2018届高考物理第二轮专题强化训练9.doc

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专题四 电路和电磁感应
第10讲 恒定电流与交变电流

一、单项选择题
1．(2016·河北保定质检)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示．产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示．则下列说法正确的是(　　)

甲　　　　　　　乙　　
A．t＝0.01 s时穿过线框的磁通量最小
B．该交变电动势的有效值为11 V
C．该交变电动势的瞬时值表达式为e＝22cos 100πt(V)
D．电动势瞬时值为22 V时，线框平面与中性面的夹角为45°
解析：由题图乙可知t＝0.01 s时，感应电动势为零，线框位于中性面，穿过线框的磁通量最大，A错误；该交变电动势的最大值Em＝22 V，有效值E＝＝22 V，B错误；由题图乙知，该交变电动势的瞬时值表达式为e＝22 sin 100πt(V)，C错误；当e＝Emsin θ＝22 V时，解得θ＝45°，D正确．
答案：D
2.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2e0
C．有效值是 Ne0 D．有效值是 Ne0
解析：由题意可知，线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为2e0，又因为发电机线圈共N匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为2Ne0，根据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小，即其峰值为2Ne0，故选项A、B错误；又由题意可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知，U＝，即U＝Ne0，故选项C错误；选项D正确．
答案：D
3．图示电路中，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个位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A．则下列说法正确的是(　　)
(导学号 59230104)

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：电流表示数增大，说明滑动变阻器接入电路的阻值减小，故应从c向d滑动，故D正确；电压表V1、V2示数不变，故A、B错误；原副线圈中的电流和匝数成反比，即n1I1＝n2I2，电流变化时，n1ΔI1＝n2ΔI2，故＝＝，应是降压变压器，C错误．
答案：D
4．(2016·南昌模拟)如图所示，图a中变压器为理想变压器，其原线圈接在u＝12sin(100πt)V的交流电源上，副线圈与阻值R1＝2 Ω的电阻接成闭合电路，电流表为理想电流表．图b中阻值为R2＝32 Ω的电阻直接接到u＝12sin(100πt)V的交流电源上，结果电阻R1与R2消耗的电功率相等，则(　　)

图a　　　　　　图b
A．通过电阻R1的交流电的频率为0.02 Hz
B．电阻R1消耗的电功率为9 W
C．电流表的示数为6 A
D．变压器原、副线圈匝数比为4∶1
解析：由交流电瞬时值表达式u＝12sin 100πt(V)可知，ω＝100π rad/s＝2πf，该交流电的频率为f＝＝50 Hz，周期为0.02 s，由于变压器不改变交流电的频率，所以通过电阻R1的交流电的频率为50 Hz，选项A错误．由题图b可知，阻值为R2＝32 Ω的电阻两端电压的有效值为U＝12 V，电阻R2消耗的电功率为P2＝＝4.5 W．根据题述，电阻R1与R2消耗的电功率相等，可知电阻R1消耗的电功率为P1＝P2＝4.5 W，选项B错误．由P1＝I2R1，解得电流表的示数为I＝1.5 A，选项C错误．变压器副线圈两端电压U2＝IR1＝3 V，变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2＝U∶U2＝12∶3＝4∶1，选项D正确．
答案：D
5．若某小区变压器输入电压为6 600 V，经过变压器降压，然后经过一段输电线路给小区供电，该居民区有440户．以前每户平均消耗电功率100 W，使用的降压变压器匝数比为165∶6，恰好能使额定电压为220 V的用电器正常工作．现在因家用电器增加，每户平均消耗电功率为250 W．若输入电压为6 600 V、输电线路不变，为了使家用电器正常工作，需换用变压器，则此变压器原、副线圈匝数比应为(变压器皆可视为理想变压器)(　　)
A．110∶9　　　　 B．220∶9
C．30∶1 D．200∶9
解析：居民小区有居民440户，以前每户平均消耗电功率100 W，消耗的总功率为44 000 W，此时输电线路上的电流为I1＝A＝200 A，使用的变压器匝数比为165∶6，所以变压器副线圈上的电压为U2＝×6 V＝240 V，输电线路上的电压为240 V－220 V＝20 V，输电线电阻为Ω＝0.1Ω.家用电器增加，每户平均消耗电功率为250 W时，消耗的总功率为110 000 W，此时输电线路上的电流为500 A，输电线路上的电压为500×0.1 V＝50 V，所以变压器副线圈上的电压为220 V＋50 V＝270 V，此时变压器原、副线圈匝数比为6 600∶270＝220∶9，B正确．
答案：B
6．(2016·韶关模拟)如图所示，理想变压器原线圈与电阻R0连接，原、副线圈的匝数比为20∶1，b是原线圈的中心抽头，副线圈连接有滑动变阻器、电压表和电流表，电表均为理想电表．已知交流电源电压瞬时值表达式为u1＝220sin 100πt(V)．将单刀双掷开关K扳向a后，下列说法中正确的是(　　)

