高考物理二轮复习 600分冲刺 专题四 电路和电磁感应 第11讲 直流与交流电路问题优练（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

直流与交流电路问题一、选择题(本题共12小题，其中17题为单选，812题为多选)1(2019·江苏省宿迁市模拟)如图所示，小灯泡的规格“6 V,3 W”，R34 ，电源内阻r1 。闭合开关S，灯泡L正常发光，电压表示数为零，电流表示数为1 A，电表均为理想电表，则电源电动势E和电源输出功率P分别为(C)AE8 V，P6 WBE8 V，P7 WCE9 V，P8 W DE9 V，P9 W解析由电压表示数为零可得电阻R3与灯泡L串联，电阻R1和电阻R2串联，它们一起并联。由灯泡正常发光可得流过灯泡电流为IL0.5 A。则路端电压为UULILR38 V，电动势EUIr9 V；电源输出功率P出EII2r8 W，C正确。2(2019·河南省郑州模拟)如图所示，R1为定值电阻、R2为滑动变阻器，电源的电动势为E、内阻为r，电流表、电压表示均为理想表。现闭合开关将R2的滑片向右滑动，U、I分别表示该过程中电压表和电流表示数的变化量。则(D)A电源的效率变高 BR1消耗的电功率变小C|变大 D|不变解析电源效率，R2的滑片向右滑动，R2减小，R1、r均不变，由表达式可知电源效率变低，选项A错误；R1为定值电阻，其功率为PR1I2R1，功率大小仅有I决定，因此R2减小回路电流I增大，R1的功率增大，选项B错误；|r，电源内阻r不变，因此|不变，选项C错误、选项D正确。3(2019·四川省德阳市模拟)如图所示，理想变压器的原线圈接有频率为f、电压为U的交流电，副线圈接有光敏电阻R1(光照增强时，光敏电阻阻值减小)、用电器R2。下列说法正确的是(D)AP位置不动，当光照增强时，变压器的输入功率减小B当f减小时，变压器的输入功率减小C光照强度不变，当滑动触头P向上滑动时，用电器消耗的功率增大DP位置不动，光照强度不变，当U增大时，用电器消耗的功率增大解析P位置不动，当光照增强时，光敏电阻的阻值减小，根据功率表达式P知变压器的输出功率增加，则输入功率也增加，A错误；该电路中，交流电的频率变化对变压器的功率没有影响，B错误；光照强度不变，当滑动触头P向上滑动时，原线圈匝数增大，根据电压与匝数成正比知变压器的输出电压减小；根据功率表达式P，用电器消耗的功率减小，C错误；当U增大时，根据电压与匝数成正比知变压器的输出电压增大，即用电器两端电压增大；根据功率表达式P，用电器消耗的功率增大， D正确。4(2019·河北省保定市模拟)矩形线框与理想电流表、理想变压器、灯泡连接电路如图甲所示。灯泡标有“36 V、40 W”的字样且阻值可以视作不变，变压器原、副线圈的匝数之比为21。线框产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是(D)A图乙电动势的瞬时值表达式为e36sin(t)VB变压器副线圈中的电流方向每秒改变50次C灯泡L恰好正常发光D理想变压器输入功率为20 W解析由题图乙知周期T2×102s，角速度100 rad/s，电动势的瞬时值表达式为e72 sin(100t)V，A错误；线框转一圈电流方向改变2次，线框每秒转50圈，电流方向改变100次，变压器不会改变电流方向改变的次数，即副线圈中电流方向每秒改变100次，B错误；副线圈两端电压最大值是36 V，有效值是 V，小于灯泡额定电压36 V，不能正常发光，C错误；变压器的输出功率为：，解得P出20 W，所以理想变压器的输入功率为20 W，D正确。5(2019·湖北宜昌市模拟)图甲中L1、L2均是规格为“6 V，3 W”的灯泡，a、b端接图乙所示的交变电压。调节电阻箱R为某一值时恰好能使两灯泡均正常发光。则(C)A变压器原副线圈匝数比为31B流过电阻箱的电流为1 AC电压表示数为12 VD若减小电阻箱连入电路的阻值，灯L2变亮解析两灯泡均正常发光，说明变压器原线圈两端电压为12 V，C正确；副线圈两端电压为6 V，根据，A错误；原副线圈电流之比，故流过电阻箱的电流与流过灯泡的电流相等，I A0.5 A，B错误；若减小电阻箱连入电路的阻值，则流过电阻箱电流增加，原线圈回路电流增大，灯L1降落电压增大，U1减小，故副线圈输出电压U2减小，灯L2变暗，D错误。