2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題4 電磁感應(yīng)與電路 第2講 直流電路、交流電路練習(xí)

第2講 直流電路、交流電路一、選擇題：每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第14題只有一項(xiàng)符合題目要求，第57題有多項(xiàng)符合題目要求1(2019年河北石家莊模擬)在如圖所示的電路中，R0為定值電阻，R為光敏電阻(光照減弱時(shí)阻值增大)，C為電容器，現(xiàn)減弱對(duì)光敏電阻R光照的強(qiáng)度，下列說(shuō)法正確的是()A電流表的示數(shù)減小B電容器C的電荷量減小C電壓表的示數(shù)變小D電源內(nèi)部消耗的功率變大【答案】A2(2019年黑龍江名校模擬)如圖所示，N匝矩形導(dǎo)線(xiàn)框以角速度繞對(duì)稱(chēng)軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)框面積為S，線(xiàn)框電阻均不計(jì)，在OO左側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，外電路接有電阻R和理想電流表A，那么可以確定的是()A從圖示時(shí)刻起，線(xiàn)框產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為eNBSsin tB電流表的示數(shù)INBSCR兩端電壓有效值UNBSD一個(gè)周期內(nèi)R的發(fā)熱量為Q【答案】B【解析】由圖可知，線(xiàn)圈只有一半在磁場(chǎng)中，故產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為EmNB，故電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為esin t，A錯(cuò)誤；電流表的示數(shù)為INBS，B正確；R兩端電壓的有效值UENBS，C錯(cuò)誤；一個(gè)周期內(nèi)的發(fā)熱量QI2RT2R×，D錯(cuò)誤3(2019年百校聯(lián)盟保溫金卷)如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻不能忽略，R1、R2、R3均是可變電阻，將S1、S2都閉合，下列說(shuō)法正確的是()A只將R1阻值調(diào)大，C1、C2的帶電量都增大B只將R3的阻值調(diào)大，C1的帶電量都減小C只斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，C1、C2的帶電量都增大D只斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1，C1、C2的帶電量均不變【答案】C4(2018年安徽馬鞍山二模)圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，升壓變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為11 000，降壓變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為1 0001，輸電線(xiàn)的總電阻為1 000 .若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示，用戶(hù)端電壓為220 V下列說(shuō)法正確的是() A輸電線(xiàn)中的電流為3 AB電站輸出的功率為7 500 kWC輸電線(xiàn)路損耗功率為90 kWD用戶(hù)端交變電流的頻率為100 Hz【答案】B【解析】由圖乙知升壓變壓器輸入端電壓的最大值為Um250 V，有效值為U1250 V，根據(jù)，得副線(xiàn)圈兩端的電壓U2U1×250 V2.50×105 V；用戶(hù)端電壓為220 V，根據(jù)，得降壓變壓器原線(xiàn)圈的電壓U3U4×220 V2.2×105 V，故輸電線(xiàn)上損失的電壓為UU2U33×104 V，則輸電線(xiàn)上的電流為I A30 A，電站的輸出功率為P1P2U2I7 500 kW，輸電線(xiàn)路損耗功率為PI2R900 kW，由乙圖可知，原線(xiàn)圈交變電流的周期為T(mén)0.02 s，則頻率為f50 Hz.故用戶(hù)端交變電流的頻率為50 Hz.故ACD錯(cuò)誤，B正確5(2019年河北衡水模擬)如圖所示，邊長(zhǎng)L20 cm的單匝閉合正方形線(xiàn)框ABCD在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以2 rad/s的角速度繞軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)框的電阻R2 ，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B01 T，方向與OO成30°角斜向右下方，t0時(shí)刻，線(xiàn)框平面與磁場(chǎng)方向平行，則下列說(shuō)法正確的是()A穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量0.02sin(2t) WbB回路中電流的有效值為 ACt s至t s內(nèi)，線(xiàn)框中產(chǎn)生的焦耳熱為2×104 