【名师伴你行】高考物理二轮复习 直流电路与交流电路提能专训.doc

提能专训(十一)直流电路与交流电路时间：90分钟满分：100分一、选择题(本题共13小题，每小题4分，共52分多选全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1(2014福州八中质检)如图所示为电阻r1和r2的伏安特性曲线，这两条曲线把第一象限分为、三个区域现把r1和r2并联在电路中，消耗的电功率分别用p1和p2表示；并联的总电阻设为r.下列关于p1与p2的大小关系及r的伏安特性曲线应该在区域的说法正确的是()a伏安特性曲线在区域，p1p2b伏安特性曲线在区域，p1p2d伏安特性曲线在区域，p1p2答案：c解析：由题图可知，r1p2，并联总电阻小于任一电阻，所以其伏安特性曲线应在区，选项c正确2.(2014河南开封一模)如图所示的电路中，电源电动势为e，内阻为r.l1和l2为相同的灯泡，每个灯泡的电阻和定值电阻阻值均为r.电压表为理想电表，k为单刀双掷开关当开关由1位置掷到2位置时，下列说法中正确的是()al1亮度不变，l2将变暗bl1将变亮，l2将变暗c电源内阻的发热功率将变小d电压表示数将变小答案：d解析：开关掷到位置1时，灯泡l1和l2并联，并联电阻r并，电路总电阻r总rr，干路电流i，根据并联电路电流与电阻成反比可得流过灯泡l1和l2的电流相等即i1i2.开关掷到2位置时，灯泡l1与定值电阻r串联，然后与灯泡l2并联，并联电阻为r并，电路总电阻r总r，干路电流i，根据并联电路电流与电阻成反比可得流过灯泡l1的电流i1i，流过灯泡l2的电流i2i.据此判断，开关由1位置掷到2位置，流过灯泡l1的电流大小不变，灯泡亮度不变，流过灯泡l2的电流变大，灯泡变亮，所以选项a、b错总电流变大，电源内阻的发热功率(pi2r)变大，选项c错总电流变大，内电压变大，路端电压变小，电压表示数变小，选项d对3(2014河南省焦作市高三期末)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()at0.01 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 vc该交变电动势的瞬时值表达式为e22cos (100t) vd电动势瞬时值为22 v时，线圈平面与中性面的夹角为45答案：d解析：t0.01 s时，感应电动势为零，穿过线框的磁通量最大，选项a错误；该交变电动势的有效值为u22 v，选项b错误；该交变电动势的瞬时值表达式为e22sint22sin (100t) v，选项c错误；电动势瞬时值为22 v时，sin (100t)，线圈平面与初始位置所在平面的夹角为45，与中性面的夹角也为45，选项d正确4(2014安徽安庆二模)一个匝数为100匝，电阻为0.5 的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图示规律变化则线圈中产生交变电流的有效值为()a5 a b2 ac6 a d. 5 a答案：b解析：01 s内线圈中产生的感应电动势e1n1000.01 v1 v,11.2 s内线圈中产生的感应电动势e2n100 v5 v，对一个定值电阻，在一个周期内产生的热量qq1q21 j0.2 j12 j，根据交变电流有效值的定义qi2rt12 j得，i2 a，故b项正确，a、c、d错误5(2014河北开滦一中模拟)一个u形金属线框在匀强磁场中绕oo轴以相同的角速度匀速转动，通过导线给同一电阻r供电，如图甲、乙所示其中甲图中oo轴右侧有磁场，乙图中整个空间均有磁场，两磁场磁感应强度相同则甲、乙两图中交流电流表的示数之比为()a1 b12 c14 d11答案：a解析：甲图中的磁场只分布在oo轴的右侧，所以线框只在半个周期内有感应电流产生，电流表测的是有效值，所以i；乙图中的磁场布满整个空间，所以i，则ii1，即a项正确6(2014广东理综)(多选)如图所示的电路中，p为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压u1不变，闭合电键s，下列说法正确的是()ap向下滑动时，灯l变亮bp向下滑动时，变压器的输出电压不变cp向上滑动时，变压器的输入电流变小dp向上滑动时，变压器的输出功率变大答案：bd解析：由于理想变压器输入电压u1不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压u2也不变，灯l亮度不随p的滑动而改变，故选项a错误，选项b正确p向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，负载总电阻r总减小，由i2知，通过副线圈的电流i2增大，输出功率p2u2i2增大，再由知输入电流i1也增大，故选项c错误，d正确7.