6(2019·山东省烟台市模拟)如图甲所示，一个简单的闭合电路由内、外两部分电路构成。已知内电路的电源是一个化学电池，电池的正、负极附近分别存在着化学反应层，反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个地方，电势会沿电流方向“跃升”。这样整个闭合电路的电势高低变化情况如图乙所示。图乙中各点位置的高低表示电路中相应各点电势的高低，D点的高度略低于C点。若减小外电路电阻R，则下列说法正确的是 (A)AC、D两点之间的高度差将变大BA、D两点之间的高度差和C、B两点之间的高度差之和将变小CA、B两点之间的高度差不变D在电子从A点经DC移动至B点的过程中，非静电力做功将变大解析电动势不变，当R减小时，总电流增大，内电压增大，路端电压减小：而图中C、D两点之间的高度差类似于内电压，内电压增大，A正确；A与D，C与B高度差的总和为电动势，应不变，B错误；A、B两点的高度差为路端电压，路端电压减小，C错误；电子从A处经DC至B处，非静电力做功WeE，做功不变，D错误。7(2019·湖南省长沙模拟)如图所示，灯泡L1、L2原来都正常发光，由于故障两灯突然熄灭，(假设电路中仅有一处故障)下列说法正确的是(C)A将多用表的电压挡并联在ac两端，示数0，说明ac间断路B将多用表的电压挡并联在cd两端，有示数，说明cd间完好C将多用表的电压挡并联在ad两端，有示数；并联在ac两端，示数0，说明cd间断路D断开S，将L1拆下，使用多用电表欧姆挡，调零后将红黑表笔连接在L1两端，如果指针不偏转，说明L1完好解析将多用表的电压挡并联在ac两端，示数为0，说明ac间完好，A错误；将多用表的电压挡并联在cd两端，有示数，说明cd间断路，B错误；将多用表的电压挡并联在ad两端，有示数，说明ad间断路，并联在ac两端，示数为0，说明ac间完好，所以说明cd间断路，C正确；将红黑表笔连接在从电路中拆下的L1两端，如果指针不偏转，说明L1断路，D错误。8(2019·湖北省张家口模拟)如图所示，一矩形线圈置于有理想左边界(图中虚线MN)的匀强磁场中，开始时，线圈平面与磁场垂直。第一次将线圈向左匀速拉出磁场，所用时间为t1，通过线圈某一截面的电荷量为q1。第二次使线圈以ab边为轴，以同样的速率匀速转过90°。所用时间为t2，通过线圈某一截面的电荷量为q2。上述两个过程中，线圈中产生的焦耳热相等。则(BC)Aq1可能小于q2Bq1一定等于q2Ct1一定小于t2 Dt1一定大于t2解析根据电磁感应现象中计算电荷量的经验公式q可知，两种情况下线圈磁通量的变化量相同，通过线圈某一截面的电荷量相等，故A错误、B正确；第一次将线圈向左以速度v匀速拉出磁场，经过的时间t1，产生的电势E1BLcdv恒定；第二次使线圈以ab边为轴，匀速转过90°，设其转动的角速度为，则；此过程中电动势的有效值E2；两个过程中，线圈中产生的焦耳热相等，则t2t1，代入整理得：t2×t1，故C正确、D错误。9(2019·高三考试大纲调研卷)如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1n2101，原线圈输入的交流电压如图乙所示，副线圈电路接有滑动变阻器R和额定电压为12 V、工作时内阻为2 的电动机。闭合开关，电动机正常工作，电流表示数为1 A，则下列不正确的是(ABC)A副线圈两端电压为22 VB电动机输出的机械功率为12 WC通过电动机的交流电频率为100 HzD若电动机突然卡住不转，原线圈输入功率变大解析由乙图可知，输入电压的最大值为220 V，则有效值U1220 V，U2U122 V，故A错误；输出的机械功率：PUI2IR12×112×210 W，则B错误；由乙图可知，输入交变电压的周期为0.02 s，则频率为f50 Hz，因为原副线圈交变电流频率相等，则通过电动机的交流电频率为50 Hz，C错误；卡住电动机，电动机变成了纯电阻，电压不变，电流增大，输出功率增加，则原线圈输入功率增加，则D正确。10(2019·洛阳模拟)某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，四个电表均为理想电表。