高考总复习优化设计二轮用书物理(新高考)专题分层突破练10　恒定电流和交变电流

专题分层突破练10恒定电流和交变电流

A组基础巩固练1.(2023浙江6月选考)我国1100kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流,用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是()A.送电端先升压再整流B.用户端先降压再变交流C.1100kV是指交变电流的最大值D.输电功率由送电端电压决定2.(多选)(2023湖南岳阳二模)某实验小组发现一个滑动变阻器发生了断路故障,为了检测断路的位置,实验小组设计了如图所示的电路,a、b、c、d、e是滑动变阻器上间距相同的五个位置(a、e为滑动变阻器的两个端点)。实验小组将滑动变阻器的滑片分别置于a、b、c、d、x(x是d、e间某一位置)、e进行测量,把相应的电流表示数记录在下表中。已知定值电阻阻值为R,电源内阻和电流表内阻可忽略。下列说法正确的是()滑片的位置abcdxe电流表示数/A1.800.900.600.451.80A.滑动变阻器cd间发生了断路B.滑片在x位置的电流表示数的可能值为0.85AC.滑片在x位置的电流表示数的可能值为0.40AD.若滑动变阻器未断路时,其电阻丝的总电阻为4R3.(2023山东烟台模拟)如图所示,将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环,接入电路中,电路与圆环的接触点O点固定,P为电路与圆环良好接触的滑片,电源的电动势为E,内阻为r,闭合开关S,在滑片P缓慢地从m点开始经n点移到q点的过程中,下列说法正确的是()A.电压表和电流表的示数都一直变大B.灯L1先变暗后变亮,电流表的示数一直变小C.灯L2先变暗后变亮,电压表的示数先变大后变小D.电容器C所带的电荷量先减少后增多4.(多选)(2023山东临沂模拟)如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1,电路中R1=100Ω、R2=15Ω,滑动变阻器R的最大阻值为15Ω,图中电表均为理想交流电表,a、b间的电压如图乙所示,下列说法正确的是()A.该交变电流的频率为50HzB.滑动变阻器的滑片向下滑动时,电压表的示数变大C.滑动变阻器的滑片向下滑动时,电流表的示数变大D.滑动变阻器接入电阻最大时,电流表的示数为1A5.(2023山东聊城二模)国家为节约电能,执行峰谷分时电价政策,引导用户错峰用电。为了解错峰用电的好处,建立如图所示的“电网仅为3户家庭供电”模型,3户各有功率P=3kW的用电器,采用两种方式用电,方式一为同时用电1小时,方式二为错开单独用电各1小时。两种方式用电时输电线路总电阻损耗的电能分别为ΔE1、ΔE2,若用户电压恒为220V,不计其他线路电阻,则()A.两种方式用电时,电网提供的总电能之比为1∶1B.两种方式用电时,变压器原线圈中的电流之比为1∶3C.ΔE1D.ΔE16.(多选)(2023湖南长沙模拟)一理想自耦变压器如图所示,在A、B间输入电压恒定的交变电流,P为滑片,初始位置位于副线圈C、D的中点G,电流表A1和A2为理想电表,R为定值电阻,下列说法正确的是()A.若将滑片P向上滑动,则电流表A1的示数变小B.若将滑片P向下匀速滑动,则输入功率均匀增大C.若将滑片P向下滑动到G、D的中点,则电阻R的功率将变为原来的1D.若将滑片P向上滑动到C、G的中点,则电阻R的功率将变为原来的4B组素能提升练7.(2023山东日照模拟)带有照明系统的电动装置电路如图所示,理想变压器原线圈的匝数为n1=220,副线圈匝数分别为n2=50、n3=28,原线圈两端接入电压有效值为220V的交流电源,两副线圈分别连接电动机M和灯泡L,电动机M线圈的电阻为5Ω,灯泡L的电阻为28Ω。开关S闭合时,电动机M和灯泡L都正常工作,理想电流表的示数为0.4A。下列说法正确的是()A.开关S闭合时,电动机M中的电流为10AB.