高考物理二轮总复习专题分层突破练12 恒定电流和交变电流 Word版含解析
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专题分层突破练12 恒定电流和交变电流
A组
1.(2020浙江嘉兴测试)某理想变压器输入电压为220 V,输出电压为27 V,原、副线圈匝数分别为n1和n2,则( )
A.n1
n2
D.输出端连接的用电器数量增加,输入端功率不变
2.如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器R的滑片向右滑动的过程中( )
A.电流表A1的示数变小
B.电流表A2的示数变小
C.电压表V的示数变小
D.电阻R1的电功率变大
3.电动势为E,内阻为r的电源与可变电阻R1、R2、R3以及一平行板电容器连成如图所示的电路。当开关S闭合后,两平行金属板A、B间有一带电液滴恰好处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.将R1的滑片向右移动一小段距离,带电液滴将向下运动
B.将R2的滑片向右移动一小段距离,电容器两极板的电荷量将增加
C.增大电容器两板间的距离,电容器两极板的电荷量将增加
D.减小R3的阻值,R2两端的电压的变化量小于R3两端的电压的变化量
4.(2020北京朝阳区高三上期末)汽车蓄电池供电的简化电路如图所示。当汽车启动时,开关S闭合,启动系统的电动机工作,车灯亮度会有明显变化;当汽车启动之后,开关S断开,启动系统的电动机停止工作,车灯亮度恢复正常。则汽车启动时( )
A.电源的效率减小
B.车灯一定变亮
C.电动机的输出功率等于电源输出功率减去两灯的功率
D.若灯L1不亮,灯L2亮,可能是由于L1灯短路所致
5.(2020江苏盐城高三下学期三模)如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,定值电阻为R1,滑动变阻器为R。现闭合开关S,滑动变阻器R的滑动触头P从M端向N端滑动时,则电路中连接的电压表及电流表示数的变化情况分别是( )
A.电压表示数先变大后变小;电流表示数一直变大
B.电压表示数先变小后变大;电流表示数一直变小
C.电压表示数先变大后变小;电流表示数先变小后变大
D.电压表示数先变小后变大;电流表示数先变大后变小
6.(多选)(2020四川成都高三第一次诊断性考试)如图,曲线a为某元件R的伏安特性曲线,直线b为某直流电源的伏安特性曲线。将元件R与该电源连接成一闭合回路,下列说法正确的是( )
A.元件R的电阻随电压的增大而增大
B.电源的电动势为5 V,内阻为5 Ω
C.电源的总功率为1.2 W
D.电源的效率为60%
7.(2020河南郑州质量预测)某理想变压器有两个副线圈,原线圈匝数为n,两个副线圈匝数分别为n1和n2,如图所示。所接电阻R1=R2,电流表为理想交流电表,D为理想二极管,原线圈接正弦式交流电源,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器R滑片向上滑动时,电流表示数变小
B.滑动变阻器R滑片向上滑动时,副线圈n2的输出电压变大
C.R2两端的电压与R1两端的电压之比为n1∶n2
D.R2的功率与R1的功率之比为n12∶n22
8.(多选)如图甲的电路中,电阻R1=R2=R,和R1并联的D是理想二极管(正向电阻可视为零,反向电阻为无穷大),在A、B之间加一个如图乙所示的交流电压(电压为正值时,UAB>0)。由此可知( )
A.在A、B之间所加的交流电压的周期为2×10-2 s
B.在A、B之间所加的交流电压的瞬时值表达式为u=2202sin 50πt(V)
C.加在R1上电压的有效值为552 V
D.加在R1上电压的有效值为5510 V
B组
9.(多选)(2020新疆克拉玛依高三下学期三模)如图所示,平行金属板中带电质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器的滑片向a端移动时,则( )
A.电压表读数增大
B.电流表读数增大
C.质点P将向上运动
D.R3上消耗的功率减小
10.(2020天津宁河区芦台四中高三下学期二模)如图所示,边长为L、匝数为N,电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO'转动,转轴OO'垂直于磁感线。线圈通过滑环和电刷连接一个含有理想变压器的电路,变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2,电压表为理想电表。保持线圈abcd以恒定角速度ω转动,则( )
A.从图示位置开始计时,矩形线圈产生的感应电动势瞬时值表达式为e=NBωL2sin ωt
B.原、副线圈的功率之比为n1∶n2
