2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題復(fù)習(xí)訓(xùn)練 課時作業(yè)十 恒定電流和交變電流（含解析）

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1、課時作業(yè)十　恒定電流和交變電流 一、選擇題 1．(多選)如圖1所示為一種變壓器的實物圖，根據(jù)其銘牌上所提供的信息，以下判斷正確的是(　　) 圖1 A．這是一個升壓變壓器 B．原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多 C．當(dāng)原線圈輸入交流電壓220 V時，副線圈輸出直流電壓12 V D．當(dāng)原線圈輸入交流電壓220 V、副線圈接負載時，副線圈中電流比原線圈中電流小 解析：根據(jù)銘牌信息，輸入電壓為220 V，輸出電壓為12 V，這是一個降壓變壓器，原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多，選項A錯誤，B正確；當(dāng)原線圈輸入交流電壓220 V時，副線圈輸出直流電壓12 V，選項C正確；當(dāng)原線圈輸入交流電壓2

2、20 V、副線圈接負載時，根據(jù)變壓器功率關(guān)系，副線圈中電流比原線圈中電流大，選項D錯誤． 答案：BC 2．在如圖2所示的電路中，閉合開關(guān)S，將滑動變阻器的滑片P緩慢向右移動，則下列說法正確的是(　　) 圖2 A．燈泡L變暗 B．電源內(nèi)部消耗的功率先變大后變小 C．電容器C上的電荷量增加 D．流過R1的電流方向由左向右 解析：滑片P右移，滑動變阻器接入的電阻減小，電路中總電流增大，故燈泡L變亮，選項A錯誤；電源內(nèi)部消耗的電功率P內(nèi)＝I2r，隨電流的增大，電源內(nèi)部消耗功率一直變大，選項B錯誤；由U＝IR可知，燈泡兩端電壓和電源內(nèi)電壓均增大，所以滑動變阻器兩端電壓減小，電容器C兩

3、端電壓減小，由Q＝CU可知，電容器C上的電荷量減少，電容器C處于放電狀態(tài)，流過R1的電流方向由左向右，選項C錯誤，D正確． 答案：D 3．某交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間變化的關(guān)系如圖3所示，下列說法正確的是(　　) 圖3 A．t＝0時刻發(fā)電機的轉(zhuǎn)動線圈位于中性面 B．在1 s內(nèi)發(fā)電機的線圈繞軸轉(zhuǎn)動50圈 C．將此交流電接到匝數(shù)比是1∶10的升壓變壓器上，副線圈的電壓有效值為2 200 V D．將此交流電與耐壓值是220 V的電容器相連，電容器不會被擊穿 解析：由題圖知t＝0時刻，感應(yīng)電動勢最大，線圈位于與中性面垂直的平面，選項A錯誤；交流電的周期是0.02 s，1 s內(nèi)

4、有50個周期，所以線圈轉(zhuǎn)動50圈，選項B正確；原線圈電壓的有效值U1＝＝220 V，由＝可得，副線圈電壓的有效值為2 200 V，選項C錯誤；此交流電電壓的最大值為220 V，大于220 V，所以耐壓值為220 V的電容器會被擊穿，選項D錯誤． 答案：B 4．如圖4所示，電阻不計的單匝矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交流電壓瞬時值表達式為u＝100cos100πt(V)．下列說法正確的是(　　) 圖4 A．當(dāng)線圈平面與磁感線平行時，磁通量變化率最大 B．該交流電壓的頻率為100 Hz C．穿過線圈的磁通量最大值是 Wb D．用理想電壓表測量該電壓，其示數(shù)

5、約為141 V 解析：當(dāng)線圈平面與磁感線平行時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，此時磁通量變化率最大，A項正確；頻率f＝ Hz＝50 Hz，B項錯誤；感應(yīng)電動勢的最大值Em＝100 V，根據(jù)Em＝NBSω可知，BS＝＝ Wb＝ Wb，C項錯誤；電壓表測量的是有效值，則E＝＝100 V，D項錯誤． 答案：A 5．(2018年高考·天津卷)教學(xué)用發(fā)電機能夠產(chǎn)生正弦式交變電流．利用該發(fā)電機(內(nèi)阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻R供電，電路如圖5所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P.若發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?，則(　　) 圖5 A．R消耗的功率變?yōu)镻 B