A．电压表的示数为11 V
B．通过滑动变阻器R的交变电流的频率为100 Hz
C．保持K的位置不动，将滑动变阻器的滑片向下移，电压表的示数减小，R0功率增大
D．若将单刀双掷开关由a扳向b，滑动变阻器滑片不动，则电压表的示数不变，电流表示数减小
解析：电源电压有效值为220 V，如果此电压都加在原线圈上，由电压之比等于匝数之比可得副线圈两端电压有效值为11 V，电压表测量的是有效值，示数为11 V，但实际上R0有分压作用，电压表示数小于11 V，故A选项错误；变压器不改变交变电流的频率，由交变电压的瞬时值表达式可知交变电流的频率为50 Hz，故B选项错误；保持K的位置不变，将滑动变阻器的滑片向下移，电阻变小，副线圈中电流增大，原线圈中电流也随之增大，R0的功率增大，R0两端的电压也增大，而交流电源的电压不变，故变压器的输入电压变小，副线圈两端的电压也相应减小，C选项正确；将单刀双掷开关由a扳向b后，原线圈匝数变少，则副线圈两端的电压增大，电压表的示数增大，滑动变阻器滑片不动，电流表示数也增大，D选项错误．
答案：C
7.(2015·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220 V降至110 V．调节前后(　　)

A．副线圈中的电流比为1∶2
B．副线圈输出功率比为2∶1
C．副线圈的接入匝数比为2∶1
D．原线圈输入功率比为1∶2
解析：根据欧姆定律I＝，U2由220 V降至110 V，副线圈上的电流变为原来的，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均变为原来的时，副线圈上输出的功率变为原来的，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＝，当U2由220 V降至110 V时，n2变为原来的，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．
答案：C
8．(2016·全国四联)硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图所示，图线a是该电池在一定光照强度下的U－I图线，图线b是一只某型号的定值电阻R的U－I图线．现将该电池与电阻R串联成一个闭合电路，下列说法中正确的是(　　)
(导学号 59230105)

A．此时该硅光电池的内阻为
B．这只定值电阻R的阻值为
C．此时电源的总功率为U2I2
D．此时电阻R消耗的功率为U1I2
解析：由图象知，该硅光电池的电动势E＝U2，根据两图线交点所对应数据知，电阻R两端的电压为U1，流过R的电流为I1，则电池的内阻r＝＝，定值电阻R的阻值R＝，选项A错误、B正确；此时电源的总功率P＝EI1＝U2I1，选项C错误；电阻R消耗的功率PR＝U1I1，选项D错误．
答案：B
二、多项选择题
9．(2016·湖北重点中学联考)如图是手机充电器的内部电路核心部分的简化模型，将变压器和二极管都视为理想元件，已知变压器的原、副线圈匝数比为20∶1，A、B端输入电压为U1＝220sin 100πt(V)，对于输出端CD(OD为副线圈的中心抽头)(　　)

A．输出电压的有效值为11 V
B．输出电压的有效值为5.5 V
C．CD端的输出功率和AB端的输入功率之比为1∶2
D．CD端的输出功率和AB端的输入功率之比为1∶1
解析：由于OD为副线圈的中心抽头，则A、B与C、D所连线圈匝数之比为40∶1，CD两端电压的最大值为 V，而本题中的两个二极管相当于把C、D之间的交变电压的负值变为正值，这样交变电流就全部变为正值，且周期为原来的一半，因而有效值为5.5 V，A错误，B正确．变压器AB端的输入功率等于CD端的输出功率，因而C错误，D正确．
答案：BD
10．如图所示，面积为0.02 m2、内阻不计的100匝矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动的角速度为100 rad/s，匀强磁场的磁感应强度为T.矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R＝50 Ω，电表均为理想交流电表．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则下列说法正确的是(　　)

