2023届高考物理一轮复习——电路和变压器.pdf

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1、2023届高考物理一轮复习一电路和变压器本试卷主要考察对电路和变压器的理解以及数形结合运算能力，变压器两端电路的动态分析，思维量较大，题型新颖，需静心专注仔细分析。注意事项：L 本套密卷满分100分，做题所需时间90分钟；2.请一律用0.5 或以上的黑色中性签字笔在规定的答题纸上做答，注意书写规范；第I卷（选择题）一、单选题（每题4 分，共 48分）1.在图示电路中，电源内阻不可忽略，、&2为定值电阻，G 为灵敏电流计，V 为理想电压表，平行板电容器两极板水平，开关S 闭合后，位于电容器两板间的带电油滴恰好静止，现将滑动变阻器的滑片P 向下移动，则以下说法正确的是（）A.G 中有从。到力的电流

2、B.V 示数增大C.油滴向上运动D.电源内阻消耗功率减小2.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1,原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈与热水器、抽油烟机连接.已知副线圈上的电压按图乙所示规律变化，现闭合开关S 接通抽油烟机，下列说法正确的是（）A.电压表示数为220立 VB.热水器消耗的功率变大C.变压器的输入功率变大D.副线圈两端电压的瞬时值表达式=44正 sin（50nt）V3.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，实验器材如下:A.待测小灯泡（2.5V,0.5A）；B.双量程电压表（中间接线柱3V；右边接线柱15V）；C.双量程电流表（中间接线柱0.6A；右边接线柱3A）；D

3、.滑动变阻器（20C,2A）；E.电 源（电动势约为3 V,内阻未知）；F.电阻箱（9999.9Q）；G.电键一个；导线若干。小义同学某次测量结果如图，则此时电压表的示数为（）V；A.11.5 B.2.20 C.2.25 D.2.154.如图所示的电路中，左侧电容器的电容大于右侧电容器的电容，图中滑动变阻器用和号的滑片都置于中间位置，若要两只电容器所带的电荷量相等，正确的做法是（）A.滑动变阻器A滑片向左移动 B.滑动变阻器4滑片向右移动C.滑动变阻器&滑片向左移动 D.滑动变阻器耳滑片向右移动B.B的示数变小C.V3示数变化量的绝对值与A2示数变化量的绝对值的比值不变D.M与V2示数的比值等

4、于仆与Az示数的比值5.图1是手机无线充电器的示意图，其原理如图2所示：当送电线圈接上220V的正弦交变电流后,会产生一个变化的磁场从而使手机中的受电线圈中产生交变电流，该电流经过其他装置转化为直流电给手机充电，该装置实际上可等效为一个无漏磁的理想变压器：送电线圈的匝数为N/,受电线圈匝数为2,且 乂：乂=44:1。若手机电阻为5 C,当该装置给手机充电时，则（）A.流过原、副线圈的电流之比为5：1B.受电线圈两端”的输出电压为5VC.充电时流过手机的电流为44AD.保持好端输入电压不变，若在充电时玩大型游戏（即增大手机用电功率），则受电线圈的输出电压将变大6.某理想变压器原、副线圈的匝数之比

5、为10:1,当输入电压增加20V时，输出电压（）A.增加200V B.增加2V C.降低200V D.降低2V7.如图所示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用心表示，变阻器A代表用户用电器的总电阻。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，下列说法正确的是（）8.如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数之比|：2=5:3,电阻4 =&=5 Q,交变电源的电压随时间变化规律如图乙所示，A1、&均为理想电流表。以下判断正确的是（）A.断开开关S时，原线圈中的电流随时间变

6、化的规律为，=2j&osl00m（A）B.闭合开关S,电流表A1的示数为0.6AC.闭合开关S前后，鸟的电功率之比为4:1D.闭合开关S,原线圈输入功率增大9.无线充电是近年发展起来的新技术，无线充电技术与变压器相类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量，如图甲所示，充电基座接上220V、50Hz家庭用交流电（电压变化如图乙所示），受电线圈接上一个理想二极管给手机电池充电。下列说法正确的是（）A.乙图中的皖的大小为220VB.基座线圈和受电线圈通过互感实现能量传递C.手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失D.受电线圈交变电压的频率与基座线圈不相同10.如

