2019届高三物理二轮复习习题：专题四考点1恒定电流与交变电流Word版含答案.doc

专题四 电磁感应与电路
考点1　恒定电流与交变电流

[限时45分钟；满分100分]
选择题(1～6题每小题6分，7～14题每小题8分)
1．(2018·贵阳月考)阻值相等的三个电阻R、电容器C及电池E(内阻不计)连接成如图4－1－16所示电路。保持S1闭合，开关S2断开，电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S2，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2，则Q1与Q2的比值为

图4－1－16
A.　　　　B.　　　　C.　　　　D.
解析　开关S2断开时的等效电路如图甲所示，电路稳定时电容器两极板之间的电压为U1＝，电容器所带的电荷量为Q1＝ CU1＝；开关S2闭合后的等效电路如图乙所示，电路稳定时电容器两极板之间的电压为U2＝E，电容器所带的电荷量为Q2＝CU2＝CE，则Q1∶Q2＝1∶2，即Q1与Q2的比值为，A正确。

答案　A
2．(2018·福建质检)图4－1－17为模拟远距离交流输电的电路，升压变压器T1的原、副线圈匝数比n1∶n2＝1∶k，降压变压器T2的原、副线圈匝数比n3∶n4＝k∶1，模拟输电导线的电阻r＝3 Ω，T2的负载是规格为“15 V 45 W”的灯泡L。当T1的输入电压为16 V时L正常发光，两个变压器可视为理想变压器，则k的值为

图4－1－17
A. B．3
C．4 D．9
解析　由变压器的工作原理可知，变压器T1原线圈的电压为16 V，则副线圈的输出电压为16k V，降压变压器T2的输出电压为15 V、输出电流为I4＝＝ A＝3 A，则降压变压器T2原线圈两端的电压为15k V、输入电流为 A，又16k V＝(15k＋3×) V，解得k＝3，B正确。
答案　B
3．(2018·长沙一模)如图4－1－18所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为3∶1，原线圈两端接入一正弦交流电源，副线圈电路中R为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表。下列结论正确的是

图4－1－18
A．若电压表读数为36 V，则输入电压的峰值为108 V
B．若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数增加到原来的4倍
C．若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍
D．若只将输入电压增加到原来的3倍，则输出功率增加到原来的9倍
解析　若电压表读数为36 V，则输入电压的有效值为108 V，峰值为108 V，A错误；若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则输出电压也增加到原来的2倍，电流表示数应增加到原来的2倍，B错误；若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输出电流减小到原来的一半，输入功率(等于输出功率)减小到原来的一半，C错误；若只将输入电压增加到原来的3倍，输出电压也增加到原来的3倍，则由P＝可知输出功率增加到原来的9倍，D正确。
答案　D
4．(多选)如图4－1－19所示是一交变电流的i－t图象，则对于该交变电流，下列说法正确的是

图4－1－19
A．该交变电流的周期为0.02 s
B．该交变电流的最大值为4 A
C．该交变电流的有效值为2A
D．该交变电流通过10 Ω的电阻时热功率为60 W
解析　由交变电流的i－t图象可知，最大值为Im＝4 A，周期为T＝0.03 s，选项A错误、B正确。设该交变电流的有效值为I，由有效值的定义得2R＋IR＝I2RT，代入数据解得I＝2A，选项C正确。由P＝I2R可得该交变电流通过10 Ω的电阻时热功率为80 W，选项D错误。
答案　BC
5．如图4－1－20所示为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1和输电线的电阻r、理想变压器匝数均不变，且n1∶n2＝2n3∶n4。下列表述正确的是

