2022高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題四 電路與電磁感應(yīng) 專題強(qiáng)化練（十一）直流電路與交流電路

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1、2022高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題四 電路與電磁感應(yīng) 專題強(qiáng)化練（十一）直流電路與交流電路 考點(diǎn)1　直流電路的動(dòng)態(tài)分析 1．如圖所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略．開關(guān)S閉合后．在變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過程中(　　) A．電壓表與電流表的示數(shù)都減小 B．電壓表與電流表的示數(shù)都增大 C．電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小 D．電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大 解析：由變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑可知R0連入電路的有效電阻減小，則R外減小，由I＝可知I增大，由U內(nèi)＝Ir可知U內(nèi)增大，由E＝U內(nèi)＋U外可知U外減小，故電壓表示數(shù)減小．由U1＝IR1可知U1增大，由U外＝U1＋U2可

2、知U2減小，由I2＝可知電流表示數(shù)減小，故A正確． 答案：A 2.(多選)如圖所示，直流電源、滑動(dòng)變阻器、平行板電容器與理想二極管(正向電阻為0，反向電阻為∞)連接，電源負(fù)極接地．開始時(shí)電容器不帶電，閉合開關(guān)S，穩(wěn)定后，一帶電油滴恰能靜止在電容器中P點(diǎn)．在開關(guān)S保持接通的狀態(tài)下，下列說法正確的是(　　) A．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)時(shí)，帶電油滴會(huì)向上運(yùn)動(dòng) B．當(dāng)電容器的上極板向上移動(dòng)時(shí)，帶電油滴會(huì)向下運(yùn)動(dòng) C．當(dāng)電容器的下極板向下移動(dòng)時(shí)，P點(diǎn)的電勢(shì)不變 D．當(dāng)電容器的下極板向左移動(dòng)時(shí)，P點(diǎn)的電勢(shì)會(huì)升高 解析：帶電油滴恰好靜止，其合力為零，受到豎直向下的重力和豎直向上的電場(chǎng)力

3、，即mg＝qE，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)時(shí)，其電阻值變大，電容器兩端的電壓U變大，對(duì)電容器進(jìn)行充電，兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度E變大，帶電油滴受到的電場(chǎng)力大于重力，會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；當(dāng)電容器的上極板向上移動(dòng)時(shí)，極板間距d變大，根據(jù)C＝＝，電容器的電荷量Q應(yīng)減小，但由于二極管的單向?qū)щ娦?，電容器只能進(jìn)行充電，不能進(jìn)行放電，故此時(shí)，電容器的電荷量Q不變，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝＝不變，帶電油滴仍靜止不動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；同理，當(dāng)電容器的下極板向下移動(dòng)時(shí)，d變大，電場(chǎng)強(qiáng)度E不變，而P點(diǎn)到下極板的距離變大且下極板的電勢(shì)不變，故P點(diǎn)電勢(shì)升高，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)電容器的下極板向左移動(dòng)時(shí)，S變小，根據(jù)C＝＝和二極管的單向?qū)щ娦裕?/p>

4、電容器的電荷量Q不變，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝變大，而P點(diǎn)到下極板的距離不變，故P點(diǎn)電勢(shì)升高，選項(xiàng)D正確． 答案：AD 考點(diǎn)2　交流電的產(chǎn)生 3．(2018·冀州模擬)一根導(dǎo)線兩端加上電壓U，導(dǎo)體中自由電子定向移動(dòng)的平均速率為v，現(xiàn)將導(dǎo)線均勻拉長至橫截面半徑為原來的，然后兩端加上電壓U，則導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的平均速率為(　　) A.　　　　　　 B. C. D. 解析：橫截面的半徑變?yōu)樵瓉淼?，可知面積變?yōu)樵瓉淼?，由體積V＝LS不變，可知長度變?yōu)樵瓉淼?倍．由電阻定律的表達(dá)式R＝ρ，可得變化后的電阻值為R′＝ρ·＝16R，由I＝可知，電流變?yōu)樵瓉淼?由電流的微觀表達(dá)式I＝nqSv，可知v

5、＝，v′＝，故v′＝＝v, C正確． 答案：C 4．(2018·大慶模擬)先后用不同的交流電源給同一盞燈泡供電．第一次燈泡兩端的電壓隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化(如圖甲所示)；第二次燈泡兩端的電壓變化規(guī)律如圖乙所示．若甲、乙圖中的U0、T所表示的電壓、周期值是相同的，則以下說法正確的是(　　) A．第一次，燈泡兩端的電壓有效值是 B．第二次，燈泡兩端的電壓有效值是 C．第一、第二次，燈泡的電功率之比是2∶9 D．第一、第二次，燈泡的電功率之比是1∶5 解析：第一次燈泡兩端的電壓有效值為U1＝Um＝U0，設(shè)第二次電壓的有效值為U2，根據(jù)有效值的定義，則有·＋·＝T，解得，U2＝U0，故