开关S闭合时,电动机M中的电流为1.76AC.开关S断开后,电动机M的总功率为60WD.开关S断开前后,电流表的示数不变8.(2023山东模拟)如图所示,理想变压器原线圈的匝数n1=600,副线圈的匝数可调。原线圈串联一个阻值r=4Ω的电阻和一个电流表,两端接在输出电压u=802sin100πt(V)的交流电源上,副线圈接一阻值R=9Ω的电阻。调节副线圈的匝数,当电阻R消耗的功率P最大时,下列说法正确的是()A.副线圈的匝数为900B.电流表的示数为8AC.副线圈的匝数为1350D.电阻R消耗的最大功率为450W9.(2023安徽高三模拟)在如图甲所示的电路中,变压器为理想变压器,原、副线圈的匝数比为2∶1,电压表和电流表均为理想电表,定值电阻R1=R2=10Ω,M、N输入如图乙所示的电压,T2~T时间内为正弦曲线,则电压表和电流表的示数分别为(A.163V、235A B.16V、0C.16V、0.2A D.163V、3510.(2023湖南益阳模拟)在如图所示的电路中,正弦交流电源输出的电压有效值U恒定,定值电阻R0=40Ω,变压器为理想变压器,导线电阻不计。当滑动变阻器的阻值调为R1=30Ω时,定值电阻与滑动变阻器消耗的功率之比为1∶3;当滑动变阻器的阻值调为R2时,滑动变阻器消耗的功率最大。则R2的值为()A.10Ω B.20Ω C.30Ω D.40Ω11.(2023湖南怀化二模)为了激发同学们的学习兴趣和探究精神,某学校建有节能环保风力发电演示系统,该系统由风力发电机、变压器和用户三部分构成,简易示意图如图所示。t=0时刻,发电机线圈所在平面与磁场方向垂直,风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈以每秒50转的转速转动,已知发电机线圈面积为S=0.01πm2,匝数为N=100,内阻不计;匀强磁场的磁感应强度为B=210T。变压器是理想变压器,原、副线圈的匝数比为n1∶n2=1∶4。在用户部分电路中电表均为理想电表,定值电阻R1=R2=4Ω,D为理想二极管(该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大),A.发电机产生的瞬时电动势e=102sin50πt(V)B.电压表的示数为402VC.电流表的示数为52AD.原线圈的输入功率为800W

专题分层突破练10恒定电流和交变电流1.A整流后,变压器不能升压,故送电端先升压再整流,选项A正确;对于直流,变压器不能使用,故用户端先变交流再降压,选项B错误;1100kV指直流电压,选项C错误;输电功率由用户端功率决定,选项D错误。2.CD若滑动变阻器cd间发生了断路,滑片在d位置时电流应大于在c位置时的电流,A错误。若x在断路位置的下方,则滑动变阻器下方部分被接入电路,且总电阻大于滑片接d位置时的电阻,电流就比滑片接d位置时的电流要小,所以电流表示数可能小于0.45A;若x在断路位置的上方,则滑动变阻器xe部分被接入电路,此时电路中的总电阻应该小于滑片接b位置时的电阻,所以电路中的电流应该大于滑片接b位置时的电流,即大于0.90A,但要小于滑片接a位置或接e位置时的电流,故C正确,B错误。若滑动变阻器未断路时,滑动变阻器接a位置时I=1.80A,有I=ER,设滑动变阻器电阻为R',接c位置时I'=0.60A,有I'=ER+12R',解得3.C接触点O点与P间电阻丝并联接入电路中,在滑片P缓慢地从m点开始经n点移到q点的过程中,圆环接入电路中的总电阻先变大后变小,故电路中的总电阻先变大后变小,则干路电流I先减小后增大,灯L2先变暗后变亮,根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知,路端电压即电压表示数先变大后变小,圆环与灯L1并联电路的电压U并=U-U1,U1与U并之和等于路端电压,故U并先增大后减小,灯L1先变亮后变暗,流过电流表的电流IA=I-I1,IA先减小后增大,即电流表的示数先变小后变大,故A、B错误,C正确;圆环与灯L1并联的电压先增大后减小,则电容器板间的电压先增大后减小,由Q=CU可知电容器所带的电荷量先增多后减少,故D错误。