高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)集訓(xùn) 第1部分 專題突破篇 專題10 直流電路與交流電路

專題限時(shí)集訓(xùn)(十)直流電路與交流電路一、選擇題(本題共8小題，每小題6分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第15題只有一項(xiàng)符合題目要求，第68題有多項(xiàng)符合題目要求全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)1一自耦變壓器如圖19所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，將其接在a、b間作為原線圈通過滑動(dòng)觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈，在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時(shí)，c、d間的輸出電壓為U2，在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中()圖19AU2>U1，U2降低 BU2>U1，U2升高CU2<U1，U2降低 DU2<U1，U2升高C由，n1>n2知U2<U1；滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至N點(diǎn)過程，n2減小，則U2降低，C項(xiàng)正確2(2016江西萍鄉(xiāng)二模)如圖20所示為汽車的點(diǎn)火裝置，此裝置的核心是一個(gè)變壓器，該變壓器的原線圈通過開關(guān)連接到12 V的蓄電池上，副線圈連接到火花塞的兩端，開關(guān)由機(jī)械控制，當(dāng)開關(guān)由閉合變?yōu)閿嚅_時(shí)，副線圈中產(chǎn)生10 000 V以上的電壓，火花塞中產(chǎn)生火花下列說法中正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：37162062】圖20A變壓器的原線圈要用粗導(dǎo)線繞制，而副線圈可以用細(xì)導(dǎo)線繞制B若該點(diǎn)火裝置的開關(guān)始終閉合，火花塞的兩端會(huì)持續(xù)產(chǎn)生高壓C變壓器原線圈輸入的12 V電壓必須是交流電，否則就不能在副線圈中產(chǎn)生高壓D該點(diǎn)火裝置中變壓器的副線圈匝數(shù)必須小于原線圈的匝數(shù)A汽車的點(diǎn)火裝置是利用變壓器原理工作的，當(dāng)開關(guān)始終閉合時(shí)，通過原線圈的電流恒定，原線圈中產(chǎn)生的磁場恒定，則在副線圈上不會(huì)產(chǎn)生電壓，所以B錯(cuò)誤；由題可知原線圈處接12 V的直流電源，當(dāng)斷開開關(guān)瞬間原線圈中電流迅速變化，會(huì)產(chǎn)生變化的磁場，則在副線圈中可能產(chǎn)生高壓，所以C錯(cuò)誤；由可知，要在副線圈中產(chǎn)生高壓，則原線圈匝數(shù)必須小于副線圈的匝數(shù)，所以D錯(cuò)誤故選A.3.如圖21所示，接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡L供電，如果將原、副線圈減少相同匝數(shù)，其它條件不變，則()圖21A小燈泡變亮B小燈泡變暗C原、副線圈兩端電壓的比值不變D通過原、副線圈電流的比值不變B原、副線圈減去相同的匝數(shù)n后，有，可以得出，<0，則說明的比值變大，由知，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；由和知，U2<U2，再由P知，燈泡變暗，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確4(2016黑龍江哈爾濱一模)在如圖22所示電路中，閉合開關(guān)S，理想電流表和理想電壓表的示數(shù)分別用I和U表示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向左滑動(dòng)時(shí)，兩表的示數(shù)都發(fā)生變化電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻始終不變，則下列說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：37162063】圖22AI變大，U變小 B.變小CR1的功率一定變大 D電源的總功率一定減小D根據(jù)電路圖可知，R1、R2、電流表串聯(lián)后接在電源兩端，電壓表并聯(lián)在R2兩端當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左滑動(dòng)時(shí)，R2連入電路的阻值變大，由閉合電路歐姆定律可判斷，I變小，U變大，則變大，A、B錯(cuò)誤；由PR1I2R1，知R1的功率PR1變小，C錯(cuò)誤；電源的總功率P總，因R總變大，則P總是變小的，D正確5如圖23甲所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為101，a、b端輸入如圖乙所示的電壓，副線圈電路中電阻R5，電路中的電表為理想電表，則()圖23A電壓表V1的示數(shù)為50 VB電流表的示數(shù)為1.0 AC電壓表V2的示數(shù)為10 VD電阻R消耗的電功率為10 WB由題圖乙可知原線圈兩端電壓的有效值為U 100 V(在一個(gè)周期內(nèi)，前半個(gè)周期的有效值為U1100 V，后半個(gè)周期的有效值為U2100 V)，所以電壓表V1的示數(shù)為100 V，A錯(cuò)；因變壓器對(duì)恒定電流不起作用，且原、副線圈匝數(shù)比為101，所以副線圈兩端電壓的有效值為U 5 V，C錯(cuò)；副線圈中的電流I1 A，B對(duì)；電阻R消耗的電功率PI2R5 W，D錯(cuò)6(2016山東濰坊二模)如圖24甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場，為交流電流表線圈繞垂直于磁場的水平軸OO沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示以下判斷正確的是()圖24A電流表的示數(shù)為10 AB線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50 rad/sC0.01 s時(shí)線圈平面與磁場方向平行D0.02 s時(shí)電阻R中電流的方向自右向左AC由題圖乙知Im10 A，I10 A，A正確T2102 s，100 rad/s，B錯(cuò)誤t0.01 