2020年高考物理《直流电路和交流电路》专题训练卷及答案解析

2020年高考物理二轮复习专题练习卷直流电路和交流电路选择题1.一个阻值为20 的电阻，通有如图所示的电流，在一个周期内，前半个周期电流随时间按正弦规律变化，后半个周期电流为恒定电流，则在一个周期内，电阻产生的热量为A0.2 JB0.4 JC0.6 JD0.8 J解析利用焦耳定律计算一个周期内电阻产生的热量QI2RtI12RI22R，I1 A1 A，I2 A，代入数据得Q0.6 J，选项C正确。答案C2.某理想变压器原、副线圈的匝数之比为110，当输入电压增加20 V时，输出电压A降低2 V B增加2 VC降低200 V D增加200 V解析假设理想变压器原线圈的输入电压为U1，则由变压器的工作原理可知，变压器副线圈的输出电压为U210U1；当输入电压增加20 V时，即输入电压为(U120) V，则变压器的输出电压为U210(U120) V，则输出电压的变化量为UU2U2(10U120010U1) V200 V，即输出电压增加200 V，ABC错误，D正确。答案D3.如图所示的电路中，电阻R2 。断开S后，电压表的读数为3 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，则电源的内阻r为A1 B2 C3 D4 解析当断开S时，电压表的读数等于电源的电动势，即E3 V；当闭合S时，有UIR，又由闭合电路欧姆定律可知，I，联立解得r1 ，A正确，BCD错误。答案A4.电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时(未到a)，下列说法正确的是A定值电阻R2的电功率减小B电压表和电流表的示数都减小C电压表的示数增大，电流表的示数减小DR中电流变化的绝对值小于电流表示数变化的绝对值解析当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时，R接入电路的电阻减小，总电阻减小，干路电流增大，内电压增大，路端电压减小，电流表的示数减小，R2的电压增大，R1的电压减小，电流表的示数减小，A、C错误，B正确；因为总电流增大，电流表的示数减小，所以R中电流增大，且由于干路电流增大，则通过R的电流增大的值比通过R2电流减小的值多，所以R中电流变化的绝对值大于电流表示数变化的绝对值，D错误。答案B5.如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为41，V和R1、R2分别是电压表、定值电阻，且R16R2。已知ab两端电压u按图乙所示正弦规律变化。下列说法正确的是A电压u瞬时值的表达式u220sin 50t(V)B电压表示数为55 VCR1、R2消耗的功率之比为11DR1、R2两端的电压之比为32解析由图象知周期T0.02 s，角速度100 rad/s，电压u的表达式u220sin 100t(V)，故A错误；根据变压器的规律知，U2U1，而U1220 VI1R1，故U255 V，B错误；设原线圈的电流为I，根据，得I24I1，R1消耗的功率P1与R2消耗的功率P2之比为，故C错误；两个电阻两端的电压，故D正确。答案D6.(多选)在如图甲所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S，在滑动变阻器的滑动触头P滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生了变化。图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数的变化情况。则下列说法正确的是A图线a表示的是电压表V1的示数的变化情况B图线c表示的是电压表V2的示数的变化情况C此过程中电压表V1示数的变化量U1和电流表A示数的变化量I的比值的绝对值变大D此过程中电压表V3示数的变化量U3和电流表A示数的变化量I的比值的绝对值不变解析当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，可知路端电压增大，即知电压表V1示数增大，电压表V2的示数减小，电压表V3的示数增大，当滑动触头在最上方时，V3示数为零，则知，图线a表示的是电压表V3的示数随电流表示数变化的情况，图线c表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况。故A错误，B正确。由闭合电路欧姆定律得：U1EIr，则r，保持不变，故C错误。由闭合电路欧姆定律得：U3EI(rR1)，则R1r。故D正确。故选BD。答案BD7.如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是A当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大D若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大解析当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，变压器副线圈的总负载的等效电阻增大，R1中电流减小，R1两端电压减小，电压表示数变大，R1消耗的电功率变小，选项A错误，B正确。