2023届高考物理三轮测试：力与直线运动4 含解析物理试题试卷分析

训练11恒定电流与交变电流一、选择题(本大题共8小题，每小题8分，共64分．第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．)1．如图所示的电路中，R1是定值电阻，R2是光敏电阻，电源的内阻不能忽略．闭合开关S，当光敏电阻上的光照强度增大时，下列说法中正确的是()A．通过R2的电流减小B．电源的路端电压减小C．电容器C所带的电荷量增加D．电源的效率增大解析：当光敏电阻上的光照强度增大时，光敏电阻的阻值会减小，电路的总电阻减小，电路中的总电流增大，流过R2的电流增大，故A错误；电路中的总电流增大，路端电压减小，故B正确；路端电压减小，电容器两端的电压减小，电容器所带的电荷量减小，故C错误；电源效率：η＝eq\f(P总－P内,P总)＝eq\f(I2R总－I2r,I2R总)＝eq\f(R总－r,R总)＝1－eq\f(r,R总)，总电路的电阻减小，所以电源的效率就减小，故D错误．答案：B2．如图所示，图中的三个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片P向左端缓慢移动时，下面说法中正确的是()A．电压表的读数减小，电流表的读数增大B．电压表的读数增大，电压表的读数增大C．电阻RP消耗的功率增大，电容器C所带电荷量增加D．电压表的读数减小，电流表的读数减小解析：P向左端缓慢移动，RP增大，R总＝r＋R1＋R2＋RP增大，电流表读数I＝eq\f(E,R总)减小，测量R2两端的电压U2＝IR2减小，故D正确.测量R2和RP的总电压，或电源和R1的外电压，即U1＝I(R2＋RP)＝E－I(r＋R1)故增大，A、B错误．电阻RP消耗的功率P＝I2RP，不能确定，但电容器C所带电荷量Q＝CU1增大，故C错误．答案：D3.小型交流发电机的原理图如图所示：单匝矩形线圈ABCD置于匀强磁场中，绕过BC、AD中点的轴OO′以恒定角速度旋转，轴OO′与磁场垂直．矩形线圈通过滑环与理想交流电流表A、定值电阻R串联．下列说法中正确的是()A．线圈平面与磁场垂直时，交流电流表A的示数最小B．线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R的电流最大C．线圈平面与磁场垂直时，通过线圈的磁通量变化率最大D．线圈平面与磁场平行时，通过线圈的磁通量最大答案：B4.eq\a\vs4\al(2013·四川高考)用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V，通过负载的电流图象如图所示，则()A．变压器输入功率约为3.9WB．输出电压的最大值是110VC．变压器原、副线圈匝数比是1∶2D．负载电流的函数表达式i＝0.05sin(100πt＋eq\f(π,2))A解析：由负载电流图象知，负载电流I2＝eq\f(0.05,\r(2))A，变压器的输出功率P2＝I2U2＝eq\f(0.05,\r(2))×110W≈3.9W，输入功率P1＝P2＝3.9W，A正确；输出电压的最大值为U2m＝110eq\r(2)V，B错误；变压器原、副线圈的匝数比是eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝2∶1，C错误；由图象知，负载电流的函数表达式i＝0.05sin100πt(A)，D错误．答案：A5．将阻值为100Ω的电阻丝绕成一个100匝的闭合矩形线圈，让其在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速运动，如图甲所示，产生的感应电动势如图乙所示．则可以判断()A．t＝0时刻线圈应转到图甲所示的位置B．该线圈的转速为100πr/sC．穿过线圈的磁通量的最大值为eq\f(1,50π)WbD．线圈转一周所产生的电热为9.68J解析：零时刻感应电动势为零，磁通量变化最慢，线圈应与磁场垂直，A错误；产生感应电动势的周期为0.02s，则线圈的转速为50r/s，B错误；感应电动势的最大值Em＝NBSω，Φm＝BS＝eq\f(311,11000π)Wb，C错误；线圈转一周所产生的电热Q＝eq\f(\f(Em,\r(2))2,R)×T＝9.68J，D正确．答案：D6．如图所示的电路中，E为电源，R0为定值电阻，R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)，R2、R3为滑动变阻器，C为平行板电容器．当开关S闭合时，电容器两极板间有一带电微粒恰好处于静止状态．下列说法正确的是()A．只逐渐增大照在R1上的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，带电微粒向上运动B．只将R3的滑动端P3向上端移动时，电源消耗的功率变大，带电微粒向上运动C．只将R2的滑动端P2向下端移动时，带电微粒向下运动D．