现闭合电键S，电压表V1的示数为4.0 V，以下说法正确的是(AB)A电压表V2的示数为1.0 VB电源的输出功率为3.0 WC电流表A2的示数为0.60 AD电源的电动势一定为8 V，内阻为5 解析图中等效电路为灯泡L2与L3并联后与灯泡L1串联，电压表V1的示数为4 V，由UI图象得到其电流为0.6 A，根据并联电路特点得另外两个灯泡的电流均为0.3 A，再根据UI图象得到灯泡L2与L3并联部分电路的电压为1 V，故电压表V2的示数为1.0 V，电流表A2的示数为0.30 A，故选项A正确，C错误；电源路端电压为U4 V1 V5 V，干路电流为I0.6 A，故输出功率为PUI5×0.63 W，选项B正确，电源路端电压为UEIr，只有一组数据，无法求解电动势和内电阻，故选项D错误。11(2019·高考仿真卷)如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，保持输入电压不变。开始时单刀双掷开关K接a；S断开时，小灯泡A发光较暗，要使小灯泡A亮度增加，下列操作可行的是(BD)A闭合开关SB开关K接bC把滑动变阻器滑片向左移动D把滑动变阻器滑片向右移动解析闭合开关S，副线圈回路电阻变小，电流变大，滑动变阻器上的分压增大，并联部分的电压变小，灯泡A变暗，选项A错误；开关K接b，输入端线圈匝数减小，则根据可知，副线圈两端的电压增大，灯泡A中电流增大，灯泡A变亮，选项B正确；把滑动变阻器滑片向左移动，副线圈回路总电阻变大，总电流变小，灯泡A两端的电压变小，灯泡A变暗，选项C错误；把滑动变阻器滑片向右移动，副线圈回路总电阻变小，总电流变大，灯泡A两端的电压变大，灯泡A变亮，选项D正确。12.(2019·吉林东北师大附中测试)如图，单匝矩形导线框abcd与匀强磁场垂直，线框电阻不计，线框绕与cd边重合的固定转轴以恒定角速度从图示位置开始匀速转动，理想变压器匝数比为n1：n2。开关S断开时，额定功率为P的灯泡L1正常发光，电流表示数为I，电流表内阻不计，下列说法正确的是(ABD) A线框中产生的电流为正弦式交变电流B线框从图中位置转过时，感应电动势瞬时值为C灯泡L1的额定电压等于D如果闭合开关S，则电流表示数变大解析线框绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线框中产生的电流为正弦式交变电流，选项A正确；线框从中性面转动，当转动时，感应电动势的瞬时值为sin45°，选项B正确；原线圈两端的电压U1，由变压器变压公式，副线圈两端的电压U2U1，选项C错误；S闭合，副线圈电阻变小，输出功率变大，输入功率变大，由PUI可知原线圈电流变大，即电流表示数变大，选项D正确。二、计算题(本题共1小题，需写出完整的解题步骤)13(2019·江苏无锡一模)高频焊接是一种常用的焊接方法，图1是焊接的原理示意图。将半径为r10 cm的待焊接的环形金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以高频变化电流，线圈产生垂直于工件所在平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示，t0时刻磁场方向垂直线圈所在平面向外。工件非焊接部分单位长度上的电阻R01.0×103 ·m1，焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的9倍，焊接的缝宽非常小，不计温度变化对电阻的影响。(1)在图3中画出感应电流随时间变化的it图象(以逆时针方向电流为正)，并写出必要的计算过程；(2)求环形金属工件中感应电流的有效值；(3)求t0.30 s内电流通过焊接处所产生的焦耳热。答案(1)见解析(2)A(3)1.3×103 J解析(1)环形金属工件电阻为R2rR09×2rR020rR06.28×103 在0 T时间内的感应电动势为E·r26.28 V电流为I1.0×103 A由楞次定律得到电流方向为逆时针，it关系图象如图所示：(2) 在一个周期内IRTI2R解得I有效 A816 A(3)在t0.30 s内电流通过焊接处所产生的热量为Q而R9×2rR05.65×103 解得QIRt1.13×103 J