4.ABD由图乙可知该交变电流的周期为T=0.02s,频率为f=1T=50Hz,A正确;滑动变阻器的滑片向下滑动时,滑动变阻器接入电阻变大,滑动变阻器两端电压升高,电压表示数增大,副线圈所在电路电流减小,原线圈所在电路电流也减小,电流表示数减小,B正确,C错误;由图乙可知a、b间的电压有效值为U=3112V=220V,滑动变阻器接入电阻最大时,电流表的示数为I,由理想变压器电流电压关系有U=U1+IR1,12U1=2I(R+R2),解得I=15.C当单用户用电时,设原、副线圈中的电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,则根据变压器的原理有U1I1=U2I2,则可知单用户分别用电时,电网提供的电能为E2=3Pt+3I12R线t,t=1h;当多用户同时用电时,由于用户电压恒定,即U2不变,则可知U1不变,副线圈中的功率为3P,3P=U2I2',由电路规律可知I2'=3I2,线圈匝数比不变,则可知原线圈回路中的电流为I1'=3I1,由此可知电网提供的电能为E1=3Pt+I1'2R线t=3Pt+9I12R线t,故A、B错误。同时用电1小时,输电线路总电阻损耗的电能为ΔE1=I1'2R线t=9I12R线t;错开单独用电各1小时,输电线路总电阻损耗的电能为ΔE2=3I12R线t,则可得6.AD将滑片P向上滑动时,升压比变小,电阻R两端电压变小,A2的示数变小,则A1示数也变小,故A正确。将滑片P向下匀速滑动,原线圈匝数N1线性减小,由U1U2=N1N2,I2=U2R,I1I2=N2N1,P=I1U1,得P=N2N12U12R,输入功率将增大,但是非线性的,故B错误。若将滑片P向下滑动到G、D的中点,升压比将由1∶2变为1∶4,电阻R两端电压变为原来的2倍,根据P=U2R可知功率将变为原来的4倍;若将滑片7.C原线圈两端的输入电压U1=220V,由U1n1=U2n2=U3n3得,电动机M两端的电压U2=50V,开关S闭合时,灯泡L两端的电压U3=28V,变压器的输入功率为P=220V×0.4A=88W,灯泡的功率为PL=(28V)228Ω=28W,电动机的功率PM=P-PL=60W,开关S闭合与断开时电动机两端的电压及功率都不变,断开后总功率仍为PM=60W,又由PM=U2I得电动机M中的电流I=1.2A,故A、B错误,C正确;开关S断开后,电动机的功率不变,灯泡的功率为0,8.A交流电源电压的有效值U0=80V,设原、副线圈中电流的有效值分别为I1和I2,根据能量守恒定律得U0I1=I12r+P,由于I1有解,根据数学知识有(-U0)2≥4rP,得P≤(-U0)24r,代入数据得P≤400W,则电阻R消耗的最大功率为400W,故D错误;当电阻R消耗的功率P最大时,根据能量守恒定律得U0I1=I12r+P,代入数据得电流表的示数I1=10A,故B错误;当电阻R消耗的功率P最大时,根据P=I22R,解得I2=2039.B等效电路如图所示等效电阻为R等=n1n22R2=40Ω,由于变压器只能在交流电压下工作,有UMN2RT=40V22R×T2,解得UMN=20V,原线圈中的电流为I1=UMNR1+R等=0.4A,则电流表的示数为0.10.A当滑动变阻器的阻值调为R1=30Ω时,定值电阻与滑动变阻器消耗的功率之比为1∶3;设此时原、副线圈的电流分别为I1、I2,则有I12R0I22R1=13,解得I1I2=12,则n2n1=12,当滑动变阻器的阻值调为R2时,滑动变阻器消耗的功率最大,此时原、副线圈的电流分别为I1'、I2',由UI1'=I1'2R0+I2'2R2,得UI1'=40I1'2+4I1'2R2,对此公式化简可得R2=U4I1'-10,滑动变阻器的功率为P=I2'2R2=4I1'2R2,代入R2得P=UI11.C发电机产生的最大电动势为Em=NBSω=NBS2πn=102V,因为t=0时刻,发电机线圈所在平面与磁场方向垂