2020版高考物理二輪復習 第一部分 專題復習訓練 課時作業(yè)十 恒定電流和交變電流（含解析）

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1、課時作業(yè)十　恒定電流和交變電流 一、選擇題 1．(多選)如圖1所示為一種變壓器的實物圖，根據(jù)其銘牌上所提供的信息，以下判斷正確的是(　　) 圖1 A．這是一個升壓變壓器 B．原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多 C．當原線圈輸入交流電壓220 V時，副線圈輸出直流電壓12 V D．當原線圈輸入交流電壓220 V、副線圈接負載時，副線圈中電流比原線圈中電流小 解析：根據(jù)銘牌信息，輸入電壓為220 V，輸出電壓為12 V，這是一個降壓變壓器，原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多，選項A錯誤，B正確；當原線圈輸入交流電壓220 V時，副線圈輸出直流電壓12 V，選項C正確；當原線圈輸入交流電壓2

2、20 V、副線圈接負載時，根據(jù)變壓器功率關系，副線圈中電流比原線圈中電流大，選項D錯誤． 答案：BC 2．在如圖2所示的電路中，閉合開關S，將滑動變阻器的滑片P緩慢向右移動，則下列說法正確的是(　　) 圖2 A．燈泡L變暗 B．電源內部消耗的功率先變大后變小 C．電容器C上的電荷量增加 D．流過R1的電流方向由左向右 解析：滑片P右移，滑動變阻器接入的電阻減小，電路中總電流增大，故燈泡L變亮，選項A錯誤；電源內部消耗的電功率P內＝I2r，隨電流的增大，電源內部消耗功率一直變大，選項B錯誤；由U＝IR可知，燈泡兩端電壓和電源內電壓均增大，所以滑動變阻器兩端電壓減小，電容器C兩

3、端電壓減小，由Q＝CU可知，電容器C上的電荷量減少，電容器C處于放電狀態(tài)，流過R1的電流方向由左向右，選項C錯誤，D正確． 答案：D 3．某交流發(fā)電機產生的感應電動勢隨時間變化的關系如圖3所示，下列說法正確的是(　　) 圖3 A．t＝0時刻發(fā)電機的轉動線圈位于中性面 B．在1 s內發(fā)電機的線圈繞軸轉動50圈 C．將此交流電接到匝數(shù)比是1∶10的升壓變壓器上，副線圈的電壓有效值為2 200 V D．將此交流電與耐壓值是220 V的電容器相連，電容器不會被擊穿 解析：由題圖知t＝0時刻，感應電動勢最大，線圈位于與中性面垂直的平面，選項A錯誤；交流電的周期是0.02 s，1 s內

4、有50個周期，所以線圈轉動50圈，選項B正確；原線圈電壓的有效值U1＝＝220 V，由＝可得，副線圈電壓的有效值為2 200 V，選項C錯誤；此交流電電壓的最大值為220 V，大于220 V，所以耐壓值為220 V的電容器會被擊穿，選項D錯誤． 答案：B 4．如圖4所示，電阻不計的單匝矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉動，產生的交流電壓瞬時值表達式為u＝100cos100πt(V)．下列說法正確的是(　　) 圖4 A．當線圈平面與磁感線平行時，磁通量變化率最大 B．該交流電壓的頻率為100 Hz C．穿過線圈的磁通量最大值是 Wb D．用理想電壓表測量該電壓，其示數(shù)

5、約為141 V 解析：當線圈平面與磁感線平行時，產生的感應電動勢最大，此時磁通量變化率最大，A項正確；頻率f＝ Hz＝50 Hz，B項錯誤；感應電動勢的最大值Em＝100 V，根據(jù)Em＝NBSω可知，BS＝＝ Wb＝ Wb，C項錯誤；電壓表測量的是有效值，則E＝＝100 V，D項錯誤． 答案：A 5．(2018年高考·天津卷)教學用發(fā)電機能夠產生正弦式交變電流．利用該發(fā)電機(內阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻R供電，電路如圖5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)電機線圈的轉速變?yōu)樵瓉淼?，則(　　) 圖5 A．R消耗的功率變?yōu)镻 B

