（江苏专版）2022年高考物理二轮复习 专题四 第一讲 直流电路与交流电路课前自测诊断卷（含解析）

（江苏专版）2022年高考物理二轮复习 专题四 第一讲 直流电路与交流电路课前自测诊断卷（含解析）考点一交流电的产生及描述A甲图表示交流电，乙图表示直流电B甲图电压的有效值为220 V，乙图电压的有效值小于220 VC乙图电压的瞬时值表达式为u220sin 100t(V)D甲图电压经过匝数比为110的变压器变压后，频率变为原来的10倍解析：选B由于两图中表示的电流方向都随时间变化，因此都为交流电，故A错误；由于对应相同时刻，图甲电压比图乙电压大，根据有效值的定义可知，图甲有效值要比图乙有效值大，图甲是正弦式交流电，所以有效值U220 V，故乙图电压小于220 V，则B正确；图乙不是正弦式交流电，所以表达式不是正弦函数，故C错误；理想变压器变压后，频率不发生变化，故D错误。2考查交流电的产生及瞬时值、有效值如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，则()A两次t0时刻线圈平面均与中性面垂直B曲线a表示的交变电动势瞬时值为15cos 50t(V)C曲线a、b对应的线圈转速之比为32D曲线b表示的交变电动势有效值为10 V解析：选C在t0时刻，线圈一定处在中性面上，故A错误；由题图乙可知，a的周期为4102 s，50 rad/s；曲线a表示的交变电动势瞬时值为15sin 50t(V)，B错误；b的周期为6102 s，则由n可知，转速与周期成反比，故转速之比为32，故C正确；abn1n232，a交流电的最大值为15 V，则根据EmnBS得曲线b表示的交变电动势最大值是10 V，则有效值为U V5 V，故D错误。3考查交流电的四值及应用多选如图所示，匀强磁场的磁感应强度B0.5 T，边长L10 cm的正方形线圈共100匝，线圈总电阻r1 ，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，角速度2 rad/s，外电路中的电阻R4 ，取3.14，则()A线圈转动一周产生的总热量为0.99 JB感应电动势的最大值为314 VC由图示位置转过60的过程中产生的平均感应电动势为2.6 VD从图示位置开始的周期内通过R的电荷量为0.87 C解析：选AC感应电动势的最大值为：EmnBS1000.50.122 V V，故B错误；周期为：T1 s，线圈转动一周产生的总热量为：Q2T21 J J0.99 J，故A正确；转过60的过程中产生的平均感应电动势En100 V V2.6 V，故C正确；平均电动势：n，平均电流：，在周期内通过电阻R的电荷量为：qt，即为：q C0.087 C，故D错误。考点二直流电路的动态分析4.考查含容电路的动态问题分析如图所示电路中，电流表A和电压表V均可视为理想电表。现闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动，下列说法正确的是()A电流表A的示数变小，电压表V的示数变大B小灯泡L变亮C电容器C上电荷量减少D电源的总功率变大解析：选A闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动时，变阻器接入电路的电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中总电流I减小，则小灯泡L变暗，电流表A的示数变小；电压表的示数UEI(RLr)，I减小，其他量不变，则U增大，即电压表V的示数变大，故A正确，B错误。电容器的电压等于变阻器两端的电压，即等于电压表的示数，U增大，由QCU，知电容器C上的电荷量增多，故C错误。电源的总功率PEI，I减小，则电源的总功率变小，故D错误。5考查电路中平行极板间带电粒子的运动问题如图所示，A、B是两块水平放置的平行金属板，一带电小球垂直于电场线方向射入板间，小球将向A极板偏转。为了使小球沿射入方向做直线运动，可采用的方法是()A将原来带正电的小球改为带负电B将滑动变阻器滑片P适当向左滑动C适当增大小球所带电荷量D将极板间距适当增大解析：选D一带电小球垂直于电场线方向射入极板区域后，向A极板偏转，则小球所受电场力向上且电场力大于重力，小球原来就带负电，选项A错误；为使小球沿直线运动，应减小小球所受电场力，将滑动变阻器滑片P适当向左滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中总电阻减小，总电流增大，R两端电压增大，电容器两端电压增大，板间场强增大，电场力增大，选项B错误；适当增大小球所带电荷量，小球所受电场力增大，选项C错误；将极板间距适当增大，板间场强减小，小球所受电场力减小，可使电场力等于重力，选项D正确。