高三物理二轮复习 专题限时集训 第1部分 专题突破篇 专题10 直流电路与交流电路

专题限时集训(十)直流电路与交流电路一、选择题(本题共8小题，每小题6分在每小题给出的四个选项中，第15题只有一项符合题目要求，第68题有多项符合题目要求全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1一自耦变压器如图19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间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中()图19AU2U1，U2降低 BU2U1，U2升高CU2U1，U2降低 DU2n2知U2U1；滑动触头从M点顺时针旋转至N点过程，n2减小，则U2降低，C项正确2(2016江西萍乡二模)如图20所示为汽车的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连接到12 V的蓄电池上，副线圈连接到火花塞的两端，开关由机械控制，当开关由闭合变为断开时，副线圈中产生10 000 V以上的电压，火花塞中产生火花下列说法中正确的是() 【导学号：37162062】图20A变压器的原线圈要用粗导线绕制，而副线圈可以用细导线绕制B若该点火装置的开关始终闭合，火花塞的两端会持续产生高压C变压器原线圈输入的12 V电压必须是交流电，否则就不能在副线圈中产生高压D该点火装置中变压器的副线圈匝数必须小于原线圈的匝数A汽车的点火装置是利用变压器原理工作的，当开关始终闭合时，通过原线圈的电流恒定，原线圈中产生的磁场恒定，则在副线圈上不会产生电压，所以B错误；由题可知原线圈处接12 V的直流电源，当断开开关瞬间原线圈中电流迅速变化，会产生变化的磁场，则在副线圈中可能产生高压，所以C错误；由可知，要在副线圈中产生高压，则原线圈匝数必须小于副线圈的匝数，所以D错误故选A.3.如图21所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其它条件不变，则()图21A小灯泡变亮B小灯泡变暗C原、副线圈两端电压的比值不变D通过原、副线圈电流的比值不变B原、副线圈减去相同的匝数n后，有，可以得出，0，则说明的比值变大，由知，选项C、D错误；由和知，U2U2，再由P知，灯泡变暗，选项A错误，B正确4(2016黑龙江哈尔滨一模)在如图22所示电路中，闭合开关S，理想电流表和理想电压表的示数分别用I和U表示，当滑动变阻器的滑动触头P向左滑动时，两表的示数都发生变化电源的电动势和内电阻始终不变，则下列说法正确的是() 【导学号：37162063】图22AI变大，U变小 B.变小CR1的功率一定变大 D电源的总功率一定减小D根据电路图可知，R1、R2、电流表串联后接在电源两端，电压表并联在R2两端当滑动触头P向左滑动时，R2连入电路的阻值变大，由闭合电路欧姆定律可判断，I变小，U变大，则变大，A、B错误；由PR1I2R1，知R1的功率PR1变小，C错误；电源的总功率P总，因R总变大，则P总是变小的，D正确5如图23甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为101，a、b端输入如图乙所示的电压，副线圈电路中电阻R5，电路中的电表为理想电表，则()图23A电压表V1的示数为50 VB电流表的示数为1.0 AC电压表V2的示数为10 VD电阻R消耗的电功率为10 WB由题图乙可知原线圈两端电压的有效值为U 100 V(在一个周期内，前半个周期的有效值为U1100 V，后半个周期的有效值为U2100 V)，所以电压表V1的示数为100 V，A错；因变压器对恒定电流不起作用，且原、副线圈匝数比为101，所以副线圈两端电压的有效值为U 5 V，C错；副线圈中的电流I1 A，B对；电阻R消耗的电功率PI2R5 W，D错6(2016山东潍坊二模)如图24甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示以下判断正确的是()图24A电流表的示数为10 AB线圈转动的角速度为50 rad/sC0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左AC由题图乙知Im10 A，I10 A，A正确T2102 s，100 rad/s，B错误t0.01 s时，iIm，此时线圈平面与磁场方向平行，C正确由右手定则判定0.02 s时电阻R中电流方向自左向右，D错误7(2016辽宁抚顺一模)如图25所示电路中，电源内阻不计，三个小灯泡完全相同且外电路变化时每个灯泡两端的电压都不会超过其额定电压，开始时只有S1闭合，当S2也闭合后，下列说法中正确的是()图25A灯泡L1变亮B灯泡L2变亮C电容器C的带电荷量增加D闭合S2瞬间流过电流表的电流方向自右向左AD根据电路可知，S1闭合、S2断开时，L1、L2串联，则两灯一样亮，因L3与电容器串联后接到电源两端，则L3不亮，电容器两端电压等于电源电动势E；当S2也闭合后，电路总阻值变小，流过L1的电流变大，L1两端电压变大，L2两端电压变小，则灯L1变亮，L2变暗；因电容器此时与灯L1并联，则电容器两端电压变小，电容器上的电荷量变少，电容器对外放电，又知电容器左极板与电源正极相连，带正电，则闭合S2瞬间流过电流表的电流方向自右向左，综上所述，B、C错误，A、D正确8(2016武汉二调)如图26为发电厂向远处用户的输电电路示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变若输送功率增大，下列说法中正确的有() 【导学号：37162064】图26A升压变压器的输出电压增大B降压变压器的输出电压增大C输电线上损耗的功率增大D输电线上损耗的功率占总功率的比例增大CD已知发电厂的输出电压不变，升压变压器的原、副线圈匝数比不变，则由知，升压变压器的输出电压U2不变，A错若输送功率增大，输电电压U2不变，则由PU2I2知，输电线上电流I2增大，又输电线的电阻不变，由U损I2R知输电线上损失电压增大，则降压变压器输出电压减小，B错因输电电流增大，则由PIR知，输电线上损耗的功率变大，C对输电线上损耗功率占总功率的比例()增大，D对二、计算题(共2小题，32分)9(12分)一台小型发电机的最大输出功率为100 kW，输出电压恒为500 V，现用电阻率为1.8108 m，横截面积为105 m2的输电线向4103 m远处的用户输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率不超过发电机总功率的4%，求：(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？(2)如果用户用电器的额定电压为220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？【解析】(1)输电要用两根导线，则输电线的电阻为r1.8108 14.4 由题意知P损P4%()2r1050.04()214.4U26 000 V升压变压器原、副线圈匝数比.(2)I2 A AU损I2r14.4 V240 V而U3U2U损6 000 V240 V5 760 V降压变压器原、副线圈匝数比为28811.【答案】(1)112(2)2881110(20分)(2016河南阳信一模)如图27甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，其中B0、B1和t1均为已知在0t1时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度匀速转动求：图27(1)0t1时间内通过电阻R的电流大小；(2)线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；(3)线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90的过程中，通过电阻R的电荷量. 【导学号：37162065】【解析】(1)在0t1时间内，金属线框中的感应电动势为E1n根据闭合电路欧姆定律，通过电阻R的电流I1.(2)线框产生感应电动势的最大值EmnB1L1L2感应电动势的有效值EnB1L1L2通过电阻R的电流的有效值I线框转动一周所需的时间t此过程中，电阻R产生的热量QI2RtR()2.(3)线框从图甲所示位置转过90的过程中平均感应电动势n平均感应电流通过电阻R的电荷量qt.【答案】见解析