高三物理二轮复习 第一部分 诊断卷（十二）专题四 电路与电磁感应 第一讲 直流与交流电路.doc

考点一交流电的产生及描述1.考查交流电的峰值、有效值 (2015四川高考)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1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()图1a峰值是e0b峰值是2e0c有效值是ne0 d有效值是ne02考查交变电流及其图像(多选)(2014天津高考)如图2甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，则()图2a两次t0时刻线圈平面均与中性面重合b曲线a、b对应的线圈转速之比为23c曲线a表示的交变电动势频率为25 hzd曲线b表示的交变电动势有效值为10 v3考查描述交变电流的物理量(2015盐城二模)图3甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示。发电机线圈内阻为10 ，外接一只电阻为90 的灯泡，不计电路的其他电阻，则()图3at0时刻线圈平面与中性面垂直b每秒钟内电流方向改变100次c灯泡两端的电压为22 vd00.01 s时间内通过灯泡的电量为0考点二直流电路的动态分析4.考查并联电路、电流表的改装原理与读数 (多选)(2015湖南十三校联考)如图4所示，电流表a1(03 a)和a2(00.6 a)是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中。闭合开关s，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是()图4aa1、a2的读数之比为11ba1、a2的读数之比为51ca1、a2的指针偏转角度之比为11da1、a2的指针偏转角度之比为155考查直流电路的动态分析(多选) (2015盐城二模)如图5所示，在滑动变阻器的滑片向左滑动的过程中，理想电压表、电流表的示数将发生变化，电压表v1、v2示数变化量的绝对值分别为u1、u2，已知电阻r大于电源内阻r，则()图5a电流表a的示数增大b电压表v2的示数增大c电压表v1的示数增大du1大于u26考查直流电路的动态分析 (多选)(2015揭阳二模)如图6，电源电动势为e，内阻为r，不管如何移动滑动变阻器的滑片，灯泡l、电表v1、v2、a均不会被烧坏，若将滑动变阻器的滑片p向上端移动时，则下列说法正确的是()图6aa的示数增大，灯泡l变暗bv1的示数增大，灯泡l变暗cv2增大，灯泡变亮d电源的总功率变小考点三交流电路的动态分析7.考查交流电图像、电路的动态分析(多选)调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图7乙所示，线圈ab绕在一个圆环形的铁芯上，cd之间输入交变电压，转动滑动触头p就可以调节mn两端的输出电压，图乙中两电表均为理想交流电表，r1、r2为定值电阻，r3为滑动变阻器，现在cd两端输入图甲所示正弦式交流电，变压器视为理想变压器，则下列说法正确的是()图7a由图甲可知mn两端输出交流电压不可能高于36 vb当滑动触头p逆时针转动时，mn之间输出交流电压的频率变大c当滑动变阻器滑片向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变大d当滑动变阻器滑片向下滑动时，要保持电阻r2消耗的电功率不变，则应适当逆时针转动滑动触头p8考查交流电路的动态分析 (2015苏锡常镇四市二模)如图8所示，理想变压器原、副线圈匝数比为101，输入电压u311sin(100t)v，l1和l2灯泡都正常发光，两电表可视为理想交流电表。则()图8a该交流电的频率为100 hzb电压表的示数为31.1 vc若将变阻器的滑片p向上滑动，则电流表的示数将变大d若将变阻器的滑片p向上滑动，则灯泡l1将变暗、灯泡l2将变亮9考查变压器、交流电路的动态分析 (多选)(2015天津高考)如图9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()图9a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10考查变压器、交流电路的动态分析 (多选)如图10所示，t为理想变压器，原副线圈匝数比为51。