（新课标）2020版高考物理大二轮复习 专题强化训练12 直流电和交流电

专题强化训练(十二)一、选择题1.如图所示电路中，电压表、电流表均为理想电表，滑动变阻器的总阻值R大于定值电阻R0的阻值闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从最上端向下滑动时()A电压表V的示数先变大后变小，电流表A的示数变大B电压表V的示数先变小后变大，电流表A的示数变小C电压表V的示数先变大后变小，电流表A的示数先变小后变大D电压表V的示数先变小后变大，电流表A的示数先变大后变小解析外电路结构为滑动变阻器的上部分电阻R1与定值电阻R0串联后再与下部分电阻R2并联根据R1R2R0RR0，可知两电阻接入电路的阻值为定值，则并联电阻R并，结合基本不等式的关系可知，当R1R0R2时，R并有最大值，此时外电路电阻最大又滑动变阻器的总阻值R大于定值电阻R0的阻值，则当滑片从最上端下滑时，R并增大，当滑动至R1R0R2时，R并最大，根据闭合电路欧姆定律有I，可知电路中总电流先减小后增大，而由UEIr可知，电压表示数先增大后减小当滑片向下滑动至R1R0R2时，电路中的总电阻变小，电路中的总电流I增大，U减小，R1R0增大，则流过R1和R0串联部分的电流I1减小，又II1I2，所以电流表示数I2II1增大，综上所述，在滑片从最顶端向下滑动的过程中，电流表示数I2一直增大答案A2(多选)(2019天津南开中学一模)某温度检测、光电控制加热装置原理如下图所示图中RT为热敏电阻(其阻值随温度升高而减小)，用来探测加热电阻丝R的温度，RG为光敏电阻(其阻值随光照强度增大而减小)，接收小灯泡L的光照除RT、RG外，其他电阻均为定值电阻(虚线框内两元件距离很近)当R处温度升高时()AL变亮 B通过R3的电流减小CE2的路端电压增大 DR消耗的功率减小解析当R处温度升高时，RT阻值变小，小灯泡L中的电流变大，L变亮，所以光照强度增大，RG阻值变小，通过R2的电流变大，E2的路端电压变小，R两端电压变小，通过R的电流也变小，R消耗的功率变小，通过R3的电流变大，故A、D正确答案AD3(多选)(2018岳阳高三年级期中联考)如右图所示电路， C为电容器，D为理想二极管(具有单向导通作用)，电流表、电压表均为理想电表闭合开关S至电路稳定后，调节滑动变阻器滑片P向左移动一小段距离，结果发现电压表V1的示数改变量大小为U1，电压表V2的示数改变量大小为U2，电流表A的示数改变量大小为I，则下列判断正确的有()A滑片向左移动的过程中，电容器所带的电荷量不变B的值变大C的值不变，且始终等于电源内阻rD滑片向左移动的过程中，电容器所带的电荷量要不断减小解析由题图可知R1与R串联，V1测R两端的电压，V2测路端电压，若P向左端移动，则滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路中总电流减小，则内电压减小，路端电压增大，即电压表V2示数增大，R1两端的电压减小，则V1的示数增大根据闭合电路欧姆定律U1EI(R1r)，则R1r，所以的值不变，B错误根据闭合电路欧姆定律U2EIr，则r，所以的值也不变，C正确滑片向左移动的过程中，因为理想二极管具有单向导通作用，即使R1两端电压减少，电容器也不能放电，所以电容器所带的电荷量不变，A正确，D错误答案AC4(2019海淀区期末综合练习)一个边长为6 cm的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻为0.36 .磁感应强度B随时间t的变化关系如下图所示，则线框中感应电流的有效值为()A.105 A B.105 AC.105 A D.105 A解析由法拉第电磁感应定律，和欧姆定律，可得03 s内产生的感应电流I12105 A,35 s内产生的感应电流I23105 A，且与03 s内方向相反，于是可作出i随时间变化的图像如图所示由有效值的定义，得IRt1IRt2I2Rt，代入数据可得I105 A，故B选项正确答案B5(2019曲靖四十九阶段性验收测试)如图甲所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd的匝数n44，线圈位于匀强磁场中，且线圈平面与磁场方向平行线圈的两端分别与两个彼此绝缘的铜环M、N(集流环)焊接在一起，并通过电刷与一含有理想变压器的电路连接，L1、L2均为“24 V、11 W”的灯泡现使线圈绕过bc和ad边中点且垂直于磁场的转轴OO以一定的角速度匀速转动穿过线圈的磁通量随时间t变化的图像如图乙所示当开关S闭合时，灯泡均正常发光若电路其他部分的电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计则下列说法中正确的是()A变压器原、副线圈匝数比为556B矩形线圈匀速转动的角速度为5 rad/sC矩形线圈中产生感应电动势的最大值为220 VD矩形线圈中产生感应电流的有效值为1 A解析由题图乙知T0.4 s，则5 rad/s，B错误；线圈中产生的感应电动势的最大值为EmnBSnm445 V220 V，C错误；原线圈两端电压的有效值为U1220 V，副线圈两端有效电压为U224 V，变压器原、副线圈匝数比为，A正确；原线圈输入功率为P12PL22 W，由P1I1U1得原线圈中的电流为I10.1 A，D错误答案A6(2019天津河东一模)在日常生活中，各种家用电器所使用的电压不同，经常需要用变压器把220 V交流电变成所需的电压如图所示为原、副线圈匝数比为n1n2101的理想变压器，b是原线圈中的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上u1220sin100t(V)的交变电压，则()A当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 