7、图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为1 ：2,原线圈与固定电阻4串联后，接入输出电压A.用户的用电器是串联的，/?增大有效值恒定的正弦交流电源。副线圈电路中负载电阻为可变电阻V、A是理想电表，调节号，使R?=2R、，闭合开关S,此时电流表的读数为1A,电压表的读数为4V。贝 I()%的阻值均为凡 忽略线框以及导线的电阻。下列说法正确的是()A.电源输出电压为4VB.电源输出功率为12WC.将&调 为 8。时，变压器输出功率为8WD.将&调 为 8。时，电源输出功率为4.5WA.图示位置时，线框产生的感应电动势为/V8 ssB.通过电阻勺的是交流电C.线框转一圈，通过电阻A的电量为9=萼RD.

8、矩 形 线 框 的 输 出 功 率 为 誓 烂1 1.如图甲所示，电阻不计的矩形导体线圈固定在水平桌面上，线圈的匝数“=1 0 0,所围成矩形的面积5=0.4 0 0?，线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直且均匀分布的磁场，磁感应强度随时间按如图乙所示的正弦规律变化。在线圈的右边接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数比为第I I卷(非选择题)二、解答题(共52分)13.(12分)如图所示，图(a)为灯泡工作电路，图(b)为电源的UU图象。开关闭合，灯泡正常勺：2 =2:1,灯泡L标有“36V 18W”字样，电流表和电压表均为理想电表。调节滑动变阻器K 的滑B.定值电阻用的阻值为5c工作

9、，理想电流表的示数/=2 A,求:(1)电源的电动势E 及内阻r；C.在磁感应强度变化的01.57x10 时间内，通过小灯泡的电荷量为7.85x10 3CD.当滑动变阻器/?的滑片P 向下滑动时，电流表的示数变大，电压表的示数变小14.(14分)甲图所示电路中，电源的路端电压随电流的变化图像如图乙。闭合开关，调节滑动变阻1 2.如图所示，矩形线框的匝数为M 面积为S,线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为左线框从图示位置开始绕轴以恒定的角速度“沿逆时针方向转动，线框一端接换向器，通过电刷和外电路连接。理想变压器原、副线圈的匝数比为3：1,定值电阻4、器 R 的阻值改变电路中的电流，已知R

10、 的最大值为12Q,定值电阻网为6。，电容器的电容C为 1.0 x10/。(1)根据图乙求出电源的电动势E 和内阻r；(2)求定值电阻网 的最大功率(3)求 R 从 12。减小到0 的过程中通过R,的电荷量AQ。15.(14分)如图所示，理想变压器原线圈中输入电压a=3300V,副线圈两端电压6 为2 2 0 V,输16.(12分)某同学制作一个简易的手摇发电机，用总长为L 的导线绕制成N 匝正方形线圈，将线圈出端连有完全相同的两个灯泡口和右,绕过铁芯的导线所接的电压表V 的示数U=2V 求:(1)原线圈/等于多少匝？(2)当开关S 断开时，电流表A2的示数/?=5A 则电流表A1的示数4 为

11、多少？(3)在(3)情况下，当开关S闭合时，电流表A1的 示 数 等 于 多 少？放入磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴。以角速度口匀速转动.发电机(内阻可忽略)输出端和理想变压器原线圈相连，副线圈回路负载电阻为凡 原、副线圈匝数比为1:4,其简化示意图如图，求：(I)发电机产生的电动势最大值(2)电阻曜消耗的电功率P。15.姓名学号分数答题纸参考答案1.A【解析】AB.滑动变阻器的滑片尸向下移动，并联部分电路电阻减小，根据分压原理，有U 并=-E火 并+a+广可知电压表示数减小，电容器两端电压减小，根据公式有可知电容器极板上电荷要减小，有从q 到 b的电流出现，故 A正确；B