a1、a2为理想交流电流表，v1、v2为理想交流电压表，r1、r2为定值电阻，r3为光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小)，原线圈两端电压u220sin 314t v，以下说法正确的是()图10a当光照增强时，电压表v1示数为44 v保持不变b当光照增强时，电压表v2示数变大c通过电流表a1的电流方向每秒变化100次d当光照增强时，电流表a1、a2示数同时变大考点四变压器与远距离输电11.考查变压器、交流电路的功率 (2015全国卷)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 v的正弦交流电源上，如图11所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为u，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则()图11au66 v，k bu22 v，kcu66 v，k du22 v，k12考查变压器、交流电的图像 (多选)(2015揭阳二模)如图12为理想变压器原线圈所接电源的电压波形图，副线圈连接一个阻值r11 ，额定功率为44 w的灯泡，灯泡正常发光，则下列说法正确的是()图12a变压器原副线圈的匝数比n1n2101b变压器原副线圈的匝数比n1n2101c变压器输出的交流电的频率为5 hzd电源的峰值为220 v 13考查变压器、远距离输电 (2015福建高考)图13为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，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uumsin t的交流电源，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()图13a. b.c422r d422r14考查变压器、交流电的最大值和有效值 (多选)(2015海南高考)如图14，一理想变压器原、副线圈匝数之比为41，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为r0，负载电阻的阻值r11r0，是理想电压表，现将负载电阻的阻值减小为r5r0，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为5.0 v，则()图14a此时原线圈两端电压的最大值约为34 vb此时原线圈两端电压的最大值约为24 vc原线圈两端原来的电压有效值约为68 vd原线圈两端原来的电压有效值约为48 v15考查变压器、交流电的图像(多选)(2015广州二模)理想变压器与电阻r及交流电流表、电压表按图15甲所示方式连接，已知变压器原副线圈的匝数比为n1n2101，电阻r22 ，原线圈两端输入电压u随时间变化的图像如图乙所示，下列说法中正确的是()图15a电压表的读数为220 vb通过r的电流频率为50 hzc电流表的读数为2 ad变压器的输入功率为22 w答 案1选d因每匝矩形线圈ab边和cd边产生的电动势的最大值都是e0，每匝中ab和cd串联，故每匝线圈产生的电动势的最大值为2e0。n匝线圈串联，整个线圈中感应电动势的最大值为2ne0，因线圈中产生的是正弦交流电，则发电机输出电压的有效值ene0，故选项d正确。2选ac由题图乙知t0时两次转动产生的瞬时电动势都等于零，故a正确。由图乙知两次转动所产生的交变电动势的周期之比tatb23，再由周期与转速的关系n得nanb32，故b错误。因ta4102 s，故fa25 hz，c正确。因ema15 v，而emnbs，故embema10 v，eb5 v，d错误。3选b由图像乙可知t0时感应电动势为零，线圈平面处于中性面上，故a错误；由题图乙可知周期t0.02 s，线圈每转一周，电流方向改变两次，每秒电流方向改变100次，故b正确；由题图乙可知交流电电动势的最大值是em31.1 v，有效值为：e22 v，根据闭合电路的分压特点得灯泡两端的电压为：ue22 v19.8 v，故c错误；根据q得：00.01 s时间内通过灯泡的电量为qembsbs100bs代入数据联立得：q0.001 98 c，故d错误。4选bc电流表a1(03 a)和a2(00.6 a)是由两个相同的电流计改装而成，都是并联电阻，在图中两电流计也是并联的，所以c正确；它们的量程之比为51，即总电阻之比为15，所以并联时读数之比为51。5选acd据题理想电压表内阻无穷大，相当于断路。理想电流表内阻为零，相当短路，所以r与变阻器串联，电压表v1、v2分别测量r、路端电压。