当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，变压器副线圈输出电流减小，输出功率减小，根据变压器输入功率等于输出功率，变压器输入功率变小，电流表A1示数变小，选项C错误。若闭合开关S，变压器副线圈的总负载的等效电阻减小，则R1中电流增大，R1两端电压增大，电压表示数减小，电流表A2示数减小，电流表A1示数变大，选项D错误。答案B8.(多选)如图甲为小型旋转电枢式交流发电机，电阻为r2 的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与右侧电路连接，右侧电路中滑动变阻器R的最大阻值为R0 ，滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1R0、R2，其他电阻不计。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，闭合开关S，线圈转动过程中理想交流电压表示数是10 V，图乙是矩形线圈磁通量随时间t变化的图象，则下列说法正确的是A电阻R2上的热功率为WB0.02 s时滑动变阻器R两端的电压瞬时值为零C线圈产生的感应电动势随时间t变化的规律是e10cos 100t(V)D线圈开始转动到ts的过程中，通过R1的电荷量为 C解析根据串联电路分压关系，可求得R2两端的电压为 V，故P W W，A正确；0.02 s时穿过线圈的磁通量为零，此时线圈中电动势最大，R两端电压最大，B错误；因线圈有内阻r，故电动势最大值Em10 V，C错误；由R外10 ，r2 ，U10 V可得EmNBS12 V，又qNN，以上各式联立可得：qC，D正确。答案AD9.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U2E，电容器所带的电荷量为Q2CU2CE，则Q1Q212，即Q1与Q2的比值为，A正确。答案A10.如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO以恒定的角速度转动。当从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，则在t时刻A线圈中的电流最大B穿过线圈的磁通量为零C线圈所受的安培力为零D穿过线圈磁通量的变化率最大解析该交变电流的周期为T，在t时刻，即t时刻，由线圈中产生的交变电流图象可知，感应电流大小为零，故A错误；在t时刻，感应电流大小为零，则知感应电动势为零，由法拉第电磁感应定律知磁通量变化率也为零，线圈与磁场垂直，磁通量为最大，故B、D错误；在t时刻，感应电流大小为零，由公式FBIL知线圈所受的安培力为零。故C正确。答案C11.如图甲所示的电路中，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UI图线，则下列关于调节过程中说法正确的是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 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：U2IR0，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：UEIr，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内电阻大小，故有：r 1 ，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R0，由于R0 2 r1 ，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C11.如图，理想变压器的原、副线圈电路中接有四只规格相同的灯泡，原线圈电路接在电压恒为U0的交变电源上。当S断开时，L1、L2、L3三只灯泡均正常发光。若闭合S，已知灯泡都不会损坏，且灯丝电阻不随温度变化，则A灯泡L1变亮 B灯泡L2变亮C灯泡L3亮度不变 D灯泡L4正常发光解析当S断开时，设原线圈电流为I1，电压为U1，副线圈电流为I2，电压为U2，灯泡电阻为R，由变压器规律得，则U1U2I2R并I1R并。因原线圈有灯泡，故U0I1RU1I1RI1R并；闭合S时R并减小，故I1增大，则灯泡L1变亮；变压器的输入电压减小，而匝数比不变，则变压器的输出电压减小，则灯泡L2和L3变暗，L4不能正常发光。故选项A正确，B、C、D错误。答案A12.如图所示，电源电动势为E，内阻为r，电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻(其阻值随光照强度增大而减小)。