（天津?qū)Ｓ茫?020高考物理二輪復習 專題提升訓練11 恒定電流、交變電流（含解析）

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1、專題提升訓練11　恒定電流、交變電流 一、單項選擇題(本題共5小題,在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的) 1.(2019·天津和平區(qū)一模)在勻強磁場中,一個100匝的閉合矩形金屬線圈,繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動,穿過該線圈的磁通量Φ隨時間t的變化關系如圖所示。已知線圈總電阻為2 Ω,則(　　) A.t=1.0 s時線圈平面平行于磁感線 B.t=1.5 s時線圈中感應電流為0 C.t=2.0 s時線圈中的感應電動勢為0 D.一個周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量為8 J 答案:C 解析:根據(jù)圖像可知,在t=1.0s穿過線圈的磁通量最大,所以線圈平面垂直于磁感線,故A錯誤

2、;t=1.5s時穿過線圈的磁通量為零,線圈平面平行于磁感線,產(chǎn)生的感應電動勢最大,感應電流也就最大,故B錯誤;t=2.0s時穿過線圈的磁通量最大,線圈通過中性面,線圈中的感應電動勢為0,故C正確;感應電動勢的最大值為Em=NBSω=NΦmω=100×0.04×2π2V=4πV,有效值E=Em2=22πV,根據(jù)焦耳定律可得一個周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量為Q=E2RT=(22π)22×2J=8π2J,故D錯誤。 2.(2019·天津南開區(qū)一模)如圖甲所示,在勻強磁場中,一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的交變電動勢圖像如圖乙中曲線a、b,所示,則(　　) A.兩次

3、t=0時刻線圈的磁通量均為零 B.曲線a、b對應的線圈轉(zhuǎn)速之比為2∶3 C.曲線a表示的交變電動勢有效值為15 V D.曲線b表示的交變電動勢最大值為10 V 答案:D 解析:在t=0時刻,線圈一定處在中性面上,此時磁通量最大,故A錯誤;由題圖可知,a的周期為4×10-2s,b的周期為6×10-2s,則由n=2πT可知,轉(zhuǎn)速與周期成反比,故轉(zhuǎn)速之比為3∶2,故B錯誤;曲線a、b對應的線圈轉(zhuǎn)速之比為3∶2,曲線a表示的交變電動勢最大值是15V,根據(jù)Em=nBSω得曲線b表示的交變電動勢最大值是10V,則有效值為102V=52V,故C錯誤,D正確。 3.(2019·河北定州中學承智班月

4、考)阻值相等的四個電阻R、電容器及電池(內(nèi)阻可忽略)接成如圖所示的電路。保持S1閉合,開關S2斷開且電流穩(wěn)定時,電容器所帶的電荷量為Q1;閉合開關S2,電流再次穩(wěn)定后,電容器所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為(　　) A.5∶3 B.2∶1 C.1∶2 D.1∶3 答案:A 解析:電池E的內(nèi)阻可忽略不計,保持開關S1閉合、S2斷開且電流穩(wěn)定時,電容器兩端的電壓為U1=E3R×2R=2E3,再閉合開關S2時,電容器兩端的電壓為U2=E52R×R=2E5,又C相同,由Q=CU得Q1∶Q2=U1∶U2=5∶3,故A正確,B、C、D錯誤。 4.(2019·安徽蚌埠質(zhì)檢)如圖所示,原副線

5、圈匝數(shù)比為10∶1的理想變壓器,原線圈輸入電壓為u=402sin (100πt) (V)的正弦式交變電流,負載電路中理想二極管和R1并聯(lián),已知R1=R2=2 Ω,則理想交流電壓表V的示數(shù)為(　　) A.10 V B.4 V C.25 V D.42 V 答案:A 解析:原線圈兩端電壓有效值U1=4022V=40V,原、副線圈匝數(shù)比為10∶1,由U1∶U2=n1∶n2得副線圈兩端電壓有效值U2=4V,因為負載電路中理想二極管和R1并聯(lián),在二極管導通的半個周期R2兩端電壓為UR21=4V,在二極管截止的半個周期R2兩端電壓為UR22=U2R1+R2R2=2V,設理想電壓表示數(shù)為UV,根據(jù)有

6、效值的定義可得UV2R2T=UR212R2·T2+UR222R2·T2,解得UV=10V,故A項正確。 5.(2019·天津期末)在圖甲所示的電路中,理想變壓器原線圈兩端的正弦式交變電壓變化規(guī)律如圖乙所示。已知變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2=10∶1,串聯(lián)在原線圈電路中的交流電流表A1的示數(shù)為1 A,下列說法正確的是(　　) A.交流電流表A2的示數(shù)為0.1 A B.變壓器輸出端交變電流的頻率為100 Hz C.電阻R上消耗的功率為200 W D.若電阻R變大,則電壓表示數(shù)也增大 答案:C 解析:據(jù)I1∶I2=n2∶n1,輸出電流為I2=10I1=10A,電流表讀數(shù)為有效