(2014山西太原一模)如图是原、副线圈都有中心抽头(匝数一半处)的理想变压器，原线圈通过单刀双掷开关s1与电流表连接，副线圈通过另一单刀双掷开关s2与定值电阻r0相连接，通过s1、s2可以改变原、副线圈的匝数现在原线圈上加一电压有效值为u的正弦交流电，当s1接a，s2接c时，电流表的示数为i，下列说法正确的是()a当s1接a，s2接d时，电流为2ib当s1接a，s2接d时，电流为c当s1接b，s2接c时，电流为4id当s1接b，s2接d时，电流为答案：c解析：设s1、s2分别接a、c时，匝数比为n1n2，则输出电压u2u，功率p2ui，在s1、s2分别接a、d时，输出电压u2，功率p2ui，解得ii，所以a、b项均错；同理可知，c项对，d项错误8(2014广东揭阳一模)(多选)某发电站采用高压输电向外输送电能若输送的总功率为p0，输电电压为u，输电导线的总电阻为r，则下列说法正确的是()a输电线上的电流为b输电线上的电流为c输电线上损失的功率为d输电线上损失的功率为答案：bd解析：根据pui得，输电线上的电流i，只有当u是导线上损失的电压，可以用i得出输电线上的电流，然而此处u为输电电压，故a项错误，b项正确；输电线上损耗的功率pi2r，故c项错误，d项正确9如图所示的电路中，电源的电动势为e，内阻为r，正确接入电路中的电表a、b、c均有正常示数(既不为零，也不超量程；电表均为理想电压表或电流表)，在滑动变阻器的滑片p向右移动的过程中，关于a、b、c三只电表示数的变化，以下说法正确的是()aa的示数将变大，c的示数将变小ba的示数将变小，c的示数将变大ca的示数将变小，b的示数将变小db的示数将不变，c的示数将变小答案：a解析：由题意，a是电流表，测量流过滑动变阻器的电流，b是电流表，测量干路电流，c是电压表，测量电源路端电压在滑动变阻器滑片p向右移动过程中，电阻变小，由闭合电路欧姆定律，电流表b的示数变大，路端电压ueir变小，通过r的电流变小，电流表a的示数iaiir变大，选项a正确10(2014长沙重点中学第三次月考)(多选)汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 a，电动机启动时电流表读数为58 a，若电源电动势为12.5 v，内阻为0.05 ，电动机内阻为0.02 ，电流表内阻不计，则电动机启动时()a车灯的电压为9.6 vb通过电动机的电流为48 ac电动机的电功率为50 wd电动机输出的机械功率为430 w答案：ad解析：根据闭合电路欧姆定律，当电动机启动时，uleir12.5 v580.05 v9.6 v，a项正确；灯泡电阻rl1.2 ，电动机启动时通过灯的电流il a8 a，通过电动机的电流为im50 a，则电动机的电功率puim480 w，机械功率p机pir430 w，故b、c项错，d项正确11(2014湖北八校二联)如图为学校配电房向各个教室的供电示意图，t为理想变压器，v1、a1为监控市电供电端的电压表和电流表，v2、a2为监控校内变压器的输出端的电压表和电流表，r1、r2为教室的负载电阻，v3、a3为教室内的监控电压表和电流表，配电房和教室间有相当长的一段距离，则当开关s闭合时()a电流表a1、a2和a3的示数都变大b只有电流表a1的示数变大c电压表v3的示数变小d电压表v2和v3的示数都变小答案：c解析：在电路中，s闭合前，由可知，电压表的示数v2为u2u1，电路中电流表a2与a3是串联关系，则由欧姆定律可得i2i3(r为电线电阻)，电压表v3的示数为u3r1i2，再由可知电流表a1示数为i1i2；同理，在电路中s闭合后，可知因u1不变，电压表v2示数为u2u1u2不变，