当电键S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态，有关下列说法中正确的是A只逐渐增大R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流B只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动，电源消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流C只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动，电压表示数变大，带电微粒向下运动D若断开电键S，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动解析只逐渐增大R1的光照强度，R1的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，电阻R0消耗的电功率变大，R2两端的电压变大，电容器两端的电压增大，电容器所带电荷量变大，所以电阻R3中有向上的电流，故选项A正确；电路稳定时，电容器相当于断路，只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，对电路没有影响，故选项B错误；只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，与电容器并联部分的电阻变大，所以电容器两端的电压变大，电场力变大，带电微粒向上运动，故选项C错误；若断开电键S，电容器处于放电状态，电容器所带电荷量变小，故选项D错误。答案A13.如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比n1n221，原线圈接正弦交变电流，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R。当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升。若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电压表的读数为A4IR B.C4IR D.IR解析电动机带动质量为m的重物以速度v匀速上升，电动机的输出功率等于克服重力做功的功率，P输出mgv，由I1I2n2n1，可知I22I，所以P热I22R4I2R，P2P输出P热mgv4I2R，由于是理想变压器，所以P1P2U1I，U14IR，因此选项A正确。答案A14.(多选)一含有理想变压器的电路如图所示，正弦交流电源电压为U0，变压器原、副线圈匝数之比为31，电阻关系为R0R1R2R3，V为理想交流电压表，示数用U表示，则下列判断正确的是A闭合开关S，电阻R0与R1消耗的功率之比为91B闭合开关S，电阻R0与R1消耗的功率之比为11C断开S，U0U113D断开S，U0U41解析闭合开关S，设副线圈中经过每个电阻的电流为I，根据变压器输入功率等于输出功率可知，电阻R0中电流为I，由PI2R可知，电阻R0与R1消耗的功率之比为11，选项A错误，B正确；断开S，设副线圈每个电阻中电流为I，U1为原线圈两端电压，I1为原线圈电流，由2IUU1I1，U0U1I1R0，UIR0,2II131，联立解得U0U113，选项C正确，D错误。答案BC15.(多选)如图所示电路中，电阻R11 ，R23 ，R36 ，闭合开关S1后，当开关S2闭合时，电压表示数为7 V，当开关S2断开时，电压表示数为9 V，则下列说法正确的是A电源的电动势为21 VB电源的内阻为3 C断开开关S2后，电源的输出功率增大D断开开关S2后，电源的效率增大解析设电源的电动势为E，内阻为r，闭合开关S1后，当S2闭合时，R2和R3并联，R232 ，U1，当S2断开时，U2，解得E21 V，r3 ，选项A、B正确；S2闭合时，外电阻为3 ，等于电源内阻，此时电源的输出功率最大，S2断开时，外电阻为4 ，大于电源内阻，则电源的输出功率减小，选项C错误；断开开关S2后，外电阻增大，电源效率增大，选项D正确。答案ABD16.(多选)某小型电站电能输送的示意图如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路，与副线圈相连的输送线路的电阻可等效为电阻R。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小为B，线圈面积为S，转动角速度为，匝数为N，线圈电阻不计。下列说法正确的是A将原线圈抽头P向上滑动时，用户的灯泡变暗B图示位置时，矩形线圈中瞬时感应电动势最大C若线圈abcd转动的角速度变为2，则变压器原线圈电压的有效值为NBSD用电高峰期，随着发电厂输出功率的增大，输电线上损耗的功率占总功率的比例不变解析矩形线圈abcd中产生交变电流，将原线圈抽头P向上滑动时，原线圈匝数变大，根据电压与匝数成正比知，输出电压减小，故灯泡会变暗，故选项A正确；线圈处于图示位置时，是中性面位置，矩形线圈中感应电动势的瞬时值为零，故选项B错误；若线圈转动的角速度变为2，根据电动势最大值公式可得Em2NBS，最大值增加为原来的2倍，有效值E也变为2倍，则变压器原线圈电压的有效值为NBS，故选项C正确；随着发电厂输出功率的增大，升压变压器的输出电压不变，则输电线电流增大，输电线损失电压增大，输电线上损耗的功率占总功率的比例增大，选项D错误。答案AC