图4－1－20
A．若用户用电器消耗的功率增加，用户的电压U4增加
B．不论用户用电器的功率增加还是减少，恒有U1∶U2＝2U3∶U4
C．若用户用电器的功率增加为原来的两倍，则输电线上消耗的功率增加为原来的四倍
D．若用户用电器消耗的功率增加，则远距离输电的效率增加
解析　升压变压器原、副线圈的电压由发电机输出电压和升压变压器原、副线圈匝数比决定，故用户功率变化升压变压器的输出电压不变；同理降压变压器输入、输出电压比值与其原、副线圈匝数比值成正比，故B项正确。降压变压器原、副线圈电流比值与其匝数比值成反比，用户功率增大，即降压变压器输出电流增大，故降压变压器输入电流增大，因此输电线上损失电压Ur增大；又U2＝U3＋Ur，所以U3减小，由变压规律可知，U4减小，A项错。用户功率增加为原来的两倍，则U4减小，故降压变压器输出电流大于原来的两倍，因此降压变压器输入电流大于原来的两倍，故输电线上消耗的功率大于原来的四倍，C项错。远距离输电效率等于用户得到功率与总功率之比，由C项可知，用户功率越大，输电效率越低，D项错。
答案　B
6．(多选)(2018·昆明质检)如图4－1－21甲所示的电路中，理想变压器输入电压V随时间t按正弦规律变化如图乙所示。图甲中L1和L2为两个相同的小灯泡，小灯泡都标有“12 V,6 W”字样，电容器C的击穿电压为13 V，电压表和电流表均为理想交流电表。开关S1和S2都断开时，小灯泡L1正常发光。下列说法正确的是

图4－1－21
A．理想变压器的原、副线圈的匝数比为4∶1
B．输入电压u随时间t变化的规律为μ＝48sin 100πt V
C．闭合开关S1、断开开关S2时，电压表的示数为48 V，电流表的示数为0.25 A
D．闭合开关S2后，电容器C不会被击穿
解析　由图乙可知，原线圈输入电压为48 V，电流变化周期T＝0.04 s，根据小灯泡正常发光可知副线圈输出电压为12 V，根据变压器变压公式可知，理想变压器的原、副线圈的匝数比为48∶12 ＝4∶1，选项A正确；输入电压V随时间变化的规律为u＝ 48sin V＝48sin (50πt) V，选项B错误；闭合开关S1、断开开关S2时，变压器输入电压不变，电压表示数不变，根据变压器输入功率等于输出功率，P＝2×6 W＝12 W，可知输入电流为0.25 A，电流表的示数为0.25 A，选项C正确；闭合开关S2后，电容器两端最大电压等于12 V，大于击穿电压13 V，电容器会被击穿，选项D错误。
答案　AC
7．(2018·新彊第二次适应性检测)在如图4－1－22所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，L1和L2为两个相同的灯泡，每个灯泡的电阻和电源内阻的阻值均相同。D为理想二极管，C为电容器，开关S处于断开状态。下列说法中正确的是

图4－1－22
A．滑动变阻器滑片向右移动，电流表示数变小
B．滑动变阻器滑片向右移动，电源内阻的发热功率变小
C．开关S闭合后，L2亮度变暗
D．开关S闭合后，电流表示数不变
解析　滑动变阻器与电容串联，所在支路可视为断路，所以滑动变阻器滑片滑动，电流表示数不变，电源输出电流不变，电源内阻发热功率不变，选项AB错误。开关S闭合后，由于二极管的单向导电性，二极管中无电流，L2亮度不变，电流表示数不变，选项C错误，D正确。
答案　D
8．(2018·长沙一模)如图4－1－23所示，长为L的两平行金属板水平放置，接在直流电路中，图中R为滑动变阻器，一带电微粒自两板左侧中央以某初速度v0平行于金属板进入两板间，若将滑动变阻器的滑片P置于最下端b处，带电微粒将落在下板上距离左端处；若滑片P与b端间电阻为18 Ω，带电微粒将沿直线运动；若要微粒不打到金属板上，则滑片P与b端间电阻R的范围应为

图4－1－23
A．12 Ω＜R＜20 Ω　　　　　B．16 Ω＜R＜20 Ω
C．12 Ω＜R＜24 Ω D．16 Ω＜R＜24 Ω
解析　设两平行金属板间距为d，由已知得＝gt，＝v0t1，当滑片P与b端间电阻为18 Ω时，有＝mg。若要微粒刚好不打到金属板上，应满足＝at，L＝v0t2，－mg＝ma或mg－＝ma，由以上各式可求得U1＝U0，U2＝U0，由串联电路的分压规律可求得电阻R1＝R0＝20 Ω，R2＝R0＝16 Ω，所求R的范围为16 Ω＜R＜20 Ω，正确选项为B。
答案　B
9．(多选)某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系中，如图4－1－24中的a、b、c所示。则，下列说法中正确的是

