【高考复习指导】2022届高三物理二轮复习限时规范训练-专题十一-恒定电流和交变电流

专题十一恒定电流和交变电流限时规范训练[单独成册](时间：45分钟)1.(多选)将电阻与一矩形线框相连接，矩形线框放在匀强磁场中匀速转动，流过电阻的电流随时间变化的i－t图象如图所示．则下列说法中正确的是()A．线框在t1时刻与磁场方向垂直B．线框在t2时刻与磁场方向垂直C．t1～t2时间内穿过线框的磁通量渐渐增大D．0～t4时间内电流方向转变了2次解析：选BCD.由图象可知，t1、t3时刻感应电流最大，这两个时刻线框与中性面垂直，与磁场方向平行，A错误；由图象可知，在t2、t4时刻，感应电流为零，这两个时刻线框平面与中性面重合，即与磁场方向垂直，B正确；由以上分析可知，从t1到t2，线框由与磁场平行的位置转到与磁场垂直的位置，则穿过线框的磁通量渐渐增大，C正确；由图象可知，0～t4是一个周期，电流的方向转变了2次，D正确．2．(2021·南京高三质检)图1中D为抱负二极管，具有单向导电性，R是阻值均为10Ω的定值电阻．当a、b间加有图2所示按正弦规律变化的交变电压时，沟通电压表的示数约为()A．36.7V B．51.9VC．73.3V D．103.7V解析：选B.设二极管D右端为一个整体，整体电阻为r，整体两端电压为U有效，依据交变电流有效值的定义知，eq\f(\f(311,\r(2))2,r)·eq\f(T,2)＝eq\f(U\o\al(2,有效),r)·T，解得U有效＝eq\f(220,\r(2))V，由电路分析知，电压表两端的电压占整体两端电压的三分之一，因此电压表的示数为eq\f(1,3)U有效≈51.9V，B正确．3．(2021·高考天津卷)(多选)如图所示，抱负变压器的原线圈连接一只抱负沟通电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调整，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头．在原线圈上加一电压为U的正弦沟通电，则()A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小解析：选BC.保持Q的位置不动，则U2不变，将P向上滑动时，R接入电路的电阻变大，依据I2＝eq\f(U2,R0＋R)知，I2变小，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)得I1也变小，即电流表读数变小，选项A错误、选项B正确；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，U2变大，则依据P2＝eq\f(U\o\al(2,2),R0＋R)知副线圈输出功率变大，由P1＝P2知，变压器原线圈输入功率P1变大，而P1＝I1U，输入电压U肯定，I1变大，即电流表读数变大，选项C正确、选项D错误．4．(2021·高考福建卷)图为远距离输电示意图，两变压器均为抱负变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsinωt的沟通电源，若输送电功率为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为()A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))eq\f(U\o\al(2,m),4r) B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n2,n1)))eq\f(U\o\al(2,m),4r)C．4eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,Um)))2r D．4eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n2,n1)))2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,Um)))2r解析：选C.升压变压器T的原线圈两端电压的有效值为U1＝eq\f(Um,\r(2))；由变压关系可得eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，则U2＝eq\f(n2Um,\r(2)n1)；由于输送电功率为P，输电线中的电流为I2＝eq\f(P,U2)＝eq\f(\r(2)n1P,n2Um)，则输电线上损失的电功率为ΔP＝Ieq\o\al(2,2)(2r)＝eq\f(4n\o\al(2,1)P2r,n\o\al(2,2)U\o\al(2,m))，故选项C正确．5.在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，○A、○V为抱负电流表和电压表．在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是()A．电压表示数减小 B．电流表示数减小C．电容器C所带电荷量增多 D．a点的电势降低解析：选D.滑动头P自a端向b端滑动的过程中，滑动变阻器的电阻减小，电路总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可得，干路电流增大，由UR1＝IR1可知R1两端电压即电压表的示数变大，选项A错误；由U＝E－Ir可知路端电压U减小；由UR2＝U－UR1可得R2两端的电压减小，又由I2＝eq\f(UR2,R2)可得流过R2的电流变小，在干路电流增大的状况下，电流表的示数将变大，选项B错误；电容器两端的电压变小，依据C＝eq\f(Q,U)，电容器所带电荷量将变少，选项C错误；由于R2两端的电压变小，所以a点的电势变低，选项D正确．6.如图是气敏传感器的工作原理图，RCO是对一氧化碳(CO)敏感的二氧化锡半导体元件，其电阻随一氧化碳浓度的增加而减小，R是一可变电阻，在ac间接12V的恒定电压，bc间接报警器．当环境中一氧化碳浓度增加到肯定值时报警器发出警告．则()A．当一氧化碳的浓度上升时，b点的电势降低B．减小R的阻值，可以提高气敏传感器的灵敏度C．适当增大ac间的电压，可以提高气敏传感器的灵敏度D．若ac间的电压减小可减小R的阻值使气敏传感器正常工作解析：选C.当环境中一氧化碳浓度增大时，电阻RCO减小，电压减小，bc间电压增大，b点电势上升，报警器发出警告，电阻R值越大，在一氧化碳浓度增加时，bc间电压越简洁达到报警电压，同样增大ac间电压，也可使bc间简洁达到报警电压，故A、B错误，C正确，当ac间电压减小时，应增大R的阻值，才可使报警器正常工作，D错误．7.(2022·济南模拟)(多选)某沟通发电机的输出电压随时间变化的图象如图所示，输出功率是20kW，现用5000V高压输电，输电线上的总电阻是40Ω，再利用n1∶n2＝22∶1的降压变压器降压后供应用户，则下列说法正确的是()A．交变电流的频率为100HzB．发电机输出电压的有效值为220VC．流过高压输电线的电流为125AD．降压变压器输出电压的有效值为220V解析：选BD.