6、．電壓表V的讀數(shù)變?yōu)閁 C．電流表A的讀數(shù)變?yōu)?I D．通過R的交變電流頻率不變 解析：正弦交流電的電動勢的最大值Em＝NBSω，而ω＝2πn，有效值E＝Em，線圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?，則U1＝E變?yōu)樵瓉淼?由＝知U2變?yōu)樵瓉淼模妷罕碜x數(shù)變?yōu)樵瓉淼?，選項B正確；R消耗的功率P＝，故R消耗的功率變?yōu)樵瓉淼模x項A錯誤；由P入＝P出得，U1I1＝，故I1變?yōu)樵瓉淼?，即電流表讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?，選項C錯誤；變壓器不改變交變電流的頻率，故通過R的交變電流頻率變?yōu)樵瓉淼?，選項D錯誤． 答案：B 6．(2015年高考·課標(biāo)全國卷Ⅰ)一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1，在原、副線圈的回路中分別接有阻

7、值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220 V的正弦交流電源上，如圖6所示．設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為U，原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k，則(　　) 圖6 A．U＝66 V，k＝ B．U＝22 V，k＝ C．U＝66 V，k＝ D．U＝22 V，k＝ 解析：設(shè)原線圈中電流為I，由＝知，副線圈中的電流I2＝3I，由題意知副線圈中電阻兩端的電壓U＝3IR，則原線圈回路中R兩端的電壓U′＝IR＝，原線圈兩端的電壓U1＝3U，則有3U＋＝220 V，U＝66 V，原線圈回路中電阻消耗的功率P1＝I2R，副線圈回路中電阻消耗的功率P2＝(3I)2R，＝k＝＝，選項

8、A正確． 答案：A 7．(2019年四川第三次診斷)如圖7甲所示，矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，輸出交變電流的電壓隨時間變化的圖象如圖7乙所示，經(jīng)原、副線圈匝數(shù)比為1∶10的理想變壓器給一燈泡供電如圖7丙所示，燈泡的額定功率為22 W．閉合開關(guān)后，燈泡正常發(fā)光，下列說法正確的是(　　) 圖7 A．t＝0.01 s時穿過線框的磁通量為零 B．變壓器原線圈中電流表示數(shù)為1 A C．交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)速為100 r/s D．燈泡的額定電壓為220 V 解析：由題圖乙可知，當(dāng)t＝0.01 s時，感應(yīng)電動勢為零，則此時穿過線框回路的磁通量最大，故A錯誤；原線圈

9、輸入電壓為有效值為22 V，則副線圈的電壓為220 V，由P＝UI可知，副線圈電流I2＝＝ A＝0.1 A，則由＝，求得I1＝1 A，故B正確；由題圖乙可知，交流電的周期為0.02 s，則轉(zhuǎn)速為n＝＝50 r/s，故C錯誤；燈泡正常發(fā)光，故額定電壓為220 V，故D錯誤． 答案：B 8．(2019年貴州適應(yīng)性考試)(多選)如圖8所示，L1、L2、L3為三只完全相同的小燈泡，其中L1接在理想變壓器的原線圈上，L2、L3并聯(lián)在副線圈兩端，三只燈泡均正常發(fā)光．已知輸入端電壓為U，則(　　) 圖8 A．理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶2 B．理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1 C．