JD線(xiàn)框轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，0.5 s內(nèi)通過(guò)線(xiàn)框某截面電荷量的最大值為0.02 C【答案】AD【解析】將磁場(chǎng)分解為水平方向和豎直方向兩個(gè)分量，則穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為0.02sin(2t) Wb，選項(xiàng)A正確；回路中電動(dòng)勢(shì)最大值emB0sin 30°·L20.04 V，回路中電流有效值為I A，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t s至t s內(nèi)線(xiàn)框中電流有效值小于 A，產(chǎn)生的焦耳熱小于2×104 J，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；通過(guò)線(xiàn)框某截面的電荷量q，0.5 s內(nèi)通過(guò)線(xiàn)框磁通量變化量的最大值為2B0sin 30°·L20.04 Wb，故0.5 s內(nèi)通過(guò)線(xiàn)框某截面電荷量的最大值為0.02 C，選項(xiàng)D正確6(2019年江西師大附中聯(lián)考)某課外探究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)電路，如圖所示，一理想變壓器的原線(xiàn)圈匝數(shù)為n1，連接一理想電流表；副線(xiàn)圈接入電路的匝數(shù)n2可以通過(guò)滑動(dòng)觸頭調(diào)節(jié)，副線(xiàn)圈接有定值電阻R0和壓敏電阻R(R的阻值會(huì)隨壓力的增大而變小)，物塊m置于壓敏電阻上，保持原線(xiàn)圈輸入電壓不變，則()A原、副線(xiàn)圈電流之比為n1n2B只使n2增大，電流表示數(shù)變大C只增大物塊對(duì)R的壓力，電流表示數(shù)變大D只增大物塊對(duì)R的壓力，原線(xiàn)圈的輸入功率變小【答案】BC7(2019年武漢武昌調(diào)研)如圖甲所示的電路中，變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為21，L1、L2、L3是規(guī)格均為“10 V5 W”的相同燈泡，各電表均為理想交流電表閉合開(kāi)關(guān)S后，該變壓器cd輸入端交變電壓u的圖象如圖乙以下說(shuō)法正確的是() Aab輸入端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為Uab20·sin 100tBab輸入端輸入功率Pab15 WC電流表的示數(shù)為1 A，且三只燈泡均正常發(fā)光D若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，電壓表V的示數(shù)將變小【答案】BC【解析】由cd輸入端交變電壓最大值為20 V，有效值是U20 V，副線(xiàn)圈電壓為U×U10 V，所以副線(xiàn)圈兩只燈泡均能正常發(fā)光燈泡的額定電流I0 A0.5 A；電流表的讀數(shù)為I22I01 A，原線(xiàn)圈電流為I1×I20.5 A，所以原線(xiàn)圈的燈泡也能正常發(fā)光，ab輸入端電壓為UabUUL320 V10 V30 V；輸入端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為uab30sin(100t) V，A錯(cuò)誤，C正確三個(gè)燈泡都正常發(fā)光，所以ab輸入端輸入功率Pab30×0.5 W15 W，故B正確；若將S斷開(kāi)，則副線(xiàn)圈上的輸出電流將減小，所以原線(xiàn)圈的輸入電流也減小，則流過(guò)燈泡L3的電流減小，L3上消耗的電壓減小，原線(xiàn)圈上的電壓降減小，所以電壓表V讀數(shù)將變大，故D錯(cuò)誤二、非選擇題8(2019年蘇州模擬)如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，極板長(zhǎng)l80 cm，兩板間的距離d40 cm，電源電動(dòng)勢(shì)E40 V，內(nèi)電阻r1 ，電阻R15 ，閉合開(kāi)關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶負(fù)電的小球從B板左端且非?？拷麭板的位置以初速度v04 m/s水平向右射入兩板間，該小球可視為質(zhì)點(diǎn)若小球帶電荷量q1×102 C，質(zhì)量為m2×102 kg，不考慮空氣阻力，電路中電壓表、電流表均是理想電表若小球恰好從A板右邊緣射出(g取10 m/s2)求：(1)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值；(2)此時(shí)電流表、電壓表的示數(shù)；(3)此時(shí)電源的輸出功率【答案】(1)24 (2)1 A39 V(3)39 W【解析】(1)設(shè)小球在板間飛行時(shí)間為tt s0.2 s根據(jù)dat2得小球在電場(chǎng)中的飛行加速度a m/s220 m/s2對(duì)小球根據(jù)牛頓第二定律得qmgma，解得UAB V24 V所以滑動(dòng)變阻器兩端電壓U滑UAB24 V設(shè)通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流為I，由歐姆定律得I A1 A滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R滑24 .