12、错误；C.对油滴进行分析可知，之前二力平衡，现在极板电荷量减小，导致极板间场强变小，电场力将小于重力，故油滴将向下运动。故 c错误；D.根据分压原理，外部电阻减小，路端电压减小，则内电阻电压增加，有 牛2.C【解析】A.根据变压器电压与匝数关系，有=-=HOOVn2则电压表示数为H O O V,故 A错误；B.接通开关，副线圈所接电路电阻减小，但是副线圈的电压并不变，根据分压原理，定值电阻所分电压变大，热水器两端电压变小，所以消耗功率变小。故 B错误；C.接通开关，电流变大，电压不变，所以副线圈消耗的功率增大，输入功率等于输出功率，变压器的输入功率增大。故 C 正确；D.由图乙可以知道，交变电

13、流的峰值为 4=2 2 0 夜，c o =急=1 0 0 兀 r a d/s则副线圈两端电压的瞬时值表达式=2 2 0&s i n (l O O n t)V3.D【解析】小灯泡额定电压是2.5 V,实物连线图中电压表接线错误。电压表接3 V 量程，表盘的最小分度为0.1 V,读数读到下一位，所以图中示数为2.1 5 V,故 A B C 错误，D正确。4.A【解析】AB.滑动变阻器打滑片在中间位置时，两只电容器两端的电压相等，根据。=C U此时左侧电容器上的电荷量大于右侧电容器上的电荷量，若要使两电容器所带的电荷量相等，滑动变阻器人滑片要向左移动，A正确，B错误；知，不会改变两电容器所带的电荷量

14、，故 C D错误.5.B【解析】A.原、副线圈的电流比等于匝数比的倒数，为 1：4 4,故 A错误；B.原、副线圈的电压比等于匝数比，所以受电线圈两端”的输出电压为U 产年4 =5 VC.充电时流过手机的电流为/=1=从D.因为保持必端输入电压不变，则受电线圈的输出电压将不变，与手机用电功率无关，故 D错误。.J 4 ,A U、n,2 0 1 0 6.B【解析】根据 十 二,得-7 =-即77T=T解 得AC72=2VU2 n2 A t/,n2 A C72 1即输出电压增加2 V,故 B符合题意，AC D不符合题意。7.C【解析】A.用户的用电器是并联的，当用户的用电器增加时，R减小，故 A错

15、误；B.根据变压器的电压之比等于匝数之比 =丛，由于原线圈电压不变、匝数比不变，则电压表V zt/2 n2的示数不变；当用户的用电器增加时，总电阻减小、总电流增大，所以A 2 的示数变大，根据理想变压器的电流之比等于匝数的反比勺=外，所以电流表A i 的示数也增大，故 B错误；C.对于副线圈所在的电路，根据闭合电路的欧姆定律可得S=?+S 解得5=5-hR由于S和心为定值，则 竽=凡A/2D.根据B选项可知，W 与 V 2 示数的比值等于A 2 与 A i 示数的比值，故 D错误。8.D【解析】A.由图乙可知，交变电源电压有效值为4=%=10丫理想变压器原、副线圈匝数之比为%:%=5:3 副线

16、圈电压为&=Xx U,=6 Vn断开开关S,电流表A 逸示数为12=0.6 A 由F4得/尸0.3 6 A故原线圈中的电流随时间变化的规律为/=0.3 6 Q c o s l 0 0 7 t A)B.闭合开关S,电流表A 2 的 示 数 为?=1.2 A 则电流表A,的示数为/：=5 /；=0.7 2 A八 2nC D.滑动变阻器与滑片移动不会改变两只电容器两端的电压比值，由。C.闭合开关S 之前，电流表A?的示数为0.6 A,闭合开关S 之后，电流表A?的示数为1.2 A,故电阻&的电功率之比为1 ：4,故 C 错误;D.闭合开关S,副线圈总电阻变小，且内不变，则变压器副线圈输出功率变大，理

17、想变压器输入功率等于输出功率，则原线圈输入功率增大，故 D 正确。9.B【解析】A.充电基座接上有效值为E=220V的正弦交流电，由 交 流 电 的 最 大 值=22O0VB.无线充电利用的是电磁感应原理，所以送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，B 正确;C,手机和基座无需导线连接，但有一定的磁损耗、焦耳热损失等，故这样传递能量有一定的损失D.充电原理类似于变压器原理，不能改变交流电的频率，所以受电线圈交变电压的频率与基座线圈相10.B【解析】A电流表的读数5 1 A 电压表的读数S=4V根据欧姆定律可知&=牛=4C 得理想变压器原、副线圈匝数之比为1：2,根据电压与匝数成正比得原线圈

