高考物理二轮复习 第一部分 考前复习方略 专题十 直流电路和交流电路限时训练-人教版高三全册物理试题

专题十直流电路和交流电路1．(多选)(2015·湖南十三校二联)如图所示，电流表A1(0～3A)和A2(0～0.6A)是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中．闭合开关S，调节滑动变阻器A．A1、A2的读数之比为1∶1B．A1、A2的读数之比为5∶1C．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1D．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5解析：选BC.图中A1、A2并联，两端电压相等，又因A1、A2是由两个相同的电流计改装而成，所以A1、A2的指针偏转角度相同，即偏转角度之比为1∶1，再结合其量程可知A1、A2的读数之比为5∶1，B、C正确．2.(2015·高考安徽卷)一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e.在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为()A.eq\f(mv2,2eL) B.eq\f(mv2Sn,e)C．ρnev D.eq\f(ρev,SL)解析：选C.金属棒的电阻R＝eq\f(ρL,S)，自由电子定向移动形成的电流I＝neSv，金属棒两端电压U＝IR，故金属棒内的电场强度E＝eq\f(U,L)＝eq\f(neSvρL,LS)＝nevρ，选项C正确．3．(多选)(2015·湖北八校二联)在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0V，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7.5Ω.当开关S闭合后()A．L1的电阻为eq\f(1,12)ΩB．L1消耗的电功率为7.5WC．L2的电阻为7.5ΩD．L2消耗的电功率为0.3W解析：选CD.S闭合后，L1两端的电压为3.0V，由乙图可知，I1＝0.25A，故P1＝0.75W，R1＝12Ω，A、B均错误；L2与R及电源串联，把R和电源等效成电动势为3V，内阻为7.5Ω的新电源，在图乙中作出新电源的I－U图线，如图，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＝1.5V，I2＝0.2A，所以R2＝eq\f(U2,I2)＝eq\f(1.5,0.2)Ω＝7.5Ω，P2＝U2I2＝1.5×0.2W＝0.3W，C、D正确．4．(2015·河北冀州调研)如图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中电源电动势为E，内阻为r，R1、R2是定值电阻，RB是磁敏传感器，它的电阻随磁体的出现而减小，c、d接报警器．电路闭合后，当传感器RB所在处出现磁体时，则电流表的电流I，c、d两端的电压U将()A．I变大，U变小 B．I变小，U变大C．I变大，U变大 D．I变小，U变小解析：选A.此题考查电路的动态分析，由“串反并同”知当传感器处出现磁体，RB减小时，电流表示数变大，即I变大，U变小，故A对，B、C、D错．5.(2015·江西八校联考)如图所示，电源电动势为E，内阻为r.当滑动变阻器的滑片P从左端滑到右端时，理想电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，干路电流为I，下列说法中正确的是(灯泡电阻不变)()A．小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B．ΔU1与ΔI的比值不变C．ΔU1<ΔU2D．ΔU1＝ΔU2解析：选B.题图中L1与滑动变阻器串联后与L3并联，然后再与L2串联，最后接在电源上构成闭合电路，V1测并联部分电压，V2测L2两端的电压．当滑动变阻器的滑片P右移，其连入电路的阻值变大，总阻值变大，由闭合电路的欧姆定律得，干路电流I变小，L2中电流变小，灯L2变暗，A错；干路电流变小，内电压变小，L2两端电压变小，并联部分电压变大，由闭合电路知识得：ΔU1＝ΔUr＋ΔU2，两边同除以ΔI可得：eq\f(ΔU1,ΔI)＝eq\f(ΔUr,ΔI)＋eq\f(ΔU2,ΔI)＝r＋RL2，则C、D错，B对．6.(2015·高考四川卷)小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图所示．矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压()A．峰值是e0 B．峰值是2e0C．有效值是eq\f(\r(2),2)Ne0 D．有效值是eq\r(2)Ne0解析：选D.因每匝矩形线圈ab边和cd边产生的电动势的最大值都是e0，每匝中ab和cd串联，故每匝线圈产生的电动势的最大值为2e0.N匝线圈串联，整个线圈中感应电动势的最大值为2Ne0，因线圈中产生的是正弦交流电，则发电机输出电压的有效值E＝eq\r(2)Ne0，故选项D正确．7．(多选)(2015·河南八市质检)理想变压器原线圈a匝数n1＝200匝，副线圈b匝数n2＝100匝，线圈a接在u＝44eq\r(2)sin314tV交流电源上，“12V，6W”的灯泡恰好正常发光．电阻R2＝16Ω，电压表V为理想电表．下列推断正确的是()A．交变电流的频率为100HzB．穿过铁芯的磁通量的最大变化率为eq\f(\r(2),5)Wb/sC．电压表V的示数为22VD．R1消耗的功率是1W解析：选BD.由u＝44eq\r(2)sin314tV，知f＝eq\f(1,T)＝eq\f(ω,2π)＝50Hz，A错误；灯泡正常发光，由P＝UI得灯泡中的电流I2＝eq\f(6,12)A＝0.5A，电压表的示数U2＝12V＋0.5×16V＝20V，C错误；穿过铁芯的磁通量的最大变化率为eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(20\r(2),100)Wb/s＝eq\f(\r(2),5)Wb/s，B正确；根据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，得U1＝40V，则R1两端电压UR1＝44V－40V＝4V，由原、副线圈的电流与匝数成反比，可得通过R1的电流I1＝0.25A，则R1的功率P＝UR1I1＝1W，D正确．8.(2015·高考广东卷)如图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器．