10、小燈泡額定電壓為 D．小燈泡額定電壓為 解析：設(shè)每只小燈泡的額定電流為I，因并聯(lián)在副線圈兩端的兩只小燈泡均正常發(fā)光，所以副線圈中的總電流為2I，原、副線圈電流之比為1∶2，所以原、副線圈的匝數(shù)之比為2∶1，則有原、副線圈兩端的電壓之比為2∶1，故A錯誤，B正確；設(shè)小燈泡的額定電壓為U1，則有副線圈電壓為U1，所以原線圈電壓為2U1，又因為原線圈與燈泡串聯(lián)，所以U＝2U1＋U1，解得U1＝，C錯誤，故D正確． 答案：BD 9．(多選)某溫度檢測、光電控制加熱裝置原理圖如圖9所示．圖中RT為熱敏電阻(隨溫度升高，阻值減小)，用來探測加熱電阻絲R的溫度，RG為光敏電阻(隨光照強度增大，阻值減

11、小)，接收小燈泡L的光照，除RT、RG外，其他電阻均為定值電阻．當(dāng)R處溫度升高時(　　) 圖9 A．L變亮 B．流過R3的電流減小 C．E2的路端電壓增大 D．R的功率減小 解析：當(dāng)R處溫度升高時，RT阻值變小，左側(cè)回路中的電流變大，L消耗的功率變大，所以L變亮，L的光照強度增大，RG阻值變小，通過R2的電流變大，內(nèi)電壓增大，E2的路端電壓變小，R兩端電壓變小，通過R的電流也變小，所以R消耗的電功率變小，通過R3的電流變大，選項A、D正確． 答案：AD 10．(2019年衡水一中測試)(多選)如圖10所示，理想變壓器原線圈接入正弦交流電，副線圈的匝數(shù)可以通過滑

12、動觸頭P調(diào)節(jié)．RT為熱敏電阻，當(dāng)環(huán)境溫度升高時，RT的阻值變?。铝姓f法正確的有(　　) 圖10 A．P向下滑動時，電壓表讀數(shù)變大 B．P向下滑動時，電流表讀數(shù)變小 C．若環(huán)境溫度升高，變壓器的輸入功率變大 D．若環(huán)境溫度升高，燈泡消耗的功率變小 解析：當(dāng)P向下滑動時，副線圈的匝數(shù)變小，變壓器的輸出電壓變小，電壓表讀數(shù)變小，選項A錯誤；當(dāng)P向下滑動時，副線圈的匝數(shù)變小，變壓器的輸出電壓變小，副線圈電流減小，輸出功率變小，根據(jù)輸入功率等于輸出功率可知，原線圈電流也減小，所以電流表讀數(shù)變小，選項B正確；當(dāng)溫度升高時，RT變小，在電壓不變的情況下，副線圈的電流就會變大，變壓器的輸出功

13、率變大，輸入功率也變大，選項C正確；當(dāng)環(huán)境溫度升高時，RT的阻值會變小，在電壓不變的情況下，副線圈的電流就會變大，根據(jù)P＝I2R可知燈泡消耗的功率變大，選項D錯誤． 答案：BC 11．(2019年湖南第三次模擬)(多選)如圖11甲所示，理想變壓器原線圈匝數(shù)n1＝200匝，副線圈匝數(shù)n2＝100匝，交流電壓表和交流電流表均為理想電表，兩個電阻R的阻值均為125 Ω，圖11乙為原線圈兩端的輸入電壓與時間的關(guān)系圖象，下列說法正確的是(　　) 圖11 A．通過電阻的交流電頻率為50 Hz B．電壓表的示數(shù)為250 V C．電流表的示數(shù)為0.25 A D．每個電阻R兩端電壓最大值為12

14、5 V 解析：由題圖乙知T＝0.02 s，則f＝＝50 Hz，變壓器不改變交流電的頻率，所以頻率仍為50 Hz，A正確；由＝可知，電壓表的示數(shù)U2＝U1＝125 V，B錯誤；根據(jù)歐姆定律可得副線圈中的電流I2＝＝0.5 A，又＝，則電流表的示數(shù)I1＝I2＝0.25 A，C正確；因為副線圈兩端電壓有效值為125 V，故最大電壓為125 V，故副線圈中每個電阻R兩端電壓最大值為V，D錯誤． 答案：AC 12．(多選)如圖12所示，n匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強度大小為B的水平勻強磁場中，線框面積為S，電阻不計．線框繞垂直于磁場的軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，并與理想變壓器的原線圈相連，