18、电压U/=2V根据电流与匝数成反比得原线圈电流/=2A所以电源输出电压U=U/+/R/=2V+2x2V=6VB.电源输出功率为P=U/=12WC D.通过副线圈电流a=/通过原线圈电流人=学A2K2分析原线圈，根据闭合电路欧姆定律可知=争 述+学解 得 4=普K、Z o+A2当出=8。时U,=6V变压器输出的功率 =孚=4.5W此时4=2/=1.5A电源输出功率为P=1/潟+：U,)=9W人2211.B【解析】A.由图像知，线圈中产生的交变电流的周期7=3.14x10、所 以Em=nBmSco=4 1=8 心则E=气=即E 1 1由二-二-2得 Uv=40VUv 2B.当电流表示数为0.8 A

19、 时，灯泡上刚好正常发光，对灯泡L 有，I=2 =0.5AUL而通过定值电阻&中的电流/=0.8A,再由欧姆定律&产 得 用 =5。C.在磁感应强度变化的01.57x10飞 时间内，由乙图可知通过小灯泡的电流有向上和向下的过程,由电流定义式可知通过小灯泡的电荷量为零，故 C 错误;D.当滑动变阻器A的滑片P 向下滑动时，接入回路中的电阻减小，由变压器的输出电压由原线圈中的电压决定，可知电压表的示数不变，由欧姆定律可知电流表的示数变大，故 D 错误。12.D【解析】A.矩形线框转到图示位置时，通过线框的磁通量最大，但磁通量变化率为0,则此时线框产生的感应电动势为0,故 A 错误；B.线框从图示位

20、置开始绕轴0 0 以恒定的角速度。沿逆时针方向转动，产生交流电，由于线框一端接换向器，通过电阻功的是直流电，故 B 错误;c.线框转一圈，通过电阻4 的电量为4=曳 等 故 c 错误AD.矩形线框转动时产生的感应电动势的最大值则有效值后二NBScovr定值电阻小两端的电压等于理想变压器的输入电压，即 孰=上 袈消耗的功率为6=竽=产器、由理想变压器的工作原理#=2凡 2R U2 2可知&=，4=笑 定 值 电 阻 R2消耗的功率为以=牛=螺咨矩形线框的输出功率为人p，+p尸 且 嗤 好13.(1)2V,0.5(2)2W【解析】由图分可知E=2Vr=丝=0.5V(2 分)A/(2)电源的输出功率

21、好=/-/号代入数值解得尸身=2W(2 分)14.(1)12V,6H；(2)6W；(3)3xlO5C【解析】电源6/图像的纵截距表示,斜率的绝对值表示人即 =12VyC=6 C （2 分）（2）当/?=0 时，电路中电流最大，定值电阻心的功率最大，即匕=（上 一&=6 W （2 分）（3）当 7?=1 2。时，电容器两端电压为4 二 五%E =3 V UC 2=-E=6V（2 分）R从 1 2。减小到0的过程中通过用的电荷量为 Q=C（UC2-UCJ=3X10-SC（2 分）1 5.（1）1 6 5 0 匝；（2）1A；（3）|A【解析】（1）输入电压5=3 3 O O V,电压表V的示数。=2 V 由电压与变压器匝数的关系可得兴=勿U n解得多=1 650 匝（2 分）（2）当开关S断开时，有解得/=3A（2 分）（3）当开关S 闭合时，有舄=9=4 4。（2 分）2当开关S闭合时，设副线圈总电阻为，有R，=：/?,=2 2。（2 分）副线圈中总电流为J=IB =1 0 A由=解得4=2：A（2 分）R31 6.(1)Em=;(2)P=m 16NB2lfa)232N?R【解析】线框的面积为S =2J=总尸则感应电动势为%=解 得%=鬻（2 分）感 应 电 动 势 的 有 效 值 收 若 由*浮阻 的 功 率 为 人 苧 解 以 上 式 得 八 篇（2 分）