6.考查电表示数变化量大小的比较多选在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时， 四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数的变化量分别用I、U1、U2和U3表示。下列说法正确的是()A.变大，变小B.变大，不变CI0，U10，U20DI0，U10，U30解析：选BD当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，R2变大，根据欧姆定律R2，可知将变大；由U2EI(R1r)，可得R1r，则不变，故A错误。由R2R1，可知变大；由U3EIr，可得r，则不变，故B正确。R2变大时，外电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律，可知I变小，所以I0，U1IR1变小，所以U10，因U3U1U2，U1减小，则U2增大，所以U20，故C错误，D正确。考点三交流电路的动态分析7.考查由滑动变阻器引起的动态变化问题如图所示为一理想变压器，原线圈接在输出电压为uU0sin t的交流电源两端。电路中R0为定值电阻，V1、V2为理想交流电压表，A1、A2为理想交流电流表。现使滑动变阻器R的滑动触头P向上滑动，下列说法正确的是()A电压表V1与V2示数的比值将变大B电流表A1与A2示数的比值将变小C电压表V1与电流表A1示数的比值变大D电压表V2与电流表A2示数的比值变小解析：选C由于变压器原、副线圈电压之比等于线圈匝数之比，因此电压表示数之比一定等于线圈匝数之比，故A错误； 由于只有一个副线圈，因此电流之比等于线圈匝数的反比，故两电流表的比值不变，故B错误；滑动变阻器R的滑动触头P向上滑动，则滑动变阻器接入电阻增大，由欧姆定律可知，电流表A2示数减小，电流表A1示数也减小，而电压表V1和V2示数不变，电压表V1与电流表A1示数的比值变大，电压表V2与电流表A2示数的比值也变大，故C正确，D错误。8考查变压器负载变化引起的动态变化问题多选每到夜深人静的时候我们就会发现灯泡比睡觉前要亮，其原因在于大家都在用电时，用电器较多。利用如图模拟输电线路，开关的闭合或者断开模拟用户的变化，原线圈输入电压恒定的交流电。下列分析正确的是()A定值电阻相当于输电线电阻B开关闭合，灯泡L1两端电压升高C开关闭合，原线圈输入功率增大D开关断开，副线圈电压增大解析：选AC原、副线圈匝数之比等于电压之比，由于匝数比值不变，原线圈输入电压也不变，所以副线圈电压不会变化，选项D错误。家庭电路用电器之间为并联关系，用户较多时，并联支路增多，相当于开关闭合，而与之串联的定值电阻，实际是等效输电线的电阻，选项A正确。开关闭合副线圈总电阻变小，总电流变大，定值电阻分电压增多，并联电压变小，即灯泡L1两端电压减小，选项B错误。副线圈电压不变电流增大，副线圈电功率增大，根据能量守恒，原线圈电功率也增大，选项C正确。9考查变压器原线圈匝数变化引起的动态变化多选如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为445，b是原线圈的抽头，且其恰好位于原线圈的中心，S为单刀双掷开关，负载电阻R25 ，电表均为理想电表，在原线圈c、d两端接入如图乙所示的正弦交流电。下列说法中正确的是()A当S与a连接，t1102 s时，电流表的示数为0B当S与a连接，电压表示数为50 VC将S与b连接，电阻R消耗的功率为100 WD将S与b连接，1 s内电阻R上电流方向改变100次解析：选CD由题图乙可知，交流电的周期为2102 s，所以交流电的频率为f50 Hz，交流电的有效值为 V220 V，当S与a连接时，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压为25 V，电压表示数为25 V，根据欧姆定律知通过副线圈的电流I2 A1 A，原、副线圈中电流与匝数成反比，可得电流表示数为0.11 A，故A、B错误。S与b连接时，副线圈两端的电压U2U1220 V50 V，电阻R消耗的功率为P2 W100 W，故C正确。变压器不会改变电流的频率，所以副线圈输出电压的频率为50 Hz，1 s内电流方向改变100次，故D正确。10考查自耦变压器负载含电容器的动态变化多选一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈，通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈。在a、b间输入u220sin 100t(V)交变电流，滑动触头处于图示M位置时，灯泡L能正常发光。