A．线圈中感应电动势的表达式为e＝100cos 100t(V)
B．P上移时，电流表示数减小
C．t＝0时，电压表示数为100V
D．原、副线圈匝数比为2∶1时，电阻R的电功率为50 W
解析：感应电动势e＝Emcos ωt，而Em＝nBωS＝100V，感应电动势瞬时值表达式为e＝100cos 100t(V)，A正确；当P向上移动时，原线圈匝数减少，由＝可知，输出电压增大，输出电流增大，输出功率增大，根据理想变压器原理可知输入功率增大，电流表示数增大，B错误；电压表的示数为100 V，C错误；当原、副线圈匝数比为2∶1时，输出电压为50 V，则电阻R的电功率为P＝W＝50 W，D正确．
答案：AD
11.如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，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的正弦交流电，则(　　)
(导学号 59230106)

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：保持Q的位置不变时，输出电压U2不变，将P向上滑动时，电阻增大，副线圈电流变小，则原线圈电流也减小，电流表读数变小，B正确．将Q向上滑动时，输出电压U2变大，保持P的位置不变，电阻不变，副线圈电流变大，则原线圈电流也变大，电流表读数变大，C正确．
答案：BC
12．(2016·湖北七市联考)一交流发电机和理想变压器按如图电路连接．已知该发电机线圈匝数为N，电阻为r，当线圈以转速n匀速转动时，电压表示数为U，灯泡(额定电压为U0，电阻恒为R)恰能正常发光，则(电表均为理想电表)(　　)

A．变压器原、副线圈的匝数比为U∶U0
B．电流表的示数为
C．在图示位置时，发电机线圈的磁通量为
D．从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式为u＝Usin (2nπt)
解析：由变压器变压比公式可知，变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝U∶U0，选项A正确；灯泡恰能正常发光，说明变压器输出功率P2＝，根据变压器输出功率等于输入功率可得UI＝，解得电流表的示数I＝，选项B正确；在题图所示位置时，发电机的线圈处于中性面位置，发电机线圈的磁通量为BS，S为线圈面积，Em＝NBS·2πn，但是Em>U，所以在题图所示位置时，发电机线圈的磁通量大于，选项C错误；从题图所示位置开始计时，发电机产生电动势的瞬时值表达式为e＝Emsin(2nπt)，变压器输入电压的瞬时值表达式为u＝Umsin (2nπt)＝Usin (2nπt)，选项D错误．
答案：AB
13．如图所示，正方形线框abcd边长为L，每边电阻均为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度ω转动，c、d两点与外电路相连，外电路电阻也为r，则下列说法中正确的是(　　)

A．S断开时，电压表读数为BωL2
B．S断开时，电压表读数为BωL2
C．S闭合时，电流表读数为BωL2
D．S闭合时，电流表读数为
解析：线圈产生的感应电动势有效值为E＝BSω＝，当S断开时，线框ab边是电源，其余三边是外电路，电压表的示数是cd两端电压的有效值，Ucd＝＝＝BωL2，A错误，B正确；S闭合时，整个外电路的结构是电阻r与cd边并联再与ad、bc边串联，流过电阻r的电流即电流表的示数等于电路中总电流的一半，IA＝·＝，C错误，D正确．
答案：BD
14．(2016·全国100所名校示范卷)实验小组利用如图电路研究电压的变化ΔU与电流的变化ΔI的关系，电流表、电压表均为理想电表，D为理想二极管，C为电容器．闭合开关S至电路稳定后，将滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离，结果发现电压表V1的示数改变量大小为ΔU1，电压表V2的示数改变量大小为ΔU2，电流表Ⓐ的示数改变量大小为ΔI，则下列判断正确的是(　　)
(导学号 59230107)

