2020高考物理二轮复习专题检测十七直流电路和交流电路问题 下载本文

2019年

阻,原、副线圈匝数之比为2∶1,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是( )

A.原线圈的输入功率为220 W B.电流表的读数为1 A C.电压表的读数为110 V

D.副线圈输出交流电的周期为50 s

解析:选B 由交流电压的表达式可知,原线圈两端所加的电压最大值为220 V,故有效值为U1=220 V,由=,故副线圈电压的有效值为U2=110 V,故输出功率P2==220 W,再由输入功率等于输出功率知,P1=P2=220 W,A项错误;根据欧姆定律知,I2==2 A,由=,得I1=1 A,故电流表读数为1 A,所以B项正确;电压表的读数为有效值,即U2=110 V,C项错误;由交流电压的表达式可知,ω=100π(rad/s),又T=,解得T=0.02 s,所以D项错误。

10.[多选](2018届高三·宁波八校联考)在如图甲所示的电路中,电源电动势为3.0 V,内阻不计,L1、L2为相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,R为定值电阻,阻值为7.5 Ω。当开关S闭合后( )

A.L1的电阻为 Ω

B.L1消耗的电功率为7.5 W C.L2的电阻为7.5 Ω D.L2消耗的电功率为0.3 W

解析:选CD S闭合后,L1两端的电压为乙图可知,I1=0.25 A,故P1=0.75 W,R1=12 L2与R及电源串联,把R和电源等效成电动势为

3.0 V,由题中Ω,A、B均错;3 V,内阻为

7.5 Ω的新电源,在题图乙中作出新电源的I-U图线,如图所示,两图线的交点表示出了此时L2两端的电压与通过的电流的大小,由图知U2=1.5 V,I2=0.2 A,所以R2== Ω=7.5 Ω,P2=U2I2=1.5×0.2 W=0.3 W,C、D正确。

11.[多选]一理想自耦变压器的原线圈接有正弦交变电压,如图甲所示,副线

2019年

圈接有可调电阻R,触头P与线圈始终接触良好,下列判断正确的是( )

A.交变电源的电压u随时间t变化的规律是u=U0cos 100πt V B.若仅将触头P向A端滑动,则电阻R消耗的电功率增大 C.若仅使电阻R增大,则原线圈的输入电功率增大

D.若使电阻R增大的同时,将触头P向B端滑动,则通过A处的电流一定增大 解析:选AB 从题图甲可看出,交流电的周期T=2×10-2 s,最大值为U0,所以交变电源的电压u随时间t变化的规律是u=U0cos t V=U0cos 100πt V,选项A正确;因原、副线圈两端电压与其匝数成正比,当仅将触头P向A端滑动时,副线圈两端的电压增大,即电阻R两端的电压增大,则电阻R消耗的电功率增大,选项B正确;若仅使电阻R增大,则副线圈两端的电压不变,电阻R消耗的电功率P=减小,原线圈的输入电功率也减小,选项C错误;将触头P向B端滑动,副线圈两端的电压减小,同时电阻R增大,通过R的电流I2=减小,根据I1n1=I2n2,通过A处的电流也一定减小,选项D错误。

12.一台小型发电机产生的电动势随时间以正弦规律变化的图像如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0 Ω,现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡,如图乙所示,则( )

A.电压表的读数为220 V

B.电路中的电流方向每秒改变50次 C.灯泡实际消耗的功率为484 W

D.发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为24.2 J

解析:选D 由题图甲知发电机产生的感应电动势有效值为220 V,灯泡中电流大小为I==2.2 A,电压表读数为U=IR=2.2×95.0 V=209 V,选项A错误;由题图甲知交变电流的周期为0.02 s,则其频率为50 Hz,电路中的电流方向每秒改变100次,选项B错误;灯泡实际消耗的功率为P=IU=209×2.2 W=459.8 W,选项C错误;发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为Q=I2rt=2.22×5×1 J=24.2 J,选项D正确。

2019年

13.[多选]如图甲为小型旋转电枢式交流发电机,电阻为r=2 Ω矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的两端经集流环和电刷与右侧电路连接,右侧电路中滑动变阻器R的最大阻值为R0= Ω,滑动片P位于滑动变阻器中央,定值电阻R1=R0、R2=,其他电阻不计。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,闭合开关S,线圈转动过程中理想交流电压表示数是10 V,图乙是矩形线圈磁通量Φ随时间t变化的图像,则下列说法正确的是( )

A.电阻R2上的热功率为 W

B.0.02 s时滑动变阻器R两端的电压瞬时值为零

C.线圈产生的感应电动势随时间t变化的规律是e=10cos 100πt(V) D.线圈开始转动到t= s的过程中,通过R1的电荷量为 C

解析:选AD 根据串联电路分压关系,可求得R2两端的电压为 V,故P= W= W,A正确;0.02 s时线圈的磁通量为零,此时线圈中电动势最大,R两端电压最大,B错误;因线圈有内阻r,故电动势最大值Em>10 V,C错误;由R外=10 Ω,r=2 Ω,U=10 V可得Em=NBSω=12 V,又q=N=N,以上各式联立可得:q= C,D正确。

14.如图所示为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数比为k1。降压变压器T′的原、副线圈匝数比为k2。原线圈两端接入一电压u=Umsin ωt的交流电源,用户电阻为R(纯电阻),若用户消耗功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其他因素的影响,则输电线上损失的电功率Pr和用户获得的电压U分别为( )

A.Pr=P U=-k22B.Pr=P U=-k22C.Pr=P U=-k1k2D.Pr=P U=-k1k2

2r

P

RP RP RP R

2r

2r

2r

2019年

解析:选B 用户流过的电流为I4= ,故在输电线路上的电流为I3==,故损失的电功率为Pr=I32·2r=P;升压变压器两端电压的有效值为U1=,输电线路上损失的电压为ΔU=I3·2r,升压变压器副线圈两端的电压为U2=,故降压变压器原线圈的电压为U3=U2-ΔU,用户获得的电压U=,联立解得U=-。

[教师备选题]

1.(2017·黄山月考)如图所示,在AB间接入正弦220 V,通过理想变压器和二极管D1、D2给阻值R=20 负载供电,已知D1、D2为相同的理想二极管,正向电阻

交流电U1=Ω的纯电阻

为0,反向电阻无穷大,变压器原线圈n1=110匝,副线圈n2=20匝,Q为副线圈正中央抽头,为保证安全,二极管的反向耐压值至少为U0,设电阻R上消耗的热功率为

P,则有( )

A.U0=40 V,P=80 WB.U0=40 V,P=80 WC.U0=40 V,P=20 WD.U0=40 V,P=20 W

解析:选C 变压器的次级电压U2=U1=×220 V=40 V,故二极管的反向耐压值至少为40 V;电阻R上电压有效值为20 V,则R消耗的热功率为P== W=20 W,

故C正确。

在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内体制成的NTC热敏电阻,其阻值随着温度的升高而为定值电阻,C为电容器,L为小灯泡,电流表内阻

2.[多选]阻,R1是半导减小,R2、R3

可忽略。当电路所处环境温度下降时,则( )

A.电流表的示数增大B.R2两端的电压减小

C.小灯泡变暗

D.电容器C所带的电荷量增大