（課標版）2020屆高考物理二輪復習 專題四 第8講 恒定電流與交變電流練習

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1、第8講恒定電流與交變電流一、單項選擇題1.一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖像如圖甲所示。已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為5.0 ,現(xiàn)外接一只電阻為95.0 的燈泡,如圖乙所示,則() A.電壓表V的讀數(shù)為220 VB.電路中的電流方向每秒改變50次C.燈泡實際消耗的功率為484 WD.發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒產(chǎn)生的焦耳熱為24.2 J答案D由題圖甲知發(fā)電機產(chǎn)生的感應電動勢有效值為220 V,燈泡中電流大小為I=ER+r=2.2 A,電壓表讀數(shù)為U=IR=2.295.0 V=209 V,選項A錯誤;由題圖甲知交變電流的周期為0.02 s,則其頻率為50 Hz,電路中的電流方向每秒改變100次,選項

2、B錯誤;燈泡實際消耗的功率為P=IU=2092.2 W=459.8 W,選項C錯誤;發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒產(chǎn)生的焦耳熱為Q=I2rt=2.2251 J=24.2 J,選項D正確。2.(2019河南安陽模擬)如圖所示電路中,電流表A和電壓表V均可視為理想電表?，F(xiàn)閉合開關S后,將滑動變阻器滑片P向左移動,下列說法正確的是()A.電流表A的示數(shù)變小,電壓表V的示數(shù)變大B.小燈泡L變亮C.電容器C上電荷量減少D.電源的總功率變大答案A閉合開關S后,將滑動變阻器滑片P向左移動時,變阻器接入電路的電阻增大,根據(jù)閉合電路歐姆定律得知,電路中總電流I減小,則小燈泡L變暗,電流表A的示數(shù)變小。電壓表V的示數(shù)U=E-

3、I(RL+r),I減小,其他量不變,則U增大,即電壓表V的示數(shù)變大,故A正確,B錯誤。電容器C兩端的電壓等于滑動變阻器兩端的電壓,即等于電壓表的示數(shù),U增大,由Q=CU,知電容器C上的電荷量增大,故C錯誤。電源的總功率P=EI,I減小,則電源的總功率變小,故D錯誤。3.有一種測量人體重的電子秤,其原理圖如圖所示,它主要由三部分構成:踏板、壓力傳感器R(是一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表(實質(zhì)是理想電流表),設踏板的質(zhì)量可忽略不計,已知理想電流表的量程為3 A,電源電動勢為12 V,內(nèi)阻為2 ,電阻R隨壓力變化的函數(shù)式為R=30-0.02F(F和R的單位分別是N和)。則下列說

4、法正確的是()A.該秤能測量的最大體重是1 300 NB.體重為1 300 N應標在電流表刻度盤2 A刻度處C.該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表刻度盤0刻度處D.該秤零刻線應標在電流表刻度盤的最大刻度處答案B電路中允許的最大電流為I1=3 A,由閉合電路歐姆定律E=I1(R+r)得,Rmin=2 ,代入R=30-0.02F得,Fmax=1 400 N,A錯誤;同理,體重為1 300 N時,I2=2 A,B正確;同理,當電子秤示數(shù)為零時,I3=0.375 A,C、D均錯誤。4.電動機的內(nèi)電阻r=2 ,與R=8 的電阻串聯(lián)接在線圈上,如圖所示。已知線圈面積為220 m2,共100匝

5、,電阻為2 ,在B=2 T的勻強磁場中繞OO以轉(zhuǎn)速n=600 r/min勻速轉(zhuǎn)動,在合上開關S后電動機正常工作時,電壓表的示數(shù)為100 V。則下列說法正確的是()A.電路中電流的最大值為52 AB.電路中電流的最大值為102 AC.電動機正常工作時的輸出功率為1 000 WD.電動機正常工作時的輸出功率為8002 W答案B線圈的角速度=20 rad/s,電動勢的最大值Em=NBS=2002 V,有效值E=Em2=200 V,電路中的電流I=E-UR+r線圈=10 A,電流的最大值Im=2I=102 A,選項A錯誤,B正確;電動機正常工作時的輸出功率P出=UI-I2r=800 W,選項C、D錯誤

6、。5.如圖甲所示為遠距離輸電示意圖,變壓器均為理想變壓器,升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1100,其輸入交流電壓的變化規(guī)律如圖乙所示,遠距離輸電線的總電阻為50 。降壓變壓器右側部分為火災報警系統(tǒng)原理圖,其中R1為一定值電阻,R2為用半導體熱敏材料制成的傳感器,當溫度升高時其阻值變小,電壓表V可以顯示加在報警器兩端的電壓(報警器未畫出)。未出現(xiàn)火警時,升壓變壓器的輸入功率為660 kW。下列說法中正確的是()甲乙A.0.01 s時刻,電壓表的示數(shù)是0B.未出現(xiàn)火警時,遠距離輸電線路損耗的功率為45 kWC.當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時,電壓表V的示數(shù)變大D.當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時,輸電線上