VB当单刀双掷开关与a连接时，把滑动变阻器滑片P向上移动，电流表的示数变大C单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈的输入功率变小D当单刀双掷开关由a扳向b时，再把滑动变阻器的滑片P向上移动，原线圈输入功率有可能不变解析当单刀双掷开关与a连接时，由，又n1n2101，U1220 V，可得副线圈的电压U222 V，则电压表的示数为22 V，故A错误；当单刀双掷开关与a连接时，因输入电压及原、副线圈匝数之比不变，则副线圈两端电压不变，所以电压表的示数不变；因变阻器滑片P向上移动，变阻器接入电路的电阻变大，则副线圈电流变小，电流表示数变小，故B错误；当单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈匝数变小，根据，可知副线圈两端的电压U2变大，输出功率P2变大，又输入功率等于输出功率，所以原线圈输入功率变大，故C错误；当单刀双掷开关由a扳向b时，输出电压变大，调节滑动变阻器滑片到适当位置使其连入电路的电阻R变大，输出功率P2可能不变，又输入功率等于输出功率，所以有可能实现调节前、后原线圈输入功率相等，故D正确答案D7(2019湖南永州一模)如图所示，在某一输电线路的起始端接入两个互感器，原、副线圈的匝数比分别为1001和1100，图中a、b表示电压表或电流表，已知电压表的示数为22 V，电流表的示数为1 A，则()Aa为电流表，b为电压表Ba为电压表，b为电流表C线路输送功率是22 kWD输电线路总电阻为22 解析由题图可知，左侧为电压互感器，所以a表是电压表，右侧为电流互感器，所以b表是电流表，A错误，B正确电压互感器原、副线圈的匝数比为1001，又电压表的示数为22 V，得原线圈的电压U2200 V；电流互感器原、副线圈的匝数比为1100，由电流表的示数为1 A，得原线圈的电流I100 A所以电线输送功率PUI2.2105 W220 kW，C错误由已知条件无法求输电线电阻，D错误答案B8(2019山东济宁期末)如图所示，某发电机输出功率是100 kW，输出电压是250 V，从发电机到用户间的输电线总电阻为8 ，要使输电线上的功率损失为5%，而用户得到的电压正好为220 V，则升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比分别是()A16119011 B11611190C11619011 D16111190解析输电线损失功率P损1001035%W5103 W，所以，输电线电流I225 A，升压变压器原线圈电流I1400 A，故升压变压器原、副线圈匝数比.升压变压器副线圈端电压U2U14000 V，输电线损失电压U损I2R线200 V，降压变压器原线圈电压U3U2U损3800 V，故降压变压器原、副线圈匝数比为.故选项C正确答案C9.如图所示，在AB间接入U1311sin314t(V)的正弦交流电，通过理想变压器和相同的理想二极管D1、D2给阻值R20 的纯电阻供电，变压器原线圈n11100匝，副线圈n2200匝，Q为副线圈正中央抽头为保证安全，二极管的反向耐压值至少为U0，设电阻R上消耗的电功率为P，则()AU056.6 V，P20 WBU028.3 V，P20 WCU040 V，P80 WDU080 V，P80 W解析交流电的有效值U1220 V，由得，U240 V，对电阻来说，始终承载变压器输出电压的一半，即U220 V，其功率P20 W；对二极管来说，承载的反向电压始终是变压器的输出电压U240 V，则二极管反向耐压值U0U256.6 V，选项A正确，B、C、D错误答案A二、非选择题10. (2019山西太原山大附中期末)如图所示，一个半径为r的半圆形单匝线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度大小为B，M和N是两个集流环，负载电阻的阻值为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：(1)感应电动势的最大值(2)从图示位置起转过转的时间内负载电阻R上产生的热量(3)从图示位置起转过转的时间内通过负载电阻R的电荷量(4)电流表的示数解析(1)交变电动势的最大值EmBSB2n2Bnr2(2)在线圈从图示位置转过转的时间内，电动势的有效值E电阻R上产生的热量Q2R(3)在线圈从图示位置转过转的时间内，电动势的平均值通过R的电荷量qtt(4)设此交变电动势在一个周期内的有效值为E1，由有效值的定义得T解得：E1，故电流表的示数I答案(1)2Bnr2(2)(3)(4)11(2019江西临川模拟)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n231，原线圈电路中接有一量程为3 A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表、可变电阻R以及若干“6 V,6 W”的相同灯泡输入端交变电压u的图像如图乙所示(1)求图甲中电压表的读数；(2)要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数；(3)为满足(2)中的要求，求可变电阻R应调到的电阻值解析(1)根据题图乙，可得原线圈电压的最大值U1m27 V，其有效值为U127 V，根据n1n2U1U2，代入数据可得电压表的读数U29 V.(2)设原线圈中通过的电流为I1，副线圈中通过的电流为I2，为使副线圈接入的灯泡最多，则I13 A，根据，代入数据可得I29 A，正常发光时每个灯泡中电流为I灯1 A，所以允许接入的灯泡个数为n9(盏)(3)电阻两端电压为URU2U灯3 V，电阻阻值为R .答案(1)9 V(2)9盏(3) 9