7、值,故A錯誤;根據(jù)題圖乙得到輸入電壓的最大值為2002V,頻率周期為0.02s,故電壓的有效值為200V,頻率為50Hz,故B錯誤;變壓器的輸入功率為P1=U1I1=200V×1A=200W,理想變壓器輸入功率等于輸出功率,故輸出功率為200W,故C正確;電阻R變大,電壓表示數(shù)是不變的,故D錯誤。 二、多項選擇題(本題共3小題,在每小題給出的四個選項中,有多個選項是符合題目要求的) 6.(2019·河北邯鄲一模)在如圖所示電路中,電源的電動勢為E,內(nèi)阻不計。R1=R2=R3=R。當a、b間接一理想電流表時,電容器的電荷量為Q,則(　　) A.電流表的讀數(shù)為ER,電容器上極板帶負電

8、B.當a、b間接一阻值為2R的電阻時,電容器下極板帶正電 C.當a、b間接一阻值為2R的電阻時,電容器的電荷量為Q3 D.當a、b間接一理想電壓表時,電容器的電荷量為零 答案:BC 解析:當a、b間接一理想電流表時,電流表讀數(shù)為ER,Ubc=Uba+Uac=0+12E=12E,電容器上極板帶正電,故A錯誤。當a、b間接一阻值為2R的電阻時,如圖所示,Uab=23E,Uac=12E,則Ubc=Uba+Uac=-23E+12E=-16E,故下極板帶正電,且Q'=E6C,又因原來Q=12EC,則Q'=13Q,故B、C正確。當a、b間接一理想電壓表時,電容器與R2并聯(lián),電荷量不為零,故D錯誤。

9、 7.圖甲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1∶100,其輸入電壓如圖乙所示。遠距離輸電線的總電阻為100 Ω。降壓變壓器右側(cè)部分為一火警報警系統(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750 kW。下列說法正確的有(　　) 甲 乙 A.降壓變壓器副線圈輸出的交變電流頻率為50 Hz B.遠距離輸電線路損耗功率為180 kW C.當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時,電壓表V的示數(shù)變小 D.當傳感器R2所在

10、處出現(xiàn)火警時,輸電線上的電流變小 答案:AC 解析:由題圖乙知交變電流的周期為0.02s,所以頻率為50Hz,變壓器不改變頻率,A項正確;由圖乙知升壓變壓器輸入端電壓有效值為250V,根據(jù)U1U2=n1n2知副線圈電壓為25000V,所以輸電線中的電流為I=PU=30A,輸電線路損耗功率為ΔP=I2R=90kW,B項錯誤;當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時,其阻值減小,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)變小,C項正確;副線圈電流增大,根據(jù)I1I2=n2n1知輸電線上的電流變大,D項錯誤。 8.(2019·天津北辰區(qū)模擬)如圖所示,理想變壓器原線圈與電阻R串聯(lián),和電壓表并聯(lián)

11、,原、副線圈的匝數(shù)比為20∶1,b是原線圈的中心抽頭,副線圈連接滑動變阻器、電流表,電表均為理想交流電表。已知交變電壓瞬時值表達式為u=311sin πt (V)。將單刀雙擲開關S扳向a后,下列說法正確的是(　　) A.電壓表的示數(shù)為220 V B.若將滑動變阻器的滑片下移,則電壓表的示數(shù)減小,R消耗的功率增大 C.通過滑動變阻器的交變電流的頻率為100 Hz D.若將單刀雙擲開關由a扳向b,則電流表的示數(shù)增大 答案:BD 解析:分析交流電源電壓瞬時值表達式可知,電源電壓有效值為220V,因為有電阻R0分壓,原線圈兩端的電壓小于220V,電壓表示數(shù)小于220V,故A錯誤;若將滑動變阻器滑片向下移,電阻變小,副線圈中的電流變大,那么原線圈中的電流也隨著變大,電阻R兩端的電壓也變大,R消耗的功率增大,交流電源的電壓不變,變壓器的輸入電壓變小,電壓表示數(shù)減小,故B正確;變壓器不改變交變電流的頻率,由交變電流表達式可知頻率為0.5Hz,故C錯誤;單刀雙擲開關由a扳向b,原線圈匝數(shù)變少,副線圈兩端電壓變大,滑動變阻器滑片不動,電流表示數(shù)增大,故D正確。 - 5 -