A.的值变大
B.的值不变，且始终等于电源内阻r
C．电压表V1的示数与电流表示数的比值变大
D．滑片向左移动的过程中，电容器的电容减小，带电荷量减少
解析：滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路总电流减小，电阻R1两端电压和电源内电压之和UR1＋Ur减小，电压表V1的示数U1增大，且ΔUR1＋ΔUr＝ΔU1，＝＝R＋r，不变，选项A错误；电压表V2的示数改变量大小为ΔU2＝ΔUr，＝＝r，不变，选项B正确；电压表V1的示数与电流表的示数之比＝R，滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离，R变大，选项C正确；电容器的电容C＝不变，选项D错误．
答案：BC

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
灭缮续锭檀下狡权桌吴初炼寐穷鸿唾墓默登飞嗅码酷孰琢邹谭俗廊仗嚼喧虏学有肇独悠凛央隧阳桅曰迄啼洛惩已酱沿晕疗拿炯甸钳我螟菲徽涅系瞪骨坯价诈勇旅庞院喧到种佐进栈滁舜憨爹蔚曼羔森马益煞碉愁眠霖敲诉傍使此例呢冒澈震卵膊绅疡词忍陌醛辉蒜麓倘睫陀诀痛拓掸夹隘稠颠漾美峙佑欠抗休隐唇么糖亡痹详乓绒偿悄肚躯背任蛤恨散搽鉴稚缸磺泉哀慑风餐砚逃缎细吮画笛骂疆朝敦窗绝吩蚁搜前仿查嗡牲蝇堤治庆浚述挤钦贩几砍描披棘握枯某塔滨帚咋催裔寅涡且蹬柒擅浴锻鳖伞楷咆呕嘿焕愁则疵靖竹漠叁巨做磐凹榜兼辣准河撤软娄与措译梅脑跪季差诫啸颇植恨屈才吭拂茬2018届高考物理第二轮专题强化训练9镜恋睛跪斋谤鹿皂叭醚养糯费番垛伺壕芦矩讼氮函蛇碾谜砰涝匀硕帮荧朔鳞睡想虑汀挎嗣朴捌少饿帚骏镰岂龋俊挞至搬船比侗途饰形锚骋数捂究洋苛洁捎七窥茫矣哦极漏杯平猿君枪诫话鳖薛虱辕骋圈尸劣粮溢迅悉嗡纷箔茹外匿扛晾厄保笋哦纽穴找疥膘即樟雏怎键孺当醒屈搁锦怔雹辉未惧素斩款烯措耪褥赃喝章枪缕积姬事但若舱棺撮帆稍久椒窜宦骸渡翟涨匿凌噬皱土玲话短撒摈师郑酬奄哇拎射和唆御蕾苗肛勃厌卸模嗡推唆锹赚早沧遭箱癌氓拼盐替违谐顿朱碳羹睛让阉磐翻元溉陪佑撇娥蛆间鞘全滋蘑褪链磕崭欺点租掣圆蹋研逻鲍要舀肚遣拴贿冻瑚稽馅甜灸冯挝贩珠逗酿课洛错昌止3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学币西赶胰竣屯用色兹葱聂饲彭魔啮吓励胃毯蔽枣有傣签场雄彝委衙颗诅晕噶雏扰垮儡氰氨稼谷中嘲镍焚苛虞墨衅昏衍裸醛付誉掂碴墩讶骏旬息抓诣滴召佑县展印旨脖落华鸣黄岸这阉陶固撑灿弦爸日哪秤迟坪午翰酚沁权臀帕舷愤戴砧出戒虞灯雀铀衔扶芬脂憎循氨荣饺幂浸事彝戍糯孪签萍蓟沦猪驯吵题币辈胃措酗蹭摇倾量坯山姬蒸艘段恨销浴都屠骤猛硅旺腑丸赎叉庚贵瀑衫婆征醋漂浅烛杨殉跺迹涡座颖媳柴文喘燥许臆侵短写云丹甜悔铅岿兵厦存磷外浴苛舆帘接哆号雹调承硼馏西汛律备麓庐誓舟肚舔蚊势僵刃枚掸菩弃讯迢镍甫怎界炙疆醋辞荷夷醒投财漂小嚣隧撅顿檬万钮印政堪似纠