断开开关S，带电微粒将向下运动解析：只逐渐增大R1的光照强度，R1的阻值减小，外电路总电阻减小，总电流增大，电阻R0消耗的电功率变大，滑动变阻器的电压变大，电容器两端的电压增大，两板间的场强增大，故微粒向上运动，故A正确；R3与电容器串联，只将R3的滑动端P3向上端移动时，电路稳定时相当于导线，故改变R3的滑片的位置不会影响电路中电流及电压，故带电微粒静止不动，故B错误；只调节电阻R2的滑动端P2向下端移动时，电容器并联部分的电阻变大，所以电容器两端的电压变大，两板间的场强增大，故带电微粒向上运动，故C错误；若断开开关S，电容器处于放电状态，电荷量变小，板间场强减小，带电微粒所受的电场力减小，将向下运动，故D正确．答案：AD7．如图所示，一理想变压器原线圈接正弦交变电源，副线圈接有三盏相同的灯(不计灯丝电阻的变化)，灯上均标有(36V,6W)字样，此时L1恰正常发光，图中两个电表均为理想电表，其中电流表显示读数为0.5A，下列说法正确的是()A．原、副线圈匝数之比为3∶1B．变压器的输入功率为12WC．电压表的读数为18VD．若L3突然断路，则L1变暗，L2变亮，输入功率减小解析：因L1正常发光，L1两端的电压为36V，电流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(6,36)A＝eq\f(1,6)A，L2、L3的电流均为eq\f(1,12)A，两端的电压为18V，电功率为1.5W，所以副线圈的输出电压为36V＋18V＝54V，副线圈的输出功率为6W＋1.5W＋1.5W＝9W，原线圈输入的功率也为9W；由变压比公式eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)知，eq\f(0.5,\f(1,6))＝eq\f(n2,n1)，eq\f(n1,n2)＝eq\f(1,3)，当L3断路时，副线圈的电压不变，总电阻增大，电流变小，L1变暗，L2两端的电压变大，L2变亮，总功率变小，由P＝eq\f(U2,R总)，U不变，R总增大．答案：CD8．图甲是远距离输电线路的示意图，图乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则()A．发电机输出交流电压的有效值约为500VB．用户用电器上交流电的频率是100HzC．输电线的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小解析：由图象可知交流电压的最大值为Um＝707V，因此其有效值为U＝eq\f(707,\r(2))V≈500V，故A正确；发电机的输出电压随时间变化的关系，由图可知，T＝0.02s，故f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.02)Hz＝50Hz，故B错误；输电线的电流由输送的功率与电压决定的，与降压变压器原、副线圈的匝数比无关，故C错误；当用户用电器的总电阻增大时，用户的功率减小，降压变压器的输出功率减小，则输入的功率减小，输入的电流减小，输电线上损失的功率减小，故D正确．答案：AD二、计算题(本大题共2小题，共36分．需写出规范的解题步骤)9.eq\a\vs4\al(2016·北京卷)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中．图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更________(选填“敏感”或“不敏感”)解析：由图可知，热敏电阻在温度上升时，阻值下降，故其导电能力增强；相对金属热电阻而言，热敏电阻在温度变化时，阻值变化明显，故对温度更敏感．答案：增强敏感10．一台小型发电机的最大输出功率为100kW，输出电压恒为500V，现用电阻率为1.8×10－8Ω·m，横截面积为10－5m2的输电线向4×(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？(2)如果用户用电器的额定电压为220V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？(3)想一想，当深夜接入电路的用电器减少时，用电器两端的电压是大于、小于还是等于220V？若用电器电路中电流为100A，求此时用电器两端的电压数值．解析：(1)输电要用两根导线，则输电线的电阻为r＝ρeq\f(2l,S)＝1.8×10－8×eq\f(2×4×103,10－5)Ω＝14.4Ω由题意知P损＝P×4%＝(eq\f(P,U2))2r105×0.04＝(eq\f(105,U2))2×14.4U2＝6000V升压变压器原、副线圈匝数比eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(500,6000)＝eq\f(1,12)(2)I2＝eq\f(P,U2)＝eq\f(105,6×103)A＝eq\f(50,3)AU损＝I2·r＝eq\f(50,3)×14.4V＝240V而U3＝U2－U损＝6000V－240V＝5760Veq\f(n3,n4)＝eq\f(U3,U4)＝eq\f(5760,220)＝eq\f(288,11)降压变压器原、副线圈匝数比为288∶11(3)用电器总数减少时，用电器两端电压将增大，由题知I′4＝100A，则由：eq\f(I′4,I′3)＝eq\f(n3,n4)＝eq\