6、A、B錯(cuò)誤；由功率的公式P＝得，燈泡的電功率之比是P1∶P2＝∶＝1∶5，故C錯(cuò)誤，D正確． 答案：D 5．間距為 m的無限長光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌中間分布有磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界為正弦曲線，一長為2 m的光滑導(dǎo)體棒以1 m/s的速度勻速向右滑動(dòng)，如圖所示，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒電阻為20 Ω，定值電阻為10 Ω，則下列分析正確的是(　　) A．電流表示數(shù)為A B．電壓表的示數(shù)是0.5 V C．導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí)，導(dǎo)體棒的瞬時(shí)電流從C到D D．導(dǎo)體棒上消耗的熱功率為0.2 W 解析：當(dāng)導(dǎo)體棒切割磁感線時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝BLv，由于有效切割長度

7、按正弦規(guī)律變化，且當(dāng)磁場(chǎng)反向時(shí)，感應(yīng)電流反向，故這個(gè)過程產(chǎn)生正弦式交流電，導(dǎo)體棒有效切割長度最長等于 m，交流電的最大值是：Em＝BLv＝1××1 V＝ V，有效值為E＝＝1 V，由于導(dǎo)體棒接入電路的有效長度為總長度一半，所以接入電路電阻為10 Ω，定值電阻也為10 Ω，則電壓表的示數(shù)為U＝E＝0.5 V，選項(xiàng)B正確；電流表的示數(shù)為I＝＝A＝0.05 A，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí)，剛好對(duì)應(yīng)電流方向發(fā)生變化的時(shí)刻，則瞬時(shí)電流等于0，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒上消耗的熱功率為Pr＝I2r＝0.052×10 W＝0.025 W，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：B 6．(多選)小型發(fā)電機(jī)線圈共N匝，每匝

8、可簡化為矩形線圈abcd，bc邊長度為L1，磁極間的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于線圈中心軸OO′，線圈以角速度ω繞OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示．矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值都為e0，不計(jì)線圈電阻，下列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)b邊長度為L＝ B．產(chǎn)生的交變電流的周期是2πω C．若從中性面開始計(jì)時(shí)，則發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝2Ne0sin ωt D．發(fā)電機(jī)線圈從垂直中性面位置轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值是 解析：由題意可知，線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值都為e0，由e0＝BLv＝BL，解得L＝，選項(xiàng)A正確；T＝，選項(xiàng)B錯(cuò)

9、誤；對(duì)單匝矩形線圈，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為2e0，發(fā)電機(jī)線圈共N匝，所以發(fā)電機(jī)線圈中總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為2Ne0，從中性面開始計(jì)時(shí)，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝2Ne0sin ωt，選項(xiàng)C正確；發(fā)電機(jī)線圈從垂直中性面位置轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過程中，磁通量變化量為ΔΦ＝BLL1＝，時(shí)間Δt＝＝，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值是＝N＝，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：AC 考點(diǎn)3　變壓器和遠(yuǎn)距離輸電 7．(多選)如圖所示，可調(diào)理想變壓器原線圈接交流電，副線圈通過滑動(dòng)觸頭P可改變其匝數(shù)．下列說法正確的是(　　) A．僅增大R的阻值，通過燈泡L的電流將變大 B．僅增大R的阻值，通過燈泡L的電流將變小 C．僅將滑

10、動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)，燈泡L兩端的電壓將變大 D．僅將滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)，燈泡L兩端的電壓將變小 解析：僅增大電阻R時(shí)，由于匝數(shù)不變，輸出電壓不變，則由歐姆定律可知，通過燈泡的電流變小，故A錯(cuò)誤，B正確；滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，輸出端匝數(shù)減小，則輸出電壓變小，燈泡兩端的電壓變小，故C錯(cuò)誤，D正確． 答案：BD 8．如圖，理想變壓器的原、副線圈電路中接有四只規(guī)格相同的燈泡，原線圈電路接在電壓恒為U0的交變電源上．當(dāng)S斷開時(shí)，L1、L2、L3三只燈泡均發(fā)光．若閉合S，已知燈泡都不會(huì)損壞，且燈絲電阻不隨溫度變化，則(　　) A．燈泡L1變亮 B．燈泡L2變亮 C．燈泡L3亮度不變 D