7、的電流變小答案B電壓表的讀數(shù)是交流電的有效值,則0.01 s時刻,電壓表的示數(shù)不為零,選項A錯誤;升壓變壓器輸入端電壓有效值為220 V,根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知,副線圈兩端電壓為22 000 V,所以輸電線中的電流I=PU=66010322000 A=30 A,輸電線損失的電壓U=IR=3050 V=1 500 V,輸電線路損耗功率P=UI=1 50030 W=45 kW,故B正確;當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時其阻值減小,降壓變壓器副線圈中電流增大,定值電阻的分壓增大,所以電壓表V的示數(shù)減小,故C錯誤;當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時,副線圈電流增大,根據(jù)電流與匝數(shù)成反比知輸電線上的電流增大,故D

8、錯誤。6.(2019四川綿陽模擬)工廠生產(chǎn)的某一批次小燈泡說明書上附有如圖甲所示的電壓隨電流變化圖像,圖乙是該批次三個小燈泡連接而成的電路,三個燈泡均發(fā)光時電壓表V2的示數(shù)為1 V,下列說法正確的是()A.電壓表V1的示數(shù)為2.0 VB.電流表A1的示數(shù)為0.6 AC.若燈泡L1短路,則電壓表V2的示數(shù)為5.0 VD.電源的輸出功率為0.9 W答案B分析電路的連接時,把電壓表看做斷路,電流表看做導線,題中L2與L3并聯(lián),然后再與L1串聯(lián)組成外電路,電壓表V1測量L1兩端的電壓,電壓表V2測量并聯(lián)電路部分的電壓,電流表A1測量干路電流,電流表A2測量通過L3的電流。閉合開關S,電壓表V2的示數(shù)為

9、1 V,表示L2兩端的電壓為1 V,由題圖甲可知,此時對應的支路電流I=0.3 A,通過L1的干路電流為0.6 A,電流表A1的示數(shù)為0.6 A,選項B正確;此時L1兩端電壓根據(jù)題圖甲可知為4.0 V,即電壓表V1的示數(shù)為4.0 V,選項A錯;此時路端電壓為5.0 V,干路電流為0.6 A,電源輸出功率為3.0 W,選項D錯;若燈泡L1短路,則只有兩個燈泡并聯(lián),電壓表V2測并聯(lián)電壓即路端電壓,由于內(nèi)阻作用,外電路電阻變化,路端電壓也變化,不等于原來的5.0 V,選項C錯。7.如圖甲所示,一理想變壓器原線圈匝數(shù)為n1=1 000匝,副線圈匝數(shù)為n2=150匝,變壓器輸入端的正弦交變電壓隨時間變化

10、圖像如圖乙所示,定值電阻的阻值為11 ,總阻值為22 的滑動變阻器滑片為P。下列說法中正確的是()A.變壓器副線圈輸出電壓的頻率為100 HzB.滑片P向右滑動時,電阻R兩端的電壓不變C.滑片P滑到最右端時,通過電阻R的電流為6 AD.滑片P滑到最左端時,變壓器的輸入功率為66 W答案C原、副線圈的周期T=0.02 s,頻率f=1T=50 Hz,選項A錯誤;滑動變阻器的滑片P向右滑動時,電阻R兩端的電壓變大,選項B錯誤;原線圈電壓的有效值U1=Um2=440 V,根據(jù)U1U2=n1n2可得副線圈的電壓U2=66 V,滑動變阻器的滑片P滑到最右端時,通過電阻R的電流為I2=U2R=6 A,選項C

11、正確;滑動變阻器的滑片P滑到最左端時,理想變壓器的輸入功率為P1=P2=U22R+RP=132 W,選項D錯誤。二、多項選擇題8.小型發(fā)電機線圈共N匝,每匝可簡化為矩形線圈abcd,bc邊長為L1,磁極間的磁場可視為勻強磁場,方向垂直于線圈中心軸OO,線圈以角速度繞OO勻速轉(zhuǎn)動,如圖所示。矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應電動勢的最大值都為e0,不計線圈電阻,下列說法正確的是()A.ab邊長為L=2e0BL1B.產(chǎn)生的交變電流的周期是2C.若從中性面開始計時,則發(fā)電機的感應電動勢的瞬時值表達式為e=2Ne0 sin tD.發(fā)電機線圈從垂直中性面位置轉(zhuǎn)動90的過程中,產(chǎn)生的感應電動勢的平均值是2Ne0答案AC由題意可知,線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應電動勢的最大值都為e0,由e0=BLv=BLL12,解得L=2e0BL1,選項A正確;T=2,選項B錯誤;對單匝矩形線圈,其感應電動勢最大值為2e0,發(fā)電機線圈共N匝,所以發(fā)電機線圈中總感應電動勢最大值為2Ne0,從中性面開始計時,則感應電動勢的瞬時值表達式為e=2Ne0 sin t,選項C正確;發(fā)電機線圈從垂直中性面位置轉(zhuǎn)動90的過程中,磁通量變化量為=BLL1=2e0,時間t=T4=2,產(chǎn)生的感應電動勢平均值是- 5 -