(chǎn)生的電功率P=I2R=R,選項D正確;由圖示位置開始計時,電流瞬時表達式為i=Imcos ωt,選項B錯誤。 9.ABD　解析 由題圖可以看出,圖甲、圖乙均為交變電流,圖甲為正弦式交變電流,瞬時表達式為u=20sin 100πt(V),電壓的有效值為 V=10 V,選項A、B正確,C錯誤。題圖乙的周期T=4×10-2s,由 T=得U2=10 V,選項D正確。 10.BD　解析 變壓器輸入有效值恒定的電壓,原、副線圈的匝數(shù)比不變,則副線圈的電壓U2=U1不變,故選

15、項A錯誤;當用電器增加時,電阻減小,由歐姆定律知I2=,副線圈電流增大,輸電線的分壓增大,用戶獲得的電壓減小,故要提高用戶的電壓,滑片P應(yīng)向上滑,故選項B正確;當用電器增加時,副線圈電流增大,輸電線的熱損耗ΔP=R增大,輸出功率由P2=U2I2知,輸出功率變大,故選項C錯誤;用電器增加時,副線圈電流增大,因為是理想變壓器,故輸入功率等于輸出功率,輸入功率增加,選項D正確。 11.AD　解析 根據(jù)題圖,電源Ⅰ與電源Ⅱ的電動勢都是10 V,二者之比為1∶1,電源Ⅰ內(nèi)阻為 Ω,電源Ⅱ的內(nèi)阻為 Ω,電源Ⅰ的內(nèi)阻與電源Ⅱ的內(nèi)阻之比為12∶7,選項A正確,B錯誤。若該小燈泡與電源Ⅰ單獨連接,工作電流為5

16、 A,由I=可得小燈泡電阻為R= Ω,若該小燈泡與電源Ⅱ單獨連接,工作電流為6 A,由I=可得小燈泡電阻為R= Ω,小燈泡的電阻之比為24∶35,選項C錯誤。若該小燈泡分別與電源Ⅰ和電源Ⅱ單獨連接,小燈泡電壓分別為 V和5 V,電源Ⅰ輸出功率為5× W= W,電源Ⅱ輸出功率為6×5 W=30 W,則電源Ⅰ和電源Ⅱ輸出功率之比為10∶21,選項D正確。 12.CD　解析 電源的輸出功率P出=IU=5 A×110 V=550 W,電動機線圈電阻R的發(fā)熱功率P熱=I2R=100 W,選項A、B錯誤。因能量守恒,電動機對重物做的功的功率為P有=P出-P熱=550 W-100 W=450 W,電動機效

17、率為η=×100%=×100%=81.8%,選項C、D正確。 13.BD　解析 由題圖知,R1、R2串聯(lián),電流相等,又R1=R2=10 Ω,所以R1、R2電壓相等,所以電壓表示數(shù)為10 V,所以選項A錯誤;根據(jù)歐姆定律得R1、R2的電流為 I=1 A,則原線圈電流為0.5 A,所以選項B正確;R1消耗的功率為P=I2R1=10 W,所以選項C錯誤;由R1兩端電壓u1=10sin 100πt(V)知,ω=2πf=100π,解得f=50 Hz,所以選項D正確。 14.AC　解析 由圖象可知該交變電流周期為T=0.02 s,則其電壓瞬時值表達式為 u1=220sin 100πt V,由變壓器的變壓關(guān)系可得變壓器副線圈的輸出電壓為u2=20sin 100πt V,選項A正確;輸出電壓的有效值為20 V,與傳感器R2并聯(lián)的電壓表的示數(shù)小于20 V,選項B錯誤;當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時,電阻R2減小,電流 I=增大,電流表A的示數(shù)也增大,電壓表V的示數(shù)U=U2-IR1減小,選項C正確,選項D錯誤。