原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由220V降至110V．调节前后()A．副线圈中的电流比为1∶2B．副线圈输出功率比为2∶1C．副线圈的接入匝数比为2∶1D．原线圈输入功率比为1∶2解析：选C.根据欧姆定律I＝eq\f(U,R)，U2由220V降至110V，副线圈上的电流变为原来的eq\f(1,2)，即调节前后，副线圈上电流之比为2∶1，选项A错误；根据P＝UI知，U、I均变为原来的eq\f(1,2)时，副线圈上输出的功率变为原来的eq\f(1,4)，即调节前后副线圈的输出功率之比为4∶1，选项B错误；根据理想变压器电压与匝数的关系eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，当U2由220V降至110V时，n2变为原来的eq\f(1,2)，即调节前后副线圈接入的匝数比为2∶1，选项C正确；根据理想变压器P入＝P出，所以原线圈输入功率等于副线圈的输出功率，即调节前后原线圈输入功率之比为4∶1，选项D错误．9.(2015·高考全国卷Ⅰ，T16，6分)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图所示．设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则()A．U＝66V，k＝eq\f(1,9) B．U＝22V，k＝eq\f(1,9)C．U＝66V，k＝eq\f(1,3) D．U＝22V，k＝eq\f(1,3)解析：选A.设原、副线圈中的电流分别I1、I2，则eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)＝eq\f(1,3)，故k＝eq\f(Ieq\o\al(2,1)R,Ieq\o\al(2,2)R)＝eq\f(1,9).设原线圈两端的电压为U1，则eq\f(U1,U)＝eq\f(n1,n2)＝eq\f(3,1)，故U1＝3U，而原线圈上电阻分担的电压为eq\f(1,3)U，故eq\f(U,3)＋3U＝220V，解得U＝66V．选项A正确．10．(2015·高考安徽卷)如图所示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2A，电流表A2的示数增大了0.8A，A．电压表V1示数增大B．电压表V2、V3示数均增大C．该变压器起升压作用D．变阻器滑片是沿c→d的方向滑动解析：选D.电压表V1的示数和a、b间电压的有效值相同，滑片滑动时V1示数不变，选项A错误；电压表V2测量的电压为副线圈两端的电压，原、副线圈匝数不变，输入电压不变，故V2示数不变，V3示数为V2示数减去R0两端电压，两线圈中电流增大，易知R0两端电压升高，故V3示数减小，选项B错误；理想变压器U1I1＝U2I2，则U1ΔI1＝U2ΔI2，ΔI2>ΔI1，故U2＜U1，变压器为降压变压器，选项C错误；因I2增大，故知R减小，变阻器滑片是沿c→d的方向滑动，选项D正确．11．(2014·高考浙江卷)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：选A.根据变压器的工作原理、欧姆定律和电功率公式解决问题．根据理想变压器的工作原理，得I1U1＝I2U2，所以用户端的电压U2＝eq\f(I1U1,I2)，选项A正确；输电线上的电压降U′＝I1r＝U－U1，选项B错误；变压器的输入功率P1＝I1U－Ieq\o\al(2,1)r＝I1U1，选项C错误；输电线路上损失的功率P′＝Ieq\o\al(2,1)r＝I1(U－U1)，选项D错误．12．(2015·江西十校二模)如图甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为4∶1，原线圈接图乙所示的正弦交流电．图甲中RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表．则下列说法正确的是()A．图乙所示电压的瞬时值表达式为u＝51sin50πtVB．变压器原、副线圈中的电流之比为1∶4C．变压器输入、输出功率之比为1∶4D．RT处温度升高时，电压表和电流表示数均变大解析：选B.题图乙所示电压的瞬时值表达式为u＝51sin100πtV，A错误；根据eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)可知，原、副线圈中的电流之比与匝数之比成反比，理想变压器的输入、输出功率相等，B正确，C错误；RT处温度升高时，RT的阻值减小，电压表示数不变，电流表示数变大，所以D错误．13．(2015·河北保定4月模拟)如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2＝2∶1，电表均为理想电表，两个电阻的阻值均为1Ω，C是电容器，其击穿电压为eq\f(\r(2),2)V．图乙为原线圈两端的输入电压与时间的关系图象．下列说法正确的是()A．输入电压的频率为50Hz，经过变压器后通过电阻的交流电频率为25HzB．S断开时电压表的示数为1.41V，电流表的示数为0.35AC．S断开时电压表的示数为1V，电流表的示数为0.25AD．闭合开关S，电容器将被击穿解析：选C.由题图乙知T＝0.02s，则f＝eq\f(1,T)＝50Hz，变压器不改变交流电的频率，所以输出的交流电的频率仍为50Hz，故A错误．当S断开时，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知，电压表的示数U2＝eq\f(n2,n1)U1＝1V，I2＝eq\f(U2,2R)＝0.5A，又eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，则电流表示数I1＝eq\f(n2,n1)I2＝0.25A，所以B错误，C正确．开关S闭合前，右端电阻R两端电压最大值为eq\f(\r(2),2)V，开关S闭合后，电容器C与右端电阻R并联，则并联总电阻小于1Ω，电容器两端的最大电压小于eq\f(\r(2),2)V，因为电容器的击穿电压为eq\f(\r(2),2)V，所以电容器不会被击穿，D错误．14．(多选)(2015·浙江宁波十校联考)如图甲是小型交流发电机的示意图，两极M、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表，V为理想交流电压表，内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R，从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是(