6、．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的交變電流頻率不變 解析：正弦交流電的電動勢的最大值Em＝NBSω，而ω＝2πn，有效值E＝Em，線圈轉速變?yōu)樵瓉淼?，則U1＝E變?yōu)樵瓉淼?由＝知U2變?yōu)樵瓉淼?，電壓表讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?，選項B正確；R消耗的功率P＝，故R消耗的功率變?yōu)樵瓉淼?，選項A錯誤；由P入＝P出得，U1I1＝，故I1變?yōu)樵瓉淼?，即電流表讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?，選項C錯誤；變壓器不改變交變電流的頻率，故通過R的交變電流頻率變?yōu)樵瓉淼?，選項D錯誤． 答案：B 6．(2015年高考·課標全國卷Ⅰ)一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1，在原、副線圈的回路中分別接有阻

7、值相同的電阻，原線圈一側接在電壓為220 V的正弦交流電源上，如圖6所示．設副線圈回路中電阻兩端的電壓為U，原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k，則(　　) 圖6 A．U＝66 V，k＝ B．U＝22 V，k＝ C．U＝66 V，k＝ D．U＝22 V，k＝ 解析：設原線圈中電流為I，由＝知，副線圈中的電流I2＝3I，由題意知副線圈中電阻兩端的電壓U＝3IR，則原線圈回路中R兩端的電壓U′＝IR＝，原線圈兩端的電壓U1＝3U，則有3U＋＝220 V，U＝66 V，原線圈回路中電阻消耗的功率P1＝I2R，副線圈回路中電阻消耗的功率P2＝(3I)2R，＝k＝＝，選項

8、A正確． 答案：A 7．(2019年四川第三次診斷)如圖7甲所示，矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉軸在勻強磁場中勻速轉動，輸出交變電流的電壓隨時間變化的圖象如圖7乙所示，經(jīng)原、副線圈匝數(shù)比為1∶10的理想變壓器給一燈泡供電如圖7丙所示，燈泡的額定功率為22 W．閉合開關后，燈泡正常發(fā)光，下列說法正確的是(　　) 圖7 A．t＝0.01 s時穿過線框的磁通量為零 B．變壓器原線圈中電流表示數(shù)為1 A C．交流發(fā)電機的轉速為100 r/s D．燈泡的額定電壓為220 V 解析：由題圖乙可知，當t＝0.01 s時，感應電動勢為零，則此時穿過線框回路的磁通量最大，故A錯誤；原線圈

9、輸入電壓為有效值為22 V，則副線圈的電壓為220 V，由P＝UI可知，副線圈電流I2＝＝ A＝0.1 A，則由＝，求得I1＝1 A，故B正確；由題圖乙可知，交流電的周期為0.02 s，則轉速為n＝＝50 r/s，故C錯誤；燈泡正常發(fā)光，故額定電壓為220 V，故D錯誤． 答案：B 8．(2019年貴州適應性考試)(多選)如圖8所示，L1、L2、L3為三只完全相同的小燈泡，其中L1接在理想變壓器的原線圈上，L2、L3并聯(lián)在副線圈兩端，三只燈泡均正常發(fā)光．已知輸入端電壓為U，則(　　) 圖8 A．理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶2 B．理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1 C．

