高考物理二轮复习 新题重组训练 专题四　电路和电磁感应10b

一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分，其中第1、3小题为多选题。)1．[2014·内蒙古包头测评]有一种家用电器，图甲是其电路工作原理图，当电阻丝接在u＝311sin100πt(V)的交流电源上后，电阻丝开始加热，当其温度达到某一数值时，自动控温装置P启动，使电阻丝所接电压变为图乙所示波形(部分仍为正弦波)，从而进入保温状态。不计电阻丝阻值的变化，则下列说法正确的是()A.P启动后，电阻丝的功率变为原来的一半B.P启动后，电阻丝所接交变电压的频率变为原来的一半C.P启动后，电压表的读数大约是原来的0.5倍D.P启动后，电压表的读数大约是原来的0.7倍[解析]P启动前电阻丝的功率P1＝eq\f(U\o\al(2,有),R)＝eq\f(3112,2R)，P启动后，结合乙图可知电阻丝的功率P2＝eq\f(U′\o\al(2,有),R)，由有效值定义有eq\f(U\o\al(2,有),R)·eq\f(T,2)＋0＝eq\f(U′\o\al(2,有),R)T，得P2＝eq\f(1,2)·eq\f(U\o\al(2,有),R)＝eq\f(1,2)·eq\f(3112,2R)，则知P1＝2P2，A正确；P启动前的交流电的频率f＝eq\f(100π,2π)Hz＝50Hz，启动后的交流电的频率f′＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.02)Hz＝50Hz，则B错误；电压表在交流电中测有效值，启动前U有＝eq\f(311,\r(2))V，又由启动前后功率关系可知，启动后U′有＝eq\f(\r(2),2)·U有≈0.7U有，则C错误，D正确。[答案]AD2．[2014·潍坊联考]如图甲所示的电路中，S为单刀双掷开关，电表为理想电表，Rt为热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，理想变压器原线圈接图乙所示的正弦交流电。则()A．变压器原线圈中交流电压u的表达式u＝110eq\r(2)sin100πt(V)B．S接在a端，Rt温度升高时，变压器的输入功率变小C．S接在a端，Rt温度升高时，电压表和电流表的示数均变大D．S由a切换到b，Rt消耗的功率变大[解析]由题图乙可知，电压的最大值为110eq\r(2)V，周期为0.02s，所以ω＝100π，A项正确；副线圈的输出电压由变压器的变压比和输入电压决定，故电压表的示数不变，C项错；温度升高时，Rt的阻值减小，由P＝eq\f(U2,R)可知，变压器的输出功率增大，故其输入功率也随之增大，B项错；S由a切换到b，副线圈匝数减少，故输出电压减小，Rt电阻不变，由P＝eq\f(U2,R)知，Rt消耗的功率减小，D项错。[答案]A3．如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕OO′轴匀速转动，则以下判断正确的是()A．图示位置线圈中的感应电动势最大为Em＝BL2ωB．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e＝eq\f(1,2)BL2ωsinωtC．线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为q＝eq\f(2BL2,R＋r)D．线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为Q＝eq\f(πB2ωL4R,4R＋r2)[解析]图示位置线圈中的感应电动势最小为零，A错；若线圈从图示位置开始计时，闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e＝eq\f(1,2)BL2ωsinωt，B正确；线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为q＝eq\f(ΔΦ,R总)＝eq\f(BL2,R＋r)，C错；线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为Q＝eq\f(\f(Em,\r(2))2,R＋r)·eq\f(2π,ω)·eq\f(R,R＋r)＝eq\f(πB2ωL4R,4R＋r2)，D对。[答案]BD4．[2014·陕西质检]如图所示电路中的电表均为理想电表，电源为恒流电源，即不管外电路的电阻如何变，它都能够提供持续的定值电流。当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，电压表的读数变化量与电流表的读数变化量之比的绝对值是()A．R0 B．R1C．R2 D．不能确定[解析]本题考查闭合电路欧姆定律，意在考查考生灵活选用等效法分析问题的能力。将R1、R2和恒流电源等效为一个新的电源，通过R2的电流不变，故R2两端电压不变，则可认为新电源的内电阻为R1。电压表示数变化则等于新电源端电压的变化，电流表示数变化则等于通过新电源的电流的变化，因此两电表读数变化量之比等于新电源内电阻，即R1，选项B正确。[答案]B5．如图所示的电路中，电源的电动势E＝3V，内阻r＝2Ω，定值电阻R0＝2Ω，滑动变阻器的变化范围是0～5Ω，小灯泡L的电阻RL＝2Ω，电容C＝0.2F，电流表和电压表均为理想电表。