C.电压表V2示数为n2NBωL22n1
D.当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时,电压表V1示数增大
11.(2019吉林长春三校联考)如图所示,为了浴室用电安全,某同学用理想变压器给浴室降压供电,理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1,原线圈输入交变电压u=311sin(100πt)V。已知照明灯额定功率为44 W,排气扇电动机内阻为1 Ω,电流表示数为2 A,各用电器均正常工作,电表均为理想表。则( )
A.电压表示数为62 V
B.变压器的输入功率为186 W
C.排气扇输出功率为43 W
D.保险丝熔断电流不得低于2 A
12.(多选)(2020河北保定高三第一次模拟)一交流发电机组为某用户区供电的示意图如图所示,发电机组能输出稳定的电压。升压变压器原、副线圈匝数之比为n1∶n2=1∶10。线圈两端的电压分别为U1、U2。输电线的总电阻为r,降压变压器的原、副线圈匝数之比为n3∶n4=10∶1,线圈两端电压分别为U3、U4,L是用户区里一常亮的灯泡,三个回路的干路电流分别为I1、I2、I3,随着用电高峰的到来,用户区开启了大量的用电器,下列说法正确的是( )
A.电压U4不变,始终等于U1
B.电流I1始终等于I3
C.L变暗
D.输电线的电阻消耗的功率减小
13.(多选)(2020河南焦作模拟)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶2,原线圈接电压恒定的正弦式交变电流,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,已知滑动变阻器R2的最大阻值为定值电阻R1的5倍。在滑动变阻器滑片从中点缓慢向上滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A.变压器原、副线圈中的电流之比始终为2∶1
B.定值电阻R1消耗的功率逐渐增大
C.滑动变阻器R2消耗的功率先增大后减小
D.变压器副线圈两端的电压逐渐增大
参考答案
专题分层突破练12 恒定电流
和交变电流
1.C 解析由题知,副线圈的电压小于原线圈的电压,故此为降压变压器,故n1>n2,选项A错误、C正确;根据电流与匝数成反比可知,输入的电流小于输出的电流,选项B错误;输出端连接的用电器数量增加,输出功率增大,输入端功率增大,选项D错误。
2.A 解析滑动变阻器左边部分的电阻并联接入电路,滑片向右滑动,并联的电阻增大,总电阻增大,由I=ER1+R并+r可知干路电流变小,则A1表的示数变小,根据PR1=I2R1可得电阻R1的电功率变小,则A正确、D错误。由U并=E-I(R1+r)
可知并联部分的电压增大,即电压表的示数变大,C错误。由IA2=U并R2,因R2阻值不变,则电流表A2的示数变大,则B错误。故选A。
3.D 解析将R1的滑片向右移动一小段距离,电容器两端电压与R3两端电压相等,保持不变,故液滴受到的电场力不变,仍保持静止,故A错误;将R2的滑片向右移动一小段距离,那么,接入电路的电阻增大,故电流减小,所以,R3两端电压减小,即电容器两极板电压减小,故电荷量Q=CU减小,故B错误;增大电容器两板间的距离,电容器电容C=εrS4πkd减小,电容器两极板的电压不变,那么电荷量Q=CU减小,故C错误;减小R3的阻值,电路电阻减小,电流增大,那么R2两端的电压的变化量+内阻r上电压的变化量=R3两端的电压的变化量,所以R2两端的电压的变化量小于R3两端的电压的变化量,故D正确;故选D。
4.A 解析汽车启动时,开关S闭合时,电路中总电流变大,等效于外电阻减小,根据η=IUIE=UE=RR+r可知,电源的效率减小,选项A正确;汽车启动时,电路中总电流变大,则电源内阻上的电压变大,则路端电压减小,则车灯一定变暗,选项B错误;由能量关系可知,电动机的输入功率等于电源输出功率减去两灯的功率,选项C错误;若L1灯短路,则L2灯也会不亮,选项D错误。
5.A 解析由电路的结构可知,滑动变阻器R的滑动触头P两边的电阻并联,则当P从M端向N端滑动时,电路的总电阻先变大后减小,则总电流先减小后变大,路端电压先变大后变小,即电压表的示数先变大后变小;设滑动变阻器最大阻值为R,PN部分的电阻为x,则PN部分的电流为Ix=ER1+r+(R-x)xR×R-xR=E(R1+r)RR-x+x,则随着x的减小,Ix逐渐变大,故只有选项A正确。
6.BD 解析由题图可知,图像a斜率表示电阻,斜率随电压增大而变小,因此电阻也变小,选项A错误;根据U-I图像可知,与电压轴交点为电动势,斜率表示内阻,因此可知,电源电动势为5V,内阻为5Ω,选项B正确;电源总功率为P=EI,由图像可得P=2W,选项C错误;电源的效率为η=P外P总×100%,解得η=60%,选项D正确。
