2023高考物理二轮专题复习与测试专题强化练十三直流电路与交流电路

专题强化练(十三)直流电路与交流电路1．随着环境问题的日益严重以及电池技术的发展，零排放的纯电动汽车逐渐走入了我们的生活．随着电池容量、可靠性、安全性与充电技术等的不断成熟，纯电动汽车正在迅速发展．截至2017年底，我国自主研发了各类用途的数百款纯电动汽车，保有量以百万计．纯电动汽车的发展将极大缓解燃油汽车带来的污染问题，有助于改善城市的空气质量．下表是某款电动汽车的蓄电池参数，据此下列说法正确的是()电池只数100只电池容量/只1200mA·h充电参数(电压/电流)420V，20A放电时平均电压/只3.3VA．电池从完全没电到充满电所需时间为12hB．电池容量的单位mA·h就是能量单位C．该电池组充电时的功率为8.4×103WD．该电池组充满电时的能量约为8.4×103J解析：电池从完全没电到充满电所需时间为t＝eq\f(q,I)＝eq\f(100×1200mA·h,20A)＝6h，故A错误；电池容量的单位mA·h是电量的单位，故B错误；该电池组充电时的功率为P＝UI＝420×20W＝8400W，故C正确；该电池组充满电时的能量为W＝UIt＝420V×20A×6h＝50.4kW·h≈1.8×108J，故D错误．故选C.答案：C2．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表．线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示．下列说法正确的是()A．该交变电流的频率为0.5HzB．该交变电流的有效值是10eq\r(2)AC．t＝0.01s时，穿过线圈的磁通量最大D．该交变电流瞬时值表达式为i＝10eq\r(2)cos100πt(A)解析：由图像可知，周期为T＝2×10－2s，则频率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，故A错误；由图像可知，电流的最大Im＝10eq\r(2)A，有效值I＝eq\f(Im,\r(2))＝10A，故B错误；由题图乙可知t＝0.01s时，感应电流最大，则此时穿过线圈的磁通量为零，故C错误；线圈转动的角速度为ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，由图甲可知，t＝0时刻线圈位置垂直于中性面，则该交变电流瞬时值表达式为i＝10eq\r(2)cos100πt(A)，故D正确．故选D.答案：D3．(2022·山东卷)如图所示的变压器，输入电压为220V，可输出12V、18V、30V电压，匝数为n1的原线圈中电压随时间变化为u＝Umcos(100πt)．单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为0.1V．将阻值为12Ω的电阻R接在BC两端时，功率为12W．下列说法正确的是()A．n1为1100匝，Um为220VB．BC间线圈匝数为120匝，流过R的电流为1.4AC．若将R接在AB两端，R两端的电压为18V，频率为100HzD．若将R接在AC两端，流过R的电流为2.5A，周期为0.02s解析：变压器的输入电压为220V，原线圈的交流电的电压与时间成余弦函数关系，故输入交流电压的最大值为220eq\r(2)V，根据理想变压器原线圈与单匝线圈的匝数比为eq\f(n1,1)＝eq\f(220V,0.1V)，解得原线圈为2200匝，A错误；根据图像可知，当原线圈输入220V时，BC间的电压应该为12V，故BC间的线圈匝数关系有eq\f(nBC,I)＝eq\f(1.2V,0.1V)＝120，BC间的线圈匝数为120匝，流过R的电流为IBC＝eq\f(P,UBC)＝eq\f(12W,12V)＝1A，B错误；若将R接在AB端，根据图像可知，当原线圈输入220V时，AB间的电压应该为18V．根据交流电原线圈电压的表达式可知，交流电的角速度为100π，故交流电的频率为f＝eq\f(1,T)＝eq\f(ω,2π)＝50Hz，C错误；若将R接在AC端，根据图像可知，当原线圈输入220V时，AC间的电压应该为30V，根据欧姆定律可知，流过电阻R的电流为IAC＝eq\f(UAC,R)＝eq\f(30,12)A＝2.5A，交流电的周期为T＝eq\f(1,f)＝eq\f(2π,ω)＝0.02s，D正确．故选D.答案：D4．图甲所示为可拆变压器的零部件，其中铁芯B可以横向固定在铁芯A顶端形成闭合铁芯．原、副线圈的匝数分别为n1和n2，将它们分别套在铁芯A的两臂上，如图乙所示．某同学为测量原线圈的电阻，用合适挡位的欧姆表两表笔与原线圈的两接线柱连接，等指针稳定后读数．之后原线圈两端接正弦交流电源，测得原、副线圈两端的电压分别为U1和U2.下列说法正确的是()A．欧姆表两表笔与接线柱连接时，其示数逐渐增大最后稳定在一个值B．欧姆表两表笔与接线柱断开时，原线圈两端的电压从稳定值逐渐减小C．若不安装铁芯B在铁芯A上，则有U1∶U2>n1∶n2D．将铁芯B安装到铁芯A上后，则有U1∶U2<n1∶n2解析：两表笔与接线柱接触瞬间，由于线圈的自感作用，会产生自感电动势阻碍电流的增加，开始时电流较小，欧姆表示数较大，由于电流的逐渐稳定，其阻碍减弱，电流逐渐变大，欧姆表示数会逐渐减小最后稳定在一个值，故A错误；两表笔与接线柱断开瞬间，由于线圈的自感作用，线圈会产生较大的自感电动势，其两端电压瞬间变大，由于没有形成闭合回路，紧接着两端的电压变为零，故B错误；若不安装铁芯B在铁芯A上，会存在着较大的漏磁，副线圈比没有铁芯时的电压会小很多，所以eq\f(ΔΦ1,Δt)＝eq\f(U1,n1)>eq\f(ΔΦ2,Δt)＝eq\f(U2,n2)，U1∶U2>n1∶n2，故C正确；将铁芯B安装到铁芯A上后，形成闭合磁路，没有漏磁，则有U1∶U2＝n1∶n2，故D错误．