11、．燈泡L4正常發(fā)光 解析：設(shè)原線圈電流為I1，燈泡電阻為R，因原線圈有燈泡，故U0＝I1R＋I(xiàn)1·R并，閉合S時(shí)R并減小，故I1增大，則燈泡L1變亮；變壓器的輸入電壓減小，而匝數(shù)比不變，則變壓器的輸出電壓減小，則燈泡L2和L3變暗，L4不能正常發(fā)光．故A正確，B、C、D錯(cuò)誤． 答案：A 9．在如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1.a，b兩端電壓與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示，二極管可視為理想二極管，電表均為理想電表，電阻R＝10 Ω，則下列說法正確的是(　　) A．電壓表示數(shù)為4.5 V B．電壓表示數(shù)為0 C．電流表示數(shù)為0.9 A D．電路消耗功率為16.

12、2 W 解析：原線圈的電壓的有效值為U1＝＝V＝18 V，副線圈的電壓為U2＝18× V＝9 V，電流為I2＝＝ A＝0.9 A，即電流表示數(shù)為0.9 A，故選項(xiàng)C正確；根據(jù)二極管的特性，設(shè)電壓表測(cè)量的有效值為U有，則×1＝×2，解得U有＝ V＝6.4 V，故A、B錯(cuò)誤；電路消耗的功率等于電阻R消耗的功率，則電路消耗功率為P＝IR＝8.1 W，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：C 10．(多選)(2018·衡陽聯(lián)考)如圖所示，匝數(shù)n＝10匝的矩形線框處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝ T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直磁場(chǎng)的軸以恒定角速度ω＝20 rad/s在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，線框電阻不計(jì)，面積S＝0.4 m2，線框通過滑環(huán)與一

13、理想自耦變壓器的原線圈相連，副線圈接有一只燈泡L(4 W　100 Ω)和滑動(dòng)變阻器，電流表視為理想電表，則下列說法正確的是(　　) A．燈泡正常發(fā)光時(shí)原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1 B．燈泡正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)為0.2 A C．若將自耦變壓器觸頭向下滑動(dòng)，燈泡會(huì)變暗 D．若將滑動(dòng)變阻器滑片向上移動(dòng)，則電流表示數(shù)減小 解析：變壓器輸入電壓的最大值為Um＝nBSω＝10××0.4×20 V＝80 V，變壓器輸入電壓的有效值為U1＝＝ V＝80 V，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓U2＝＝ V＝20 V，此時(shí)原、副線圈的匝數(shù)比為＝＝＝，故A錯(cuò)誤；由歐姆定律得I2＝＝A＝0.2 A，根據(jù)＝得，此時(shí)電流

14、表的示數(shù)為I1＝＝×0.2 A＝0.05 A，故B錯(cuò)誤；若將自耦變壓器觸頭向下滑動(dòng)，副線圈匝數(shù)變小，根據(jù)＝可知輸出電壓減小，所以燈泡變暗，故C正確；線圈匝數(shù)不變，根據(jù)＝可知輸出電壓不變，若將滑動(dòng)變阻器觸頭向上滑動(dòng)，連入電路電阻變大，負(fù)載等效電阻變大，P1＝P2＝變小，又P1＝U1I1可知電流表示數(shù)變小，故D正確． 答案：CD 11．(多選)如圖所示為遠(yuǎn)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(shè)備兩端

15、的電壓為U4＝200 V，用電設(shè)備消耗的電功率為10 kW，不考慮其他因素的影響，則(　　) A．T1的副線圈兩端電壓的最大值為2 010V 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?yàn)橛秒娫O(shè)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(guān)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

16、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 010V，A正確；輸電線上損失的電功率為P損＝I·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原線圈的輸入功率為10 050 W，D錯(cuò)誤． 答案：ABC 12.(2018·福州一中檢測(cè))如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T.單匝矩形線圈面積S＝1 m2.電阻不計(jì)，繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．線圈通過電刷與一理想變壓器原線圈相接，為交流電流表．調(diào)整副線圈的滑動(dòng)觸頭P，當(dāng)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1時(shí)，副線圈