闭合两电键后将滑动变阻器的滑片P由最下端向最上端滑动，然后断开电键K0，下列描述中正确的有()A．移动滑片时灯泡逐渐变亮B．移动滑片时两电表示数之积不断增大C．移动滑片时两电表示数变化量之比不断增大D．若仅断开K0，电容器C电量增大[解析]滑片P上滑时接入的电阻R逐渐减小，致使外电阻减小，故干路电流增大，电源内耗电压增大，路端电压降低，灯泡逐渐变暗，即A错；若将变阻器和两电表以外的部分电阻等效为电源内部电阻，则其等效内阻为r0＝3Ω，两电表示数之积是等效电源的输出功率，电压表和电流表示数变化量之比表示等效电源内阻，当P由最下端向最上端滑动时外电阻先大于内阻后小于内阻，因此R消耗的功率是先增大后减小，即BC错；断开K0，外电阻增大，路端电压增大，电容器电量增大。即D对。[答案]D6．如图所示，电路中的五个灯泡完全相同，闭合开关后，灯泡都比较暗不能正常发光，调节滑动变阻器，使电路中的电流逐渐增大，使电路中的某一个或几个灯泡刚好能正常发光，则这时正常发光的灯泡个数为()A．1个 B．2个C．3个 D．4个[解析]此电路为L4、L5串联在一条支路上，L1与L3并联再与L2串联在另一条支路上，由串、并联电路的特点可知，L2两端分到的电压最大，最先到达额定电压，因此最先正常发光的灯泡是一个，A项正确。[答案]A7．[2014·江苏高考]远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是()A.eq\f(I1,I2)＝eq\f(n1,n2) B．I2＝eq\f(U2,R)C．I1U1＝Ieq\o\al(2,2)R D．I1U1＝I2U2[解析]由理想变压器可知eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，选项A错；I2＝eq\f(UR,R)，而U2＝UR＋U3，故I2＜eq\f(U2,R)，B错；P入＝P出，即U1I1＝U2I2，而U2≠I2R，C项错，D项正确。[答案]D8．[2014·浙江高考]如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。则()A．用户端的电压为eq\f(I1U1,I2)B．输电线上的电压降为UC．理想变压器的输入功率为Ieq\o\al(2,1)rD．输电线路上损失的电功率为I1U[解析]由理想变压器输入、输出功率相等可知P1＝P2，即U1I1＝U2I2，U2＝eq\f(I1U1,I2)，A正确。输电线上的电压降为ΔU＝U－U1，B错。理想变压器的输入功率P＝U1I1＝UI1－Ieq\o\al(2,1)r，C错。输电线路上损失的电功率为ΔP＝Ieq\o\al(2,1)·r＝I1U－I1U1，D错。[答案]A二、计算题(本题共2小题，共36分。需写出规范的解题步骤。)9．某交流发电机的输出功率为5×105W，输出电压U＝1.0×103V，假如输电线的总电阻R＝10Ω，在输电线上损失的电功率等于输送功率的5%，用户使用电压U＝380V。(1)画出输电线路的示意图，并标明各部分的符号；(2)求所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少？(使用的变压器是理想变压器)[解析](1)如图所示。(2)I1＝eq\f(P,U)＝500AP损＝5%×5×105W＝2.5×104W由P损＝Ieq\o\al(2,2)R，得I2＝eq\r(\f(P损,R))＝50AI3＝eq\f(P用户,U用户)＝eq\f(P－P损,U用户)＝eq\f(5×105－2.5×104,380)A＝eq\f(4.75×105,380)A＝1.25×103A所以升压变压器原、副线圈的匝数比为eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)＝eq\f(50,500)＝eq\f(1,10)降压变压器原、副线圈的匝数比为eq\f(n1′,n2′)＝eq\f(I3,I2)＝eq\f(1.25×103,50)＝eq\f(25,1)。[答案](1)见解析(2)1∶1025∶110．如图所示，线圈面积为0.05m2，共100匝，线圈总电阻为1Ω，与外电阻R＝9Ω相连。当线圈在B＝eq\f(2,π)T的匀强磁场中绕OO′以转速n＝300r/min匀速转动时，求：(1)电动势的瞬时值表达式(从线圈处于中性面时开始计时)；(2)两电表、的示数；(3)线圈转过eq\f(1,60)s时，电动势的瞬时值；(4)线圈转过eq\f(1,30)s的过程中，通过电阻R的电荷量；(5)线圈匀速转一周外力做的功。[解析](1)因为Em＝NBSω，ω＝2πn，其中n＝300r/min＝5r/s，代入数据可得ω＝10πrad/s，Em＝100V若从线圈处于中性面时开始计时，则e＝Emsinωt，所以电动势的瞬时值表达式为e＝100sin10πt(V)(2)两电表的示数为交流电的有效值，则I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(Em,\r(2)R＋r)＝5eq\r(2)A，UR＝IR＝45eq\r(2)V(3)当线圈转过eq\f(1,60)s时，电动势的瞬时值e＝100sin(10π×eq\f(1,60))V＝50V(4)线圈转过t＝eq\f(1,30)s的过程中，通过电阻R的电荷量q＝eq\o(I,\s\up6(－))Δt＝eq\f(E,R＋r)Δt＝eq\f(N\f(ΔΦ,Δt),R＋r)Δt＝eq\f(NΔΦ,R＋r)，而ΔΦ＝Φ