2017届高三物理二轮复习课时巩固过关练十二专题五电路和电磁感应第12讲恒定电流与交变电流.docx

课时巩固过关练 十二恒定电流与交变电流(45分钟100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分。第15题只有一项符合题目要求,第68题有多项符合题目要求)1.如图甲、乙分别表示两种电压的波形,其中图甲所示的电压按正弦规律变化,图乙所示的电压是正弦函数的一部分。下列说法不正确的是()A.图甲、图乙均表示交变电流B.图甲所示电压的瞬时值表达式为u=20sin100t(V)C.图甲所示电压的有效值为20 VD.图乙所示电压的有效值为10 V【解析】选C。由题图可以看出,图甲、图乙均为交变电流,图甲为正弦式交变电流,瞬时表达式为u=20sin100t(V),电压的有效值为U1=10V,选项A、B正确,C错误。图乙的周期T=410-2s,由+=T得U2=10V,选项D正确。2.(2016全国卷)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为()A.25B.12C.35D.23【解析】选C。由于电池的内阻可以忽略,所以路端电压U不变。当开关S断开且电流稳定时,可等效为图甲所示电路,所以C两端的电压与其并联的电阻两端的电压相等,根据串并联电路中电压的分配关系可知,电容器两端的电压为;闭合开关S,电流再次稳定后,可等效为图乙所示电路,同理可知,C两端的电压为,根据Q=UC,所以Q1与Q2的比值为=,故选项C正确。3.(2016景德镇二模)一个消毒用电器P,电阻为20k,它只有在电压高于24V时才能工作。今用一个光敏电阻R1对它进行控制,光敏电阻在光照时为100,黑暗时为1 000。电源电动势E为36V,内阻不计,另有一个定值电阻R2,电阻为1000。下列电路开关闭合后能使消毒用电器在光照时正常工作,黑暗时停止工作的是()【解析】选C。根据欧姆定律串联分压关系,A、B两图光照和黑暗时都能工作;D图光照和黑暗时都不能工作,C图光照时正常工作,黑暗时停止工作,C项正确。【加固训练】如图是火警报警器的部分电路示意图。其中R2为用半导体热敏材料(其阻值随温度的升高而迅速减小)制成的传感器,电流表A为值班室的显示器,B为值班室报警电铃。当传感器R2所在处出现火情时,电流表A显示的电流I、报警电铃两端的电压U的变化情况是()A.I变大,U变大B.I变小,U变小C.I变小,U变大D.I变大,U变小【解析】选C。当传感器R2所在处出现火情时,R2的阻值变小,外电路总电阻变小,则总电流变大,电源的内电压变大,R1两端的电压变大,则并联部分电压变小,则通过电流表的电流I变小,而总电流变大,所以通过电铃的电流变大,则电铃两端的电压U变大,C项正确。4.(2016四川高考)如图所示,接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电,如果将原、副线圈减少相同匝数,其他条件不变,则()A.小灯泡变亮B.小灯泡变暗C.原、副线圈两端电压的比值不变D.通过原、副线圈电流的比值不变【解析】选B。根据变压器电压与匝数关系:=,因为是降压变压器,则n1n2,当原、副线圈减少相同匝数时,由数学知识可知变大,则U2减小,故灯泡变暗,选项A、C错误,B正确;根据=可知通过原、副线圈电流的比值变小,选项D错误。故选B。5.(2016天津一模)电阻R和电动机M串联接到电路中,如图所示,已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等,开关接通后,电动机正常工作。设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2,经过时间t,电流通过电阻R做功为W1,产生热量为Q1,电流通过电动机做功为W2,产生热量为Q2,则有()A.U1Q2D.W1W2,Q1Q2,电流通过电阻R做功W1=Q1,所以W2W1。又根据U=,所以电动机M两端的电压大于电阻两端电压即U2U1。所以选项A正确。6.如图所示,直线、分别是电源与电源的路端电压随输出电流变化的特性曲线,曲线是一个小灯泡的伏安特性曲线,则()A.电源与电源的内阻之比为127B.电源与电源的电动势之比为712C.若该小灯泡分别与电源和电源单独连接,则小灯泡的电阻之比为3524D.若该小灯泡分别与电源和电源单独连接,则电源和电源输出功率之比为1021【解析】选A、D。根据题图,电源与电源的电动势都是10V,二者之比为11,电源内阻为,电源的内阻为,电源的内阻与电源的内阻之比为127,选项A正确,B错误。