(2)此時(shí)電流表的示數(shù)為1 A電壓表的示數(shù)為UEIr(401×1) V39 V.(3)電源的輸出功率P出IU39 W.9如圖甲所示，光滑金屬導(dǎo)軌abcdef由水平平行導(dǎo)軌abef和半徑為r的四分之一圓弧導(dǎo)軌bcde組成，兩導(dǎo)軌在b、e處平滑連接，導(dǎo)軌的間距為L(zhǎng)，電阻不計(jì)在軌道的頂端c、d間接有阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.現(xiàn)有一根長(zhǎng)度也為L(zhǎng)、質(zhì)量為m且電阻不計(jì)的金屬棒，在水平拉力F作用下從水平軌道的af處由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t0；接著通過(guò)調(diào)節(jié)拉力使金屬棒沿圓弧做勻速圓周運(yùn)動(dòng)至cd處，已知金屬棒在af和be之間運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象如圖乙所示(其中F0、t0為已知量)求：(1)金屬棒做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大??；(2)金屬棒沿四分之一圓弧做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中拉力做的功【答案】(1)a(2)Wmgr【解析】(1)金屬棒做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得Fma即Fmat由圖象可知，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t0時(shí)，F(xiàn)F0代入解得a.(2)金屬棒沿四分之一圓弧做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，感應(yīng)電流Icost且v0at0則此過(guò)程中電路產(chǎn)生的焦耳熱為Q2·R·由能量守恒得Wmgrmgr.10(2019年棗陽(yáng)模擬)如圖甲所示，發(fā)光竹蜻蜓是一種常見(jiàn)的兒童玩具，它在飛起時(shí)能夠持續(xù)閃爍發(fā)光某同學(xué)對(duì)竹蜻蜓的電路作如下簡(jiǎn)化：如圖乙所示，半徑為L(zhǎng)的導(dǎo)電圓環(huán)繞垂直于圓環(huán)平面、通過(guò)圓心O的金屬軸O1O2以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圓環(huán)上接有電阻均為r的三根金屬輻條OP、OQ、OR，輻條互成120°角在圓環(huán)左半部分分布著垂直圓環(huán)平面向下磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在轉(zhuǎn)軸O1O2與圓環(huán)的邊緣之間通過(guò)電刷M、N與一個(gè)LED燈相連(假設(shè)LED燈電阻恒為r)其他電阻不計(jì)，從輻條OP進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)(1)在輻條OP轉(zhuǎn)過(guò)60°的過(guò)程中，求通過(guò)LED燈的電流；(2)求圓環(huán)每旋轉(zhuǎn)一周， LED燈消耗的電能；(3)為使LED燈閃爍發(fā)光時(shí)更亮，可采取哪些改進(jìn)措施？(請(qǐng)寫(xiě)出三條措施)提示：由n個(gè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻都相同的電池連成的并聯(lián)電池組，它的電動(dòng)勢(shì)等于一個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)，它的內(nèi)電阻等于一個(gè)電池的內(nèi)電阻的n分之一【答案】(1)(2)(3)增大角速度，增強(qiáng)磁場(chǎng)，增加輻條的長(zhǎng)度，減小輻條的電阻等等【解析】(1)在輻條OP轉(zhuǎn)過(guò)60°的過(guò)程中， OP、OQ均處在磁場(chǎng)中，電路的電動(dòng)勢(shì)為EBL2電路的總電阻為Rr由閉合電路歐姆定律，電路的總電流為I通過(guò)LED燈的電流I1I.(2)設(shè)圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)一周的周期為T(mén)，在輻條OP轉(zhuǎn)過(guò)60°的過(guò)程中，LED燈消耗的電能Q1Ir·在輻條OP轉(zhuǎn)過(guò)60°120°的過(guò)程中，僅OP處在磁場(chǎng)中，電路的電動(dòng)勢(shì)為EBL2電路的總電阻為Rrr由閉合電路歐姆定律，電路的總電流為I通過(guò)LED燈的電流I2I LED燈消耗的電能Q2Ir·圓環(huán)每旋轉(zhuǎn)一周，LED燈珠消耗的電能發(fā)生三次周期性變化所以Q3×(Q1Q2).(3)例如：增大角速度，增強(qiáng)磁場(chǎng)，增加輻條的長(zhǎng)度，減小輻條的電阻等- 8 -