2020高考物理二轮复习 第一部分 专题六 电磁感应和电路 第2讲 直流电路和交流电路练习（含解析）VIP

直流电路和交流电路1(2019宜昌适应训练)欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律。有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且abc。电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是()解析由电阻的决定式可知，a中电阻ra，b中电阻rb，c中电阻rc，d中电阻rd，故电阻最小的为a，a项正确。答案a2(2019山东东营二模)如图所示电路中，电流表a和电压表v均可视为理想电表，闭合开关s后，将滑动变阻器r1的滑片向右移动，下列说法正确的是()a电流表a的示数变大b电压表v的示数变大c电容器c所带的电荷量减少d电源的效率增加解析r1的滑片向右移动，接入电路的电阻增大，电路的总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律知，干路中的电流减小，路端电压增大，r3两端的电压减小，电压表v的示数变小，b错误；并联部分的电压增大，电容器c所带的电荷量增加，c错误；通过r2的电流增大，所以通过r1的电流减小，电流表的示数变小，a错误；电源的效率：100%100%，所以效率增加，d正确。答案d3.(2019广东东莞月考)如图所示，电源的电动势为30 v，内电阻为1 ，一个标有“6 v，12 w”的电灯与一个绕线电阻为2 的电动机串联。开关闭合后，电路中的电灯正常发光，则电动机输出的机械功率为()a36 w b44 wc48 w d60 w解析电路中电灯正常发光，所以ul6 v，则电路中电流为i a2 a，电动机两端的电压umeirul(30216)v22 v，则电动机输出的机械功率p出p电p热umii2rm(22242)w36 w。答案a4(2019山西吕梁段测)在如图所示的电路中，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器r的滑片向左滑动时，下列说法正确的是()a电流表示数增大b电压表示数增大cr0上消耗的电功率一定减小d电源的输出功率一定减小解析当滑动变阻器r的滑片向左滑动时，r减小，由“串反并同”规律可得总电流增大，电源内电压增大，电压表示数减小，电流表示数减小，a、b两项错误；结合pi2r0可判断r0上消耗的电功率减小，c项正确；由于不清楚内外电路的电阻关系，所以电源的输出功率变化情况不能确定，d项错误。答案c5(2019四川成都月考)如图所示，电源电动势e16 v，内阻r4 ，r01 ，直流电动机内阻r01 。当调节滑动变阻器r1时可使图甲电路中r1消耗的功率最大；调节r2时可使图乙电路的输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为p02 w)，则r1和r2连入电路中的阻值分别为()a3 、3 b5 、3 c5 、2.5 d3 、2.5 解析对于电路甲，根据闭合电路欧姆定律：i，则r1消耗的功率为pr1i2r12r1，当r1rr05 时，则r1消耗的功率最大；对于电路乙，p输出maxp0i2r0i2r2，根据闭合电路欧姆定律：ur2eirir2，将e16 v，r4 ，r01 ，p02 w代入，联立以上方程式整理可以得到，当r22.5 时，电路的输出功率最大，c项正确。答案c6(2019安徽合肥第二次调研)下图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其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(oo沿水平方向)匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻r10 连接，与电阻r并联的交流电压表为理想电压表，示数为10 v。图乙是矩形线圈中磁通量随时间t变化的图像。线圈内阻不计，则()a此交流发电机的电动势平均值为10 vbt0.02 s时r两端的电压瞬时值为零cr两端的电压u随时间t变化的规律是u10cos(100t)vd当ab边速度方向向上时，它所受安培力的方向也向上解析矩形线圈绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生正弦交流电，外电阻r10 ，电压表示数为10 v，说明10 v，即em10 v。根据题图乙知t0时磁通量等于0，可判断t0，电动势最大，所以电动势随时间变化的规律为uemcost10cos(100t)v，选项c对；将t0.02 s代入电动势的表达式，得u10 v，选项b错；根据楞次定律，感应电流总是阻碍线圈的转动，所以当ab边速度方向向上时，它所受安培力的方向向下，选项d错；电动势平均值为磁通量和时间的比值，而该比值最大为em10 v，所以平均值一定比em10 v小，选项a错。答案c7(多选)(2019山西太原第一次模拟)如图所示为某山区小型水电站的电能输送示意图，发电机输出的电压和输电线路上的电阻恒定，用电器均为纯电阻元件，当用电高峰来临时，下列判断正确的是()a用电器等效电阻r0变大b升压变压器t1的输出电压变大c降压变压器t2的输出电压变小d输电线路总电阻r上消耗的功率变大解析用电高峰来临时，用电器增多，用电器并联后的总电阻r0减小，选项a错误；由于升压变压器的输入电压一定，则输出电压一定，选项b错误；设输电线的输送电流为i，降压变压器的变压比为k，升压变压器的输出电压为u，则uirk2ir0，当r0减小时，i增大，输电线总电阻r消耗的功率pri2r变大，选项d正确；降压变压器t2的输入电压等于uir，可以判断此电压减小，则输出电压也减小，选项c正确。答案cd8(多选)(2019安徽宣武模拟)如图所示，将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上，一端接上电池(电池另一极与锉刀接触)，手持导线的另一端，在锉刀上来回划动，由于锉刀表面凹凸不平，就会产生电火花。