i2(r为电线电阻)，因r并i2，又i1i2，则i1i1，由u2uru3i2ru3，可知u3u3，又i3，则i3i3，则可判断v1不变，v2不变，v3变小，a1变大，a2变大，a3变小，a、b、d三项都错误，c项正确12(多选)如图所示，r1为定值电阻，r2为可变电阻，e为电源电动势，r为电源内阻，以下说法中正确的是()a当r2r1r时，r2获得最大功率b当r1r2r时，r1获得最大功率c当r20时，r1获得最大功率d当r20时，电源的输出功率最大答案：ac解析：在讨论r2的电功率时，可将r1视为内电阻的一部分，r2的电功率是等效电源的输出功率显然当r2r1r时，r2获得的电功率最大，a项正确；讨论r1的电功率时，由于r1为定值，根据pi2r知，电路中电流越大，r1上的电功率pi2r1就越大，所以当r20时，r1获得的电功率最大，故b项错误，c项正确；对于电源的输出功率，r1r2为外电阻，内电阻r恒定，由于没有给出r1和r的具体数值，所以当r20时，电源输出功率不一定最大，故d项错误13(2014福州市期末质检)如图所示，有一矩形线圈面积为s，匝数为n，总电阻为r，外电阻为r，接触电阻不计线圈绕垂直于磁感线的轴oo以角速度匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为b.则()a当线圈平面与磁感线平行时，线圈中电流为零b电流有效值ic电动势的最大值为nbsd外力做功的平均功率p答案：d解析：当线圈平面与磁感线平行时，感应电流有最大值，a项错误；电动势的最大值emnbs，电流的最大值im，有效值i，选项b、c错误；外力做功的平均功率等于整个电路的热功率，pi2(rr)，d项正确二、计算题(本题包括3小题，共48分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分)14(16分)某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为，磁场均沿半径方向匝数为n的矩形线圈abcd的边长abcdl、bcad2l.线圈以角速度绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为b、方向始终与两边的运动方向垂直线圈的总电阻为r，外接电阻为r.求：(1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小em；(2)线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小f；(3)外接电阻上电流的有效值i.答案：(1)2nbl2(2)(3)解析：(1)bc、ad边的运动速度v感应电动势em4nblv解得em2nbl2(2)电流im安培力f2nbiml解得f(3)一个周期内，通电时间ttr上消耗的电能wirt且wi2rt解得i15(2014郑州模拟)(16分)如图所示，匀强磁场b0.1 t，所用矩形线圈的匝数n100，边长ab0.2 m，bc0.5 m，以角速度100 rad/s绕oo轴匀速转动当线圈平面通过中性面时开始计时，试求：(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式；(2)由t0至t过程中的平均电动势的大小；(3)该交变电流的电动势有效值是多少？答案：(1)e314sin 100t v(2)200 v(3)222 v解析：(1)感应电动势的瞬时值enbssin t，由题意可知：s0.20.5 m20.1 m2emnbs1000.10.1100 v314 v所以e314sin 100t v.(2)t0至t过程中的平均电动势nn即nbs代入数值得200 v.(3)电动势有效值e，又emnbs代入数据得e222 v.16(2014甘肃河西五市联考)(16分)如图为一输电系统，a地有一台升压变压器，b地有一台匝数比为101的降压变压器，降压变压器副线圈上的电流为100 a，输出功率是12 kw，a、b两地输电线的电阻是20 ，求：(1)升压变压器输出端的电压；(2)若不用变压器，要在b地得到同样大小的电流和电功率，那么在a地要用多大的电压将电能输出？(3)两情况下输电线上损耗的功率之比