若该小灯泡与电源单独连接,工作电流为5A,由I=可得小灯泡电阻为R=,若该小灯泡与电源单独连接,工作电流为6 A,由I=可得小灯泡电阻为R=,小灯泡的电阻之比为2435,选项C错误。若该小灯泡分别与电源和电源单独连接,小灯泡电压分别为V和5 V,电源输出功率为5W=W,电源输出功率为65 W=30 W,则电源和电源输出功率之比为1021,选项D正确。7.(2016衡阳一模)如图所示,匝数为10的矩形线框处在磁感应强度B=2T的匀强磁场中,绕垂直磁场的轴以恒定角速度=10rad/s在匀强磁场中转动,线框电阻不计,面积为0.4m2,线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连,副线圈接有一只灯泡L(4 W,100)和滑动变阻器,已知图示状况下灯泡正常发光,电流表视为理想电表,则下列说法正确的是()A.此时原副线圈的匝数比为21B.此时电流表的示数为0.4 AC.若将自耦变压器触头向下滑动,灯泡会变暗D.若将自耦变压器触头向上移动,则电流表示数增大【解析】选A、C、D。输入电压的最大值为:Um=NBS=40V,变压器输入电压的有效值为:U1=40V,开关闭合时灯泡正常发光,所以P=,U2=20V,此时原副线圈的匝数比为:=,A项正确;由欧姆定律得:I2=0.2A,根据=得:此时电流表的示数为:I1=0.1A,B项错误;若将自耦变压器触头向下滑动,副线圈匝数变小,输出电压减小,所以灯泡变暗,C项正确;若将自耦变压器触头向上滑动,副线圈匝数变大,输出电压增大,P1=P2=,又P1=U1I1,可知电流表示数增大,D项正确。8.如图甲为远距离输电示意图,变压器均为理想变压器。升压变压器原、副线圈匝数比为1100,其输入电压如图乙所示。远距离输电线的总电阻为100。降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R1为一定值电阻,R2为用半导体热敏材料制成的传感器,当温度升高时其阻值变小。电压表显示加在报警器两端的电压(报警器未画出),未出现火警时,升压变压器的输入功率为750kW。下列说法中正确的有()A.降压变压器副线圈输出的交流电频率为50 HzB.远距离输电线路损耗功率为180 kWC.当传感器R2所在处出现火警时,电压表的示数变小D.当传感器R2所在处出现火警时,输电线上的电流变小【解析】选A、C。由图乙知交流电的周期为0.02s,所以频率为50 Hz,变压器不改变频率,A项正确;由图乙知升压变压器输入端电压有效值为250 V,根据电压与匝数成正比知副线圈电压为25 000 V,所以输电线中的电流为:I=30A,输电线路损耗功率为:P=I2R=90kW,B项错误;当传感器R2所在处出现火警时,其阻值减小,副线圈中电流增大,定值电阻的分压增大,所以电压表的示数变小,C项正确;副线圈电流增大,根据电流与匝数成反比知输电线上的电流变大,D项错误。二、计算题(本大题共2小题,共36分。需写出规范的解题步骤)9.(16分)如图所示的电路中,U=12V,滑动变阻器AB的总电阻为42,现要使标着“6 V1.8 W”的小灯泡L正常发光,那么A、P间的电阻应为多少?此时滑动变阻器上消耗的功率多大?【解析】小灯泡的电阻R=20。(4分)设BP间的电阻为Rx,由题意得并联部分电阻与AP间电阻相等,则RAB-Rx=(4分)解得Rx=30,所以AP间的电阻为12。(2分)此时P滑=W+W=4.2 W(6分)答案:124.2 W10.(20分)一台小型发电机的最大输出功率为100 kW,输出电压恒为500 V,现用电阻率为1.810-8m,横截面积为10-5m2的输电线向4103m远处的用户输电,要使发电机满负荷运行时,输电线上的损失功率不超过发电机总功率的4%,求:(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少?(2)如果用户用电器的额定电压为220V,那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少?(3)想一想,当深夜接入电路的用电器减少时,用电器两端的电压是大于、小于还是等于220 V?若用电器电路中电流为100 A,求此时用电器两端的电压数值。【解析】(1)输电要用两根导线,则输电线的电阻为r=1.810-8=14.4(2分)由题意知P损=P4%=()2r(2分)1050.04=()214.4U2=6000V(1分)升压变压器原、副线圈匝数比=(1分)(2)I2=A=A(1分)U损=I2r=14.4V=240 V(1分)而U3=U2-U损=6 000 V-240 V=5 760