故选C.答案：C5．某同学通过学习电磁感应的相关知识，利用实验室里的线圈自制了一个放大版的手机扬声器，装置如图所示．两个匝数不同的线圈A、B之间没有导线相连，线圈A与手机的音频输出端连接，线圈B与音响连接．为检验该装置是否能正常工作及其播放效果，现将线圈A插入线圈B中，则下列说法正确的是()A．因A、B两线圈之间未用导线连通，所以该扬声装置不可能发出声音B．线圈B中产生变化的电流使音响发声C．将A、B线圈互换，音响的播放效果不变D．在A线圈中插入铁芯，音响的播放效果不变解析：该装置的原理是互感，A、B线圈不需要用导线连通，故A错误；线圈B中产生变化的电流使音响发出高低不同的声音，故B正确；A、B两个线圈的匝数不同，根据电压与匝数成正比的关系可知将A、B线圈互换，感应电压变化，音响的播放效果发生变化，故C错误；在A线圈中插入铁芯，增加了磁感应强度，能够增大感应电压，音响的播放效果会更好，故D错误．故选B.答案：B6．如图所示为某小型发电站高压输电示意图．发电站输出的电压U1不变；升压变压器输出电压为U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3和U4.为了测高压电路的电压和电流，在输电线路的起始端接入电压互感器和电流互感器，若不考虑变压器和互感器自身的能量损耗，所有的电表均为理想电表，则()A．①为电流表，②为电压表B．U2>U3C．仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率减少D．凌晨时分，用户家的灯将变得更暗解析：由图可知①接在火线和零线之间，为电压表，②接在同一条线上，测得是电流，为电流表，选项A错误；由于输电线上有电压降，所以U2>U3，选项B正确；仅将滑片Q下移，则输电电压U2增大，R不变，所以输电电流I2增大，而输电线损耗功率为ΔP＝Ieq\o\al(2,2)r，所以输电线损耗功率增大，选项C错误；凌晨时分，降压变压器的输出端用电量减少，电路中的电流减小，则输电线上的电压降减小，则降压变压器的输入电压增大，用户得到的电压变大，用户家的灯将变得更亮，选项D错误．故选B.答案：B7．某发电机的结构示意图如图，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，M是圆柱形铁芯，铁芯外套有一矩形导线圈，线圈在绕过铁芯M中心的固定转轴匀速转动．磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场，磁感应强度大小处处相等．若从线圈处于图示位置开始计时，设此时电动势为正值，图中能正确反映线圈中感应电动势e随时间t变化规律的是()ABCD解析：由于磁感应强度大小处处相等，且线圈切割磁感线的线速度大小不变，所以线圈中感应电动势大小恒定，且每当线圈转至竖直位置时，感应电流方向发生一次改变，从图示位置开始计时，线圈再转过四分之一周期电流方向将改变，综上所述可知D正确．故选D.答案：D8．(多选)近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所示．发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝．若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其他损耗，下列说法正确的是()A．接收线圈的输出电压约为8VB．接收线圈与发射线圈中电流之比约为22∶1C．发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同D．穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同解析：根据eq\f(n1,n2)＝eq\f(80%U1,U2)，可得接收线圈的输出电压约为U2＝8V，故A正确；根据eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,80%I1)，可得eq\f(I1,I2)＝eq\f(88,5).故B错误；变压器是不改变其交变电流的频率的，故C正确；由于穿过发射线圈的磁通量与穿过接收线圈的磁通量大小不相同，所以穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的不相同，故D错误．故选A、C.答案：AC9．(多选)如图为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则()A．保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，I1将减小B．保持U1及P的位置不变，S由b合到a时，R消耗的功率增大C．保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将减小D．保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大解析：S由a转换到b时，n1减小，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，可知U2增大，则P2＝eq\f(Ueq\o\al(2,2),R