10、小燈泡額定電壓為 D．小燈泡額定電壓為 解析：設每只小燈泡的額定電流為I，因并聯(lián)在副線圈兩端的兩只小燈泡均正常發(fā)光，所以副線圈中的總電流為2I，原、副線圈電流之比為1∶2，所以原、副線圈的匝數(shù)之比為2∶1，則有原、副線圈兩端的電壓之比為2∶1，故A錯誤，B正確；設小燈泡的額定電壓為U1，則有副線圈電壓為U1，所以原線圈電壓為2U1，又因為原線圈與燈泡串聯(lián)，所以U＝2U1＋U1，解得U1＝，C錯誤，故D正確． 答案：BD 9．(多選)某溫度檢測、光電控制加熱裝置原理圖如圖9所示．圖中RT為熱敏電阻(隨溫度升高，阻值減小)，用來探測加熱電阻絲R的溫度，RG為光敏電阻(隨光照強度增大，阻值減

11、小)，接收小燈泡L的光照，除RT、RG外，其他電阻均為定值電阻．當R處溫度升高時(　　) 圖9 A．L變亮 B．流過R3的電流減小 C．E2的路端電壓增大 D．R的功率減小 解析：當R處溫度升高時，RT阻值變小，左側回路中的電流變大，L消耗的功率變大，所以L變亮，L的光照強度增大，RG阻值變小，通過R2的電流變大，內電壓增大，E2的路端電壓變小，R兩端電壓變小，通過R的電流也變小，所以R消耗的電功率變小，通過R3的電流變大，選項A、D正確． 答案：AD 10．(2019年衡水一中測試)(多選)如圖10所示，理想變壓器原線圈接入正弦交流電，副線圈的匝數(shù)可以通過滑

12、動觸頭P調節(jié)．RT為熱敏電阻，當環(huán)境溫度升高時，RT的阻值變小．下列說法正確的有(　　) 圖10 A．P向下滑動時，電壓表讀數(shù)變大 B．P向下滑動時，電流表讀數(shù)變小 C．若環(huán)境溫度升高，變壓器的輸入功率變大 D．若環(huán)境溫度升高，燈泡消耗的功率變小 解析：當P向下滑動時，副線圈的匝數(shù)變小，變壓器的輸出電壓變小，電壓表讀數(shù)變小，選項A錯誤；當P向下滑動時，副線圈的匝數(shù)變小，變壓器的輸出電壓變小，副線圈電流減小，輸出功率變小，根據(jù)輸入功率等于輸出功率可知，原線圈電流也減小，所以電流表讀數(shù)變小，選項B正確；當溫度升高時，RT變小，在電壓不變的情況下，副線圈的電流就會變大，變壓器的輸出功

13、率變大，輸入功率也變大，選項C正確；當環(huán)境溫度升高時，RT的阻值會變小，在電壓不變的情況下，副線圈的電流就會變大，根據(jù)P＝I2R可知燈泡消耗的功率變大，選項D錯誤． 答案：BC 11．(2019年湖南第三次模擬)(多選)如圖11甲所示，理想變壓器原線圈匝數(shù)n1＝200匝，副線圈匝數(shù)n2＝100匝，交流電壓表和交流電流表均為理想電表，兩個電阻R的阻值均為125 Ω，圖11乙為原線圈兩端的輸入電壓與時間的關系圖象，下列說法正確的是(　　) 圖11 A．通過電阻的交流電頻率為50 Hz B．電壓表的示數(shù)為250 V C．電流表的示數(shù)為0.25 A D．每個電阻R兩端電壓最大值為12

14、5 V 解析：由題圖乙知T＝0.02 s，則f＝＝50 Hz，變壓器不改變交流電的頻率，所以頻率仍為50 Hz，A正確；由＝可知，電壓表的示數(shù)U2＝U1＝125 V，B錯誤；根據(jù)歐姆定律可得副線圈中的電流I2＝＝0.5 A，又＝，則電流表的示數(shù)I1＝I2＝0.25 A，C正確；因為副線圈兩端電壓有效值為125 V，故最大電壓為125 V，故副線圈中每個電阻R兩端電壓最大值為V，D錯誤． 答案：AC 12．(多選)如圖12所示，n匝矩形閉合導線框ABCD處于磁感應強度大小為B的水平勻強磁場中，線框面積為S，電阻不計．線框繞垂直于磁場的軸OO′以角速度ω勻速轉動，并與理想變壓器的原線圈相連，