15、變壓器副線圈接入一只額定電壓為U的燈泡，燈泡正常發(fā)光．從線圈通過中性面開始計時，下列說法正確的是(　　) 圖12 A．圖示位置穿過線框的磁通量變化率最大 B．燈泡中的電流方向每秒改變次 C．線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的表達式為e＝nBSωsinωt D．變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為 解析：圖示位置線框位于中性面，穿過線框的磁通量最大，但是磁通量的變化率為零，A錯誤；交流電的周期為T＝，一個周期內(nèi)電流方向改變兩次，則燈泡中的電流方向每秒改變次，B錯誤；交流電的電動勢最大值Emax＝nBSω，則線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的表達式為e＝nBSωsinωt，C正確；交流電的有效值為U1＝，則＝＝，D

16、正確． 答案：CD 13．(多選)如圖13所示為遠距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T1的原、副線圈匝數(shù)之比為n1∶n2＝1∶10，在T1的原線圈兩端接入一正弦交流電，輸電線的總電阻為2r＝2 Ω，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為n3∶n4＝10∶1.若T2的用電設(shè)備兩端的電壓為U4＝200 V，用電設(shè)備消耗的電功率為10 kW，不考慮其他因素的影響，則(　　) 圖13 A．T1的副線圈兩端電壓的最大值為2 010 V B．T2的原線圈兩端的電壓為2 000 V C．輸電線上損失的電功率為50 W D．T1的原線圈輸入的電功率為10.1 kW 解析：因為

17、用電設(shè)備消耗的電功率為10 kW，T2副線圈兩端的電壓為U4＝200 V，則流過T2副線圈的電流為I4＝＝＝50 A，由變壓器原、副線圈的電流與線圈匝數(shù)的關(guān)系＝，可得I3＝5 A，由＝，可知T2原線圈兩端的電壓為U3＝2 000 V，B正確；輸電線的電阻分得的電壓為U線＝I3·2r＝5×2 V＝10 V，所以T1副線圈兩端的電壓為U2＝U3＋U線＝(2 000＋10)V＝2 010 V，其最大值為U2m＝2 010 V，A正確；輸電線上損失的電功率為P損＝I32·2r＝50 W，C正確；由能量守恒定律可知T1副線圈的輸出功率為P出＝(10 000＋50)W＝10 050 W，因此T1原線圈的輸

18、入功率為10 050 W，D錯誤． 答案：ABC 14．(多選)如圖14所示，電阻不計的金屬導(dǎo)軌PQ、MN水平平行放置，間距為L，導(dǎo)軌的P、M端接到匝數(shù)比為n1∶n2＝1∶2的理想變壓器的原線圈兩端，變壓器的副線圈接有阻值為R的電阻．在兩導(dǎo)軌間x≥0區(qū)域有垂直導(dǎo)軌平面的磁場，磁場的磁感應(yīng)強度B＝B0sin2kπx(T)，一阻值不計的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好．開始時導(dǎo)體棒處于x＝0處，從t＝0時刻起，導(dǎo)體棒ab在沿x正方向的力F作用下做速度為v的勻速運動，則(　　) 圖14 A．導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的交變電流的頻率為kv B．交流電壓表的示數(shù)為2B0Lv C．交流電流表的示數(shù)為 D．在t時間內(nèi)力F做的功為 解析：導(dǎo)體棒ab切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝BLv＝B0Lvsin2kπvt(V)，則產(chǎn)生的交變電流的頻率為kv，A正確；由E＝B0Lvsin2kπvt(V)可知，原線圈所加交變電壓的有效值為U1＝，由＝得U2＝B0Lv，B錯誤；因U2＝B0Lv，I2＝，由＝得I1＝，C錯誤；依據(jù)能量守恒定律，得WF＝QR＝I22Rt＝，D正確． 答案：AD - 11 -