17、電路中標(biāo)有“6 V　6 W”的燈泡正常發(fā)光．以下判斷正確的是(　　) A．電流表的示數(shù)為1 A B．矩形線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的最大值為18 V C．從矩形線圈轉(zhuǎn)到中性面開始計(jì)時(shí)，矩形線圈電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律為e＝12sin 60πt(V) D．若矩形線圈轉(zhuǎn)速增大，為使燈泡仍能正常發(fā)光，應(yīng)將P適當(dāng)下移 解析：燈泡正常發(fā)光，故變壓器的輸出電流為：I2＝＝1 A；根據(jù)公式：＝，解得I1＝0.5 A，故A錯(cuò)誤；燈泡正常發(fā)光，故變壓器的輸出電壓為6 V，根據(jù)公式＝，解得：U1＝12 V，故矩形線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的有效值為12 V，最大值為12V≈17 V，故B錯(cuò)誤；根據(jù)公式Em＝NBSω，解得：ω

18、＝＝rad/s＝60π rad/s，故從矩形線圈轉(zhuǎn)到中性面開始計(jì)時(shí)，矩形線圈電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律e＝Emsin ωt＝12sin 60πt(V)，故C正確；若矩形線圈轉(zhuǎn)速增大，根據(jù)公式Em＝NBSω，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值增加，故有效值也增加；為使燈泡仍能正常發(fā)光，應(yīng)該增大變壓比，故應(yīng)將P適當(dāng)上移，故D錯(cuò)誤． 答案：C 13．(2018·沈陽質(zhì)檢)用某型號(hào)的柴油發(fā)電機(jī)給我國災(zāi)民臨時(shí)安置區(qū)供電，發(fā)電機(jī)到安置區(qū)的距離是400 m，輸電線路中的火線和零線均為單股銅導(dǎo)線，該導(dǎo)線每米的電阻為2.5×10－4Ω，安置區(qū)家用電器的總功率為44 kW.當(dāng)這些家用電器都正常工作時(shí)，下列說法正確的是(　　)

19、A．輸電線路中的電流為20 A B．輸電線路損失的電功率為4 kW C．發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出電壓是240 V D．如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦交變電流，則輸出電壓的峰值是260V 解析：家用電器正常工作時(shí)的額定電壓一般是220 V，所以輸電線路中的電流I＝＝200 A，A錯(cuò)誤；輸電線路損失的電功率ΔP＝I2R線＝8 000 W，B錯(cuò)誤；輸電線路損失的電壓ΔU＝IR線＝40 V，發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出電壓為220 V＋40 V＝260 V，C錯(cuò)誤．輸出電壓峰值為260V，D正確． 答案：D 14．(多選)如圖為某小型水電站的電能輸送示意圖，發(fā)電機(jī)通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電．已知輸

20、電線的總電阻R＝10 Ω，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，副線圈與用電器R0組成閉合電路．若T1、T2均為理想變壓器．T2的副線圈兩端電壓u＝220sin 100πt V，當(dāng)用電器電阻R0＝11 Ω時(shí)(　　) A．通過用電器R0的電流有效值是20 A B．當(dāng)用電器的電阻R0減小時(shí)，輸電線損耗的功率也隨著減小 C．發(fā)電機(jī)中的電流變化頻率為100 Hz D．升壓變壓器的輸入功率為4 650 W 解析：通過用電器R0的電流有效值I＝＝20 A，A正確；當(dāng)用電器的電阻R0減小時(shí)，由于電壓不變，電流增大，輸電線上的電流也增大，輸電線上損失的功率增大，B錯(cuò)誤；變壓器不改變交流電的

21、頻率，f＝50 Hz，C錯(cuò)誤；降壓變壓器的輸出功率P1＝UI＝4 400 W，由理想變壓器原、副線圈電流與匝數(shù)成反比，得輸電線上的電流I′＝5 A，輸電線上損失的功率ΔP＝I′2R＝250 W，升壓變壓器的輸入功率P＝P1＋ΔP＝4 650 W，D正確． 答案：AD 15．(2015·廣東卷)如圖為氣流加熱裝置的示意圖，使用電阻絲加熱導(dǎo)氣管．視變壓器為理想變壓器，原線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變．調(diào)節(jié)觸頭P，使輸出電壓有效值由220 V降至110 V，調(diào)節(jié)前后(　　) A．副線圈中的電流比為1∶2 B．副線圈輸出功率比為2∶1 C．副線圈的接入匝數(shù)比為2∶1 D．原線圈輸入功率比為1∶2 解析：設(shè)原線圈輸入電壓為U1，原線圈的匝數(shù)為n1，副線圈輸出電壓為U2，副線圈的匝數(shù)為n2，則＝，當(dāng)副線圈的輸出電壓降為原來的一半時(shí)，副線圈的匝數(shù)減小為原來的，C項(xiàng)正確；由I2＝可知，副線圈的電流減為原來的一半，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由P＝可知，副線圈輸出的功率減為原來的，原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，因此原線圈的輸入功率也減為原來的，B、D項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：C