下列说法正确的是()A交流电源的频率变为100 Hz时，可使灯泡变亮B减小电容器C的电容，可使灯泡变亮C将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中，电压表示数变小且小于220 VD将滑动触头从N点逆时针旋转到M点的过程中，电压表示数变大且大于220 V解析：选AC在a、b间输入电压u220sin 100t(V)，可知交变电流的频率为50 Hz，当交流电源的频率变为100 Hz时，由于电容器对交变电流的阻碍作用减小，可使灯泡变亮，故A正确；减小电容器C的电容，则对交变电流的阻碍作用增大，灯泡变暗，故B错误；自耦变压器的原线圈匝数大于副线圈匝数，根据变压器原理，可知输出电压小于220 V，将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中，自耦变压器的副线圈匝数减小，电压表示数变小，故C正确，D错误。11考查变压器副线圈含二极管的动态问题如图所示，一理想变压器的原、副线圈的匝数比是101，原线圈接入电压u311sin 100t(V)的交流电，一理想二极管和一滑动变阻器R串联接在副线圈上，电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法正确的是()A电压表的读数为22 VB原线圈中交流电的频率为25 HzC若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电压表读数增大D若滑动变阻器接入电路的阻值为10 ，则理想变压器的输入功率为24.2 W解析：选D原、副线圈的电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压为22 V，由于副线圈接着二极管，它具有单向导电性，根据电流的热效应知T，解得U11 V，故A错误；原线圈中交流电的频率为f50 Hz，故B错误；将滑动变阻器滑片向下滑动，接入电路中的阻值变大，副线圈电流变小，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的读数不变，故C错误；由B项分析求得电压表两端电压有效值为U11 V，则理想变压器的输出功率为P出 W24.2 W，理想变压器的输入功率为24.2 W，故D正确。考点四变压器与远距离输电问题12.考查变压器的工作原理与感抗、容抗如图甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计。在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1t2时间内()A电流表A1的示数比A3的小B电流表A2的示数比A1的小C电流表A1和A2的示数相同D电流表的示数都不为零解析：选C原线圈中磁场如题图乙所示变化，则原线圈中的磁通量均匀变化，故副线圈中产生恒定的电流，因线圈电阻不计，故线圈L对恒定电流没有阻碍作用，所以电流表A1和A2的示数相同，而电容器“通交流、隔直流”，所以电流表A3的示数为0。只有C正确。13考查远距离输电功率分配多选如图所示，在远距离输电时，发电厂发电机的输送电功率为P1，输出电压为U1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R，通过输电导线的电流为I，输电线损失的电功率为P，输电线末端的电压为U2，用户得到的电功率为P2。下列关系式正确的是()APBPCPI2RDP2P1解析：选BCD根据公式PI2R，故A错误，B、C正确；根据总功率相等可以知道P2P1I2RP1，故D正确。14考查远距离输电的相关计算多选某大型光伏电站的功率是500 kW，电压为12 V，送往外地时，先通过逆变器(作用是将直流电压转变为高频的高压交流电)转化为220 V的交流电(转化效率为80%)，然后经变压器升压为20 000 V，通过总电阻为R20 的输电线路送往某地，再经变压器降为220 V电压供用户使用。下列说法正确的是()A变压器的原、副线圈匝数比为1 00011B变压器的原、副线圈匝数比为111 000C用户最多可使用的功率为392 kWD用户负载越多，线路上损耗的功率越小解析：选BC直流电转变为交流电后的功率为P5000.8 kW400 kW根据可得：电线上损失的电压为UI2RR20 V400 V则U3U2U20 000 V400 V19 600 V由得：，故A错误，B正确；回路中损失的功率为PI22R2R220 W8 kW，所以用户得到的功率为P用PP损400 kW8 kW392 kW，故C正确；用户负载越多，输电线上的电流越大，线路上损耗的功率越大，故D错误。