7.A 解析一组原线圈对应多组副线圈同样符合电压关系和功率关系,则有Un=U1n1=U2n2、P=P1+P2=U1I1+U2I2。R增大,n,n1,n2不变,不影响U、U1和U2,所以I1减小,P1减小,所以原线圈功率P减小,故原线圈电流减小,选项A正确、B错误;R1两端电压等于U1,第二个副线圈由于二极管的存在,使得R2两端电压不等于U2,所以两电阻电压值比不等于n1∶n2,功率根据P=U2R可知,两电阻相等,但是两电阻的电压之比不是n1∶n2,所以电压值比也不是n12∶n22,选项C、D均错误。
8.AC 解析由图像可得交变电流的周期为T=2×10-2s,故A正确。电压最大值为Um=2202V,交流电压的瞬时值表达式为u=Umsinωt=2202sin2πTt=2202sin100πt(V),故B错误。当电源在正半轴时A点电位高于B点电位,二极管导通,即
R1被短路。电源在负半轴时B点电位高于A点电位,二极管截止,R1、R2串联。设R1上电压的有效值为U。根据有效值的定义得:U2R12T=(12×Um2)2R12×T2,解得:U=552V,故C正确,D错误。
9.AC 解析由题图可知,R2与滑动变阻器串联后与R3并联后,再与R1串联接在电源两端;电容器与R3并联;当滑片向a端移动时,滑动变阻器接入电阻增大,则电路中总电阻增大;由闭合电路欧姆定律可知,电路中电流减小;路端电压增大,同时R1两端的电压也减小;故并联部分的电压增大;由欧姆定律可知流过R3的电流增大,则流过电流表的电流减小,因而R2中电压减小,故电压表示数增大,选项A正确、B错误;因电容器两端电压等于并联部分的电压,增大,故质点受到的向上电场力增大,则重力小于电场力,合力向上,质点P向上运动,选项C正确;因R3两端的电压增大,由P=U2R可知,R3上消耗的功率增大,选项D错误。
10.C 解析从题中图示位置开始计时,矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωcosωt=NBL2ωcosωt,选项A错误;变压器的输入与输出功率之比为1∶1,选项B错误;由交变电流的产生可知,线圈中产生的最大电动势Em=NBL2ω,交流发电机内电阻不计,所以电压表V1的示数等于U1=NBL2ω2,根据U1U2=n1n2可得副线圈中电压表V2的示数为U2=n2n1U1=n2NBωL22n1,选项C正确;交流发电机内电阻不计,故变压器输入电压不变,电压表V1读数不变,选项D错误。
11.C 解析原线圈输入电压最大值为Um=311V,原线圈输入电压为U1=220V,根据变压器变压公式,U1∶U2=5∶1,可知副线圈输出电压U2=44V,选项A错误;变压器的输出功率为P出=U2I2=44×2W=88W,根据变压器输入功率等于输出功率,可知变压器输入功率为P入=88W,选项B错误;由P出=P灯+P扇=44W+P扇=88W可得,P扇=44W,照明灯中电流I灯=P灯U2=1A,排气扇中电流I=I2-I灯=1A,排气扇内阻发热功率为P内=I2r=1W,由P扇=P内+P出'可得排气扇输出功率为P出'=43W,选项C正确;由P入=U1I1,解得保险丝中电流I1=0.4A,即保险丝熔断电流不得低于0.4A,选项D错误。
12.BC 解析由变压器的变压比可知U2=n2n1U1=10U1、U3=n3n4U4=10U4,但输电线上有电阻r,产生损失电压,故有U2>U3,即10U1>10U4,且用电高峰U1不变,U4变小,选项A错误;根据变压器上的电流与匝数成反比,有I1=n2n1I2=10I2,I3=n4n3I2=10I2,可得电流I1始终等于I3,选项B正确;则输电电流I2变大会导致损失电压变大,而U2不变,故U3减小,可得U4变小,即并联用户的电压减小,由P=U42R可知L的功率变小,L变暗,选项C正确;由P损=I22r可知,输电电流I2变大会导致输电线的电阻消耗的功率增大,选项D错误。
13.ACD 解析变压器原、副线圈中的电流之比与匝数之比有关,匝数不变,电流之比不变,选项A正确;设输入的交变电流有效值为U,原线圈中的电流为I,根据I1I2=n2n1可知,副线圈中的电流为12I,副线圈两端的电压为12IR2,原线圈两端电压为14IR2,则U=IR1+14IR2,当滑动变阻器向上移动时,R2增大,根据U=IR1+14IR2,可知原线圈中的电流变小,因此电阻R1消耗的功率变小,选项B错误;滑动变阻器R2消耗的功率为P2=UI-I2R1=-R1I-U2R12+U24R1,因此当I=U2R1,即R2=4R1时,R2消耗功率最大,所以当滑动变阻器滑片从中点缓慢向上滑动时,R2消耗的功率先变大后变小,选项C正确;滑动变阻器滑片从中点缓慢向上滑动时,电阻逐渐变大,I1、I2均减小,R1两端电压减小,原线圈两端电压增大,所以变压器副线圈两端的电压逐渐增大,选项D正确。