图4－1－24
A．图线b表示输出功率PR随电流I变化的关系
B．图中a线最高点对应的功率为最大输出功率
C．在图线上A、B、C三点的纵坐标一定满足关系PA＝PB ＋PC
D．两个图线交点M与N的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4
答案　CD
10．(多选)有一种测量人体重的电子秤，如图4－1－25甲中虚线框内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小变化而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)。设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω。R随压力变化的函数关系如图乙所示。下列说法正确的是

图4－1－25
A．该秤能测量的最大体重是1 500 N
B．该秤能测量的最大体重是1 400 N
C．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处
D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400 A处
答案　BC
11．某同学利用电流传感器研究电容器的放电过程，他按如下图4－1－26甲所示连接电路。先使开关S接1，电容器很快充电完毕。然后将开关掷向2，电容器通过R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I－t曲线如图4－1－26乙所示。他进一步研究滑动变阻器的阻值变化对曲线的影响，断开S，先将滑片P向右移动一段距离，再重复以上操作，又得到一条I－t曲线。关于这条曲线，下列判断正确的是

图4－1－26
A．曲线与时间坐标轴所围面积将增大
B．曲线与时间坐标轴所围面积将减小
C．曲线与纵轴交点的位置将向上移动
D．曲线与纵轴交点的位置将向下移动
解析　I－t曲线与时间轴所围面积表示电容器放电的电荷量，而电容器所带电荷量Q＝CU＝CE不变，故曲线与时间坐标轴所围面积不变，故AB错；将滑片P向右移动一段距离，滑动变阻器的阻值R变大，由I＝等，可知将开关掷向2时电容器开始放电的电流变小，因此曲线与纵轴交点的位置将向下移动，故C错、D对。
答案　D
12．(多选)如图4－1－27所示的正方形线框abcd边长为L，每个边的电阻均为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度ω匀速转动，c、d两点与外电路相连，外电路电阻也为r。电流表和电压表内阻的影响忽略不计。则下列说法中正确的是

图4－1－27
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，线框从图示位置转过π/2过程中流过电流表的电量为BL2/7r
解析　在正方形线框abcd中，ab边相当于电源，其电动势的有效值E＝，当S断开时，等效电路图如图甲所示，电压表的示数UV1＝·r＝BωL2，B正确，A错误；当S闭合时，等效电路图如图乙所示，流过ab的电流的有效值为I＝，因此电流表的示数为＝＝，故C错误；Q＝·＝，D正确。

答案　BD
13．(多选)在如图4－1－28所示电路中，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合电键S，当R2的滑动触片P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电流表、电压表的示数分别用I、U1、U2、U3表示，它们示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。则下列分析判断正确的是

图4－1－28
A.不变，不变 　 B.变大，变大
C.变大，不变 　 D.变大，不变
解析　当R2的滑动触片P向下滑动时，R2变大，电流表示数I减小，R1＝不变，R2＝变大，＝R1＋R2变大，＝R1不变，U2＝E－I(r＋R1)，故＝r＋R1不变；U3＝E－Ir，故＝r不变，综上分析可知，正确选项为A、C、D。
答案　ACD
14．如图4－1－29甲所示的电路中，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动，根据电路中电压表和电流表的数据描绘了如图乙所示的两条U－I图线，则下列说法正确的是

图4－1－29
A．图线乙是根据V1与A的示数描绘的
B．电源的内阻为0.5 Ω
C．两图线交点处电源的输出功率最大
D．两图线交点处电源效率最大
解析　由部分电路的欧姆定律可得，电压表V2和电流表A的示数的比值为定值电阻R0，三者之间满足关系：U2＝IR0，结合数学知识可得应为图线乙，A错误；由闭合电路欧姆定律：U＝E－Ir，结合数学知识可得图线甲为根据电压表V1与电流表A的示数描绘的，图线斜率的绝对值为电源的内阻大小，故有：r＝＝ Ω＝1 Ω，B错误；图线的交点处表示两电压表示数相等，分析电路可知此时滑动变阻器分压为零，即此时滑动变阻器的电阻R＝0，由于R0＝ Ω＝2 Ω>r＝1 Ω，故此时负载电阻最小，电源的输出功率最大，C正确；负载电阻越大，电源的效率越大，交点处负载电阻最小，电源效率最小，D错误。
答案　C

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