则下列说法中正确的是()a产生电火花的回路只由导线与电池组成b若导线端只向一个方向划动也能产生电火花c锉刀采用什么材料制成对实验没有影响d导线端划动的方向与自感电动势的方向无关解析由图可知，产生电火花的回路由导线、锉刀与电池组成，故a项错误；手执导线的另一端，在锉刀上来回划动时产生的电火花，是由于电路时通时断，在回路中产生自感电动势产生的，与导线运动的方向无关，如导线端只向一个方向划动也能产生电火花。故b项正确；产生电火花的回路由导线、锉刀与电池组成，如果锉刀是绝缘体，则实验不能完成。故c项错误；自感电动势的方向与电流接通或电流断开有关，与导线端划动的方向无关，故d项正确。答案bd9(2019江苏盐城二模)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()a峰值是e0 b峰值是2e0c有效值是ne0 d有效值是ne0解析由题意可知，线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，因此单匝矩形线圈总电动势最大值为2e0，又因为发电机线圈共n匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为2ne0，根据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小，即其峰值为2ne0，故a、b项错误；又由题意可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知，u，即une0，故c项错误；d项正确。答案d10(2019河南洛阳期末)下图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，l1和l2为电感线圈。实验时，断开开关s1瞬间，灯a1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关s2，灯a2逐渐变亮。而另一个相同的灯a3立即变亮，最终a2与a3的亮度相同。下列说法正确的是()a图甲中，a1与l1的电阻值相同b图甲中，闭合s1，电路稳定后，a1中电流大于l1中电流c图乙中，变阻器r与l2的电阻值相同d图乙中，闭合s2瞬间，l2中电流与变阻器r中电流相等解析在图甲中，断开开关s1瞬间，l1与a1构成闭合回路，通过灯a1的电流与l1相同，又因灯a1突然闪亮，即通过a1电流增大，则可推出，闭合s1待电路稳定后，通过l1的电流大于通过灯a1电流，根据l1与a1并联，所以l1的电阻小于a1的电阻，故选项a、b错误；在图乙中，闭合开关s2，最终a2与a3亮度相同，即电流相同，所以l2与变阻器r的电阻相同；闭合开关s2的瞬间，l2中电流小于变阻器r中电流，故选项c正确，d错误。答案c11(2019河南南阳一中模拟)如图所示，一个匝数为n100匝，电阻不计的线框以固定转速50 r/s在匀强磁场中旋转，其产生的交流电通过一匝数比为n1n2101的理想变压器给阻值r20 的电阻供电，已知电压表的示数为20 v，从图示位置开始计时，下列说法正确的是()at0时刻线框内的电流最大b变压器原线圈中电流的有效值为10 ac穿过线框平面的最大磁通量为 wbd理想变压器的输入功率为10 w解析t0时刻线框在中性面位置，故感应电动势为零，感应电流为零，故a错误；副线圈中的电流i2 a1 a，根据电流与匝数成反比，原线圈中电流的有效值i1i21 a0.1 a，故b错误；根据电压与匝数成正比，原线圈两端的电压u1200 v，角速度2n100 rad/s，线圈产生最大感应电动势为200 v，由emnbs，得最大磁通量bs wb，故c正确；理想变压器输出功率p2u2i2201 w20 w，输入功率等于输出功率，所以变压器的输入功率为20 w，故d错误。答案c12(2019河南郑州模拟)图甲为小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，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规律为图乙中的正弦曲线。已知发电机线圈的内阻为5 ，外接灯泡的电阻为95 ，其他电阻不计，则()at0.005 s时穿过线圈的磁通量最大b1 s内线圈中的电流方向改变50次c灯泡两端的电压为19 vd00.01 s内通过灯泡的电荷量为零解析由题图乙可知t0.005 s时感应电动势最大，穿过线圈的磁通量为零，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，每秒钟电流方向改变100次，故b错误；由题图乙可知交流电电动势的最大值是em20 v，有效值为：e20 v，根据闭合电路的分压特点得灯泡两端的电压为：ue20 v19 v，故c正确；根据q得，00.01 s时间内通过灯泡的电荷量为q，embsbs100bs，代入数据联立得：qc，故d错误。答案c13.(2019齐齐哈尔一模)如图所示的理想变压器电路中，变压器原、副线圈的匝数比为12，在a、b端输入正弦交流电压u，甲、乙、丙三个灯泡均能正常发光，且三个灯泡的额定功率相等，则下列说法正确的是()a乙灯泡的额定电流最大b甲灯泡的额定电压为uc丙灯泡的电阻最小d乙灯泡的额定电压最小解析设原线圈中电流为i1，根据电流与变压器匝数成反比可知，副线圈中的电流为i1，即丙灯泡的额定电流为i1，设原线圈两端的电压为u1，则副线圈两端的电压为2u1，由于三个灯泡的额定功率相等，则u甲(i乙i1)u1i乙u1i1，可见乙灯的额定电流为i1，甲灯的额定电流为i甲i乙i12i1，a错误；u甲u1u，b正确；由电阻定义式r甲，r乙，r丙，c错误；甲灯的额定电压最小，d错误。答案b14(多选)(2019浙江宁波八校联考)在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 v，内阻不计，l1、l2为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，r为定值电阻，阻值为7.5 。当开关s闭合后()al1的电阻为 bl1消耗的电功率为7.5 wcl2的电阻为7.5 dl2消耗的电