由图象可知周期T＝0.02s，所以频率f＝50Hz，故选项A错误；沟通发电机的输出电压为U0＝220V，故选项B正确；由P＝UI可知高压输电电流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(20000,5000)A＝4A，故选项C错误；降压变压器的输入电压U1＝U－IR＝5000V－4×40V＝4840V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知降压变压器的输出电压为U2＝eq\f(n2,n1)U1＝eq\f(4840,22)V＝220V，故选项D正确．8．(2022·山西名校一模)某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向R0＝11Ω的纯电阻用电器供电．已知输电线的总电阻R＝10Ω，T2的原、副线圈匝数比为4∶1，用电器两端的电压为u＝220eq\r(2)sin100πt(V)，将T1、T2均视为抱负变压器．下列说法正确的是()A．降压变压器的输入功率为4400WB．升压变压器中电流的频率为100HzC．输电线R消耗的功率为500WD．当用电器的电阻减小时，输电线R消耗的功率减小解析：选A.由题意，用电器两端的电压有效值为U＝220V，则降压变压器的输出功率P＝eq\f(U2,R0)＝4400W，依据抱负变压器的输入功率等于输出功率知，降压变压器的输入功率为4400W，A正确；升压变压器中电流的频率f＝eq\f(ω,2π)＝50Hz，B错误；由于通过R0的电流为I＝eq\f(U,R0)＝20A，由变流比知，输电线上的电流为5A，则输电线R消耗的功率为P′＝Ieq\o\al(2,线)R＝250W，C错误；当用电器的电阻减小时，而T2中输出电压不变，则通过用电器中的电流增大，由变流比知，输电线R上的电流也增大，其消耗的功率也增大，D错误．9．如图所示，抱负变压器与电阻R，沟通电压表V、沟通电流表A按图1所示方式连接，已知变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝10∶1，电阻R＝5Ω.图2是R两端电压U随时间t变化的图象，Um＝10eq\r(2)V．则下列说法中正确的是()A．交变电流的频率为50eq\r(2)HzB．电压表V的读数为10VC．电流表A的读数为20AD．变压器的输入功率为40W解析：选B.由题图2知，交变电流的周期为0.02s，故频率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，A错误；由于变压器输出端电压的最大值为10eq\r(2)V，则其有效值即电压表的示数为10V，B正确；由欧姆定律知，流过R的电流为2A，由变流比知，原线圈电路中的电流为0.2A，C错误；由变压比知，原线圈两端的电压为100V，则变压器的输入功率P＝UI＝100×0.2W＝20W，故D错误．10．某发电站为一城市供电的示意图如图所示，其中M为升压变压器，N为降压变压器，假设两变压器均可视为抱负变压器．已知变压器M的输入电压U1保持不变，输入电流、输入功率分别用I1、P1表示，输出电压、输出电流、输出功率分别用U2、I2、P2表示；变压器N的输入电压、输入电流、输入功率分别用U3、I3、P3表示，输出电压、输出电流、输出功率分别用U4、I4、P4表示；输电线的阻值为R，输电线损失的功率为ΔP.下列关系式正确的是()A．I2＝eq\f(U2,R)B．ΔP＝(U2－U3)I3C．I2＞I3D．当用户的数量增加时，变压器N的输入电压U3增加解析：选B.M、N均为抱负变压器，则P1＝P2，依据I＝eq\f(P,U)可知，输电线中的电流I2＝eq\f(P2,U2)，A错误；由电路图可知输电电流I2＝I3，则输电线上损失的功率为ΔP＝(U2－U3)I3，B正确、C错误；当用户的数量增加时，输出功率增大，输电线中的电流增大，输电线上损失的电压增大，所以变压器N的输入电压U3减小，D错误．11.(2021·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，视变压器为抱负变压器．原线圈接入电压有效值恒定的沟通电并保持匝数不变，调整触头P，使输出电压有效值由220V降至110V，调整前后()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.依据欧姆定律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)，即调整前后，副线圈上电流之比为2∶1，选项A错误；依据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)，即调整前后副线圈的输出功率之比为4∶1，选项B错误；依据抱负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)，即调整前后副线圈接入的匝数比为2∶1，选项C正确；依据抱负变压器P入＝P出，所以原线圈输入功率等于副线圈的输出功率，即调整前后原线圈输入功率之比为4∶1，选项D错误．12.(多选)一台抱负变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1，原线圈接入电压为220V的正弦沟通电，各元件正常工作，一只抱负二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图所示．电压表和电流表均为抱负沟通电表，则下列说法正确的是()A．原、副线圈中的电流之比为5∶1B．电压表的读数约为31.11VC．若滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω，则1分钟内产生的热量为2904JD．若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均减小解析：选BC.由n1I1＝n2I2可得，I1∶I2＝n2∶n1＝1∶5，选项A错误；U1＝220V，U2＝44V，电压表测量的是电阻R两端的电压，其示数表示有效值，需要依据电流的热效应计算电压的有效值，取沟通电的一个周期T，考虑到二极管具有单向导电性，则eq\f(U\o\al(2,2),R)·eq\f(T,2)＝eq\f(U\o\al(2,有效),R)T，代入数据可得U有效＝22eq\r(2)V＝31.11V，选项B正确；1分钟内电阻R上产生的热量为Q＝eq\f(U\o\al(2,有效),R)t＝2904J，选项C正确；若将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，但滑动变阻器两端电压的有效值不变，即电压表示数不变，滑动变阻器消耗的功率变大，输出功率变大，输入功率和输入电流均变大，所以电流表示数变大，选项D错误．13．(2021·百校联盟名师押题卷)(多选)如图甲为小型旋转电枢式沟通发电机，电阻为r＝2Ω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