15、變壓器副線圈接入一只額定電壓為U的燈泡，燈泡正常發(fā)光．從線圈通過中性面開始計時，下列說法正確的是(　　) 圖12 A．圖示位置穿過線框的磁通量變化率最大 B．燈泡中的電流方向每秒改變次 C．線框中產生感應電動勢的表達式為e＝nBSωsinωt D．變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為 解析：圖示位置線框位于中性面，穿過線框的磁通量最大，但是磁通量的變化率為零，A錯誤；交流電的周期為T＝，一個周期內電流方向改變兩次，則燈泡中的電流方向每秒改變次，B錯誤；交流電的電動勢最大值Emax＝nBSω，則線框中產生感應電動勢的表達式為e＝nBSωsinωt，C正確；交流電的有效值為U1＝，則＝＝，D

16、正確． 答案：CD 13．(多選)如圖13所示為遠距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T1的原、副線圈匝數(shù)之比為n1∶n2＝1∶10，在T1的原線圈兩端接入一正弦交流電，輸電線的總電阻為2r＝2 Ω，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為n3∶n4＝10∶1.若T2的用電設備兩端的電壓為U4＝200 V，用電設備消耗的電功率為10 kW，不考慮其他因素的影響，則(　　) 圖13 A．T1的副線圈兩端電壓的最大值為2 010 V B．T2的原線圈兩端的電壓為2 000 V C．輸電線上損失的電功率為50 W D．T1的原線圈輸入的電功率為10.1 kW 解析：因為

17、用電設備消耗的電功率為10 kW，T2副線圈兩端的電壓為U4＝200 V，則流過T2副線圈的電流為I4＝＝＝50 A，由變壓器原、副線圈的電流與線圈匝數(shù)的關系＝，可得I3＝5 A，由＝，可知T2原線圈兩端的電壓為U3＝2 000 V，B正確；輸電線的電阻分得的電壓為U線＝I3·2r＝5×2 V＝10 V，所以T1副線圈兩端的電壓為U2＝U3＋U線＝(2 000＋10)V＝2 010 V，其最大值為U2m＝2 010 V，A正確；輸電線上損失的電功率為P損＝I32·2r＝50 W，C正確；由能量守恒定律可知T1副線圈的輸出功率為P出＝(10 000＋50)W＝10 050 W，因此T1原線圈的輸

18、入功率為10 050 W，D錯誤． 答案：ABC 14．(多選)如圖14所示，電阻不計的金屬導軌PQ、MN水平平行放置，間距為L，導軌的P、M端接到匝數(shù)比為n1∶n2＝1∶2的理想變壓器的原線圈兩端，變壓器的副線圈接有阻值為R的電阻．在兩導軌間x≥0區(qū)域有垂直導軌平面的磁場，磁場的磁感應強度B＝B0sin2kπx(T)，一阻值不計的導體棒ab垂直導軌放置且與導軌接觸良好．開始時導體棒處于x＝0處，從t＝0時刻起，導體棒ab在沿x正方向的力F作用下做速度為v的勻速運動，則(　　) 圖14 A．導體棒ab中產生的交變電流的頻率為kv B．交流電壓表的示數(shù)為2B0Lv C．交流電流表的示數(shù)為 D．在t時間內力F做的功為 解析：導體棒ab切割磁感線，產生的感應電動勢E＝BLv＝B0Lvsin2kπvt(V)，則產生的交變電流的頻率為kv，A正確；由E＝B0Lvsin2kπvt(V)可知，原線圈所加交變電壓的有效值為U1＝，由＝得U2＝B0Lv，B錯誤；因U2＝B0Lv，I2＝，由＝得I1＝，C錯誤；依據(jù)能量守恒定律，得WF＝QR＝I22Rt＝，D正確． 答案：AD - 11 -