s時(shí)，iIm，此時(shí)線圈平面與磁場方向平行，C正確由右手定則判定0.02 s時(shí)電阻R中電流方向自左向右，D錯(cuò)誤7(2016遼寧撫順一模)如圖25所示電路中，電源內(nèi)阻不計(jì)，三個(gè)小燈泡完全相同且外電路變化時(shí)每個(gè)燈泡兩端的電壓都不會(huì)超過其額定電壓，開始時(shí)只有S1閉合，當(dāng)S2也閉合后，下列說法中正確的是()圖25A燈泡L1變亮B燈泡L2變亮C電容器C的帶電荷量增加D閉合S2瞬間流過電流表的電流方向自右向左AD根據(jù)電路可知，S1閉合、S2斷開時(shí)，L1、L2串聯(lián)，則兩燈一樣亮，因L3與電容器串聯(lián)后接到電源兩端，則L3不亮，電容器兩端電壓等于電源電動(dòng)勢E；當(dāng)S2也閉合后，電路總阻值變小，流過L1的電流變大，L1兩端電壓變大，L2兩端電壓變小，則燈L1變亮，L2變暗；因電容器此時(shí)與燈L1并聯(lián)，則電容器兩端電壓變小，電容器上的電荷量變少，電容器對(duì)外放電，又知電容器左極板與電源正極相連，帶正電，則閉合S2瞬間流過電流表的電流方向自右向左，綜上所述，B、C錯(cuò)誤，A、D正確8(2016武漢二調(diào))如圖26為發(fā)電廠向遠(yuǎn)處用戶的輸電電路示意圖，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變?nèi)糨斔凸β试龃?，下列說法中正確的有() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：37162064】圖26A升壓變壓器的輸出電壓增大B降壓變壓器的輸出電壓增大C輸電線上損耗的功率增大D輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大CD已知發(fā)電廠的輸出電壓不變，升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比不變，則由知，升壓變壓器的輸出電壓U2不變，A錯(cuò)若輸送功率增大，輸電電壓U2不變，則由PU2I2知，輸電線上電流I2增大，又輸電線的電阻不變，由U損I2R知輸電線上損失電壓增大，則降壓變壓器輸出電壓減小，B錯(cuò)因輸電電流增大，則由PIR知，輸電線上損耗的功率變大，C對(duì)輸電線上損耗功率占總功率的比例()增大，D對(duì)二、計(jì)算題(共2小題，32分)9(12分)一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)的最大輸出功率為100 kW，輸出電壓恒為500 V，現(xiàn)用電阻率為1.8108 m，橫截面積為105 m2的輸電線向4103 m遠(yuǎn)處的用戶輸電，要使發(fā)電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，輸電線上的損失功率不超過發(fā)電機(jī)總功率的4%，求：(1)所用的理想升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是多少？(2)如果用戶用電器的額定電壓為220 V，那么所用的理想降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是多少？【解析】(1)輸電要用兩根導(dǎo)線，則輸電線的電阻為r1.8108 14.4 由題意知P損P4%()2r1050.04()214.4U26 000 V升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比.(2)I2 A AU損I2r14.4 V240 V而U3U2U損6 000 V240 V5 760 V降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為28811.【答案】(1)112(2)2881110(20分)(2016河南陽信一模)如圖27甲所示，長、寬分別為L1、L2的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi)，其匝數(shù)為n，總電阻為r，可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動(dòng)線框的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起，并通過電刷和定值電阻R相連線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，其中B0、B1和t1均為已知在0t1時(shí)間內(nèi)，線框保持靜止，且線框平面和磁場垂直；t1時(shí)刻后線框在外力的驅(qū)動(dòng)下開始繞其豎直中心軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)求：圖27(1)0t1時(shí)間內(nèi)通過電阻R的電流大?。?2)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后，在轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量；(3)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后，從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90的過程中，通過電阻R的電荷量. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：37162065】【解析】(1)在0t1時(shí)間內(nèi)，金屬線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢為E1n根據(jù)閉合電路歐姆定律，通過電阻R的電流I1.(2)線框產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值EmnB1L1L2感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值EnB1L1L2通過電阻R的電流的有效值I線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周所需的時(shí)間t此過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量QI2RtR()2.(3)線框從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90的過程中平均感應(yīng)電動(dòng)勢n平均感應(yīng)電流通過電阻R的電荷量qt.【答案】見解析