当滑动变阻器滑片向左滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，则电流表a的示数增大，故a正确；电路中电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，所以v2的示数减小，故b错误；电路中电流增大，根据欧姆定律知，电压表v1的示数增大，故c正确；根据闭合电路欧姆定律，u1ir，u2ir，由于rr，则u1大于u2，故d正确。6选bd现将滑动变阻器r3的滑片p向上端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，外电路总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流i减少，所以灯泡l变暗；由于电流减少，内电压和灯泡l两端的电压减小，所以r2与滑动变阻器并联电压增大，所以v2增大。路端电压增大，则v1的示数增大。干路电流i减小，r2与滑动变阻器并联电压增大，所以通过r2的电流增大，则电流表的示数减少，故a、c错误，b正确。以上分析知，干路电流i减小，根据pei得电源的总功率减少，故d正确。7选cd由题图甲可知，cd端输入的交变电压为36 v，输出端mn间线圈匝数可以小于、等于或大于cd间线圈匝数，因此变压器的输出电压可以高于36 v，a项错误；当变压器滑动触头p逆时针转动时，mn间线圈匝数增多，变压器输出电压升高，但频率与匝数无关且保持不变，b项错误；当滑动变阻器滑片向上滑动时，r3阻值增大，负载电阻增大，电流减小，电流表读数变小，电阻r1两端电压u1ir1减小，电压表读数uumnu1增大，c项正确；当滑动变阻器滑片向下滑动时，r3阻值减小，负载电阻减小，电流增大，故r2两端电压减小，电功率减小，要保持其电功率不变，则应保持两端电压不变，由uumnir1可知应增大umn，即增加pb间线圈匝数，滑动触头应该逆时针转动，d项正确。8选c电路中的变压器不改变交流电的频率，f hz50 hz，所以a错误。原线圈的电压的有效值为220 v，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的有效值为22 v，所以b错误。在滑动变阻器触头p向上移动的过程中，滑动变阻器的阻值变小，电路的总电阻减小，由于电压是由变压器决定的，输出的电压不变，所以电流变大，即电流表读数变大，l1两端电压不变，所以亮度不变，l2将变亮，故c正确，d错误。9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，根据i2知，i2变小，由得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，则根据p2知副线圈输出功率变大，由p1p2知，变压器原线圈输入功率p1变大，而p1i1u，输入电压u一定，i1变大，即电流表读数变大，选项c正确，选项d错误。10选cd原线圈两端电压有效值为220 v，原副线圈匝数比为51，所以副线圈的电压有效值为44 v，电压表v1示数为44 v保持不变，与电阻的变化无关，所以a错误；当光照增强时，r3的电阻减小，总的电阻减小，所以电路的总电流要变大，r1的电压变大，副线圈的总电压不变，所以电压表v2示数变小，所以b错误；交流电的频率为f hz50 hz，所以通过电流表a1的电流方向每秒变化100次，所以c正确；当光照增强时，r3的电阻减小，总的电阻减小，所以电路的总电流要变大，因此a1、a2的示数都要变大，故d正确。11选a设原、副线圈中的电流分别i1、i2，则，故k。设原线圈两端的电压为u1，则，故u13u，而原线圈上电阻分担的电压为u，故3u220 v，解得u66 v。选项a正确。12选ad由题图知输入电压的最大值为um1220 v，有效值为u1220 v；副线圈连接一个阻值r11 ，额定功率为44 w的灯泡，灯泡正常发光，所以副线圈电压u2 v22 v；理想变压器电压与匝数成正比，所以变压器原副线圈的匝数比n1n2101，故a正确，b错误，d正确；变压器输入电压的周期为t0.02 s，故频率为f50 hz；变压器不改变电流频率，故输出的交流电的频率为50 hz，故c错误。13选c升压变压器t的原线圈两端电压的有效值为u1；由变压关系可得，则u2；因为输送电功率为p，输电线中的电流为i2，则输电线上损失的电功率为pi22(2r)，故选项c正确。14选ad当负载电阻的阻值减小为r5r0时，根据串、并联电路规律，r两端电压为r0两端电压的5倍，因为电压表测量r两端的电压，所以ur05 v1 v，故副线圈两端电压为u26 v，根据公式可得此时原线圈两端电压的有效值为u124 v，所以此时原线圈两端电压的最大值约为24 v34 v，a正确，b错误；因为变化过程中变压器的输入电流不变，所以对于副线圈中变化前