2019版高中物理二轮专题复习课时跟踪训练：12 直流电路与交流电路 Word版含解析.pdf

课时跟踪训练课时跟踪训练(十二十二) 一、单项选择题 1(2018·福州一中检测)如图所示，匀强磁场的磁感应强度 BT.单匝矩 2 5 形线圈面积 S1 m2.电阻不计，绕垂直于磁场的轴 OO匀速转动线圈通过电 刷与一理想变压器原线圈相接，为交流电流表调整副线圈的滑动触头 P，当 变压器原、副线圈匝数比为 21 时，副线圈电路中标有“6 V 6 W”的灯泡正 常发光以下判断正确的是 ( ) A电流表的示数为 1 A B矩形线圈产生电动势的最大值为 18 V C 从矩形线圈转到中性面开始计时， 矩形线圈电动势随时间变化的规律为 e 12sin 60t(V)2 D若矩形线圈转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将 P 适当下移 C 灯泡正常发光，故变压器的输出电流为 ： I21 A； 根据公式 ： 6 W 6 V I1 I2 ，解得 I10.5 A，故 A 错误；灯泡正常发光，故变压器的输出电压为 6 V，根 n2 n1 据公式，解得：U112 V，故矩形线圈产生电动势的有效值为 12 V，最 U1 U2 n1 n2 大值为 12V17 V，故 B 错误；根据公式 EmNBS，解得：2 Em NBS rad/s60 rad/s，故 从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线 12 2 1 × 2 5 × 1 圈电动势随时间的变化规律 eEmsin t12sin 60t(V)，故 C 正确 ； 若矩形线2 圈转速增大，根据公式 EmNBS，感应电动势的最大值增加，故有效值也增加 ； 为使灯泡仍能正常发光，应该减小变压比，故应将 P 适当上移，故 D 错误 2图甲电路中，D 为二极管，其伏安特性曲线如图乙所示在图甲电路中， 闭合开关 S，滑动变阻器 R 的滑片 P 从左端向右移动过程中( ) A二极管 D 消耗的功率变大 B二极管 D 的电阻变大 C通过二极管 D 的电流减小 D电源的功率减小 A 滑动变阻器 R 的滑片 P 从左端向右移动过程中，滑动变阻器的电阻减 小，电路电流增大，由图乙可知，二极管的电阻减小，电流、电压增大，消耗的 功率也增大，故 A 正确，B、C 错误；电源的功率为：PEI，因为电流增大，所 以电源的功率增大，故 D 错误所以 A 正确，B、C、D 错误 3. (2018·山西五校三联)某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机 通过升压变压器 T1和降压变压器 T2向 R011 的纯电阻用电器供电 已知输电 线的总电阻 R10 ， T2的原、 副线圈匝数比为 41， 用电器两端的电压为 u 220sin 100t(V)，将 T1、T2均视为理想变压器下列说法正确的是( )2 A降压变压器的输入功率为 4 400 W B升压变压器中电流的频率为 100 Hz C输电线消耗的功率为 500 W D当用电器的电阻减小时，输电线消耗的功率减小 A 由题可知，用电器两端电压有效值为 220 V，交流电频率 f 2 100 2 Hz50 Hz，由电功率公式可知，降压变压器输出功率 P4 400 W，理想变 U2 R0 压器输入功率与输出功率相等， 故A项正确 ； 理想变压器不改变交变电流的频率， B 项错 ； 由变压规律可知，降压变压器输入电压为 880 V，由 PUI 可知， U1 U2 n1 n2 降压变压器输入电流为 I5 A， 由焦耳定律可知， 输电线电阻消耗的功率 PI2R 250 W，C 项错；当用电器的电阻减小时，输出功率增大，故降压变压器输入功 率增大，从而输入电流增大，再由 PI2R 可知，输电线消耗的功率增大，D 项 错 4(2018·湖北省荆州中学高三全真模拟一)在如图所示的电路中，由于某个 电阻发生故障，使电流表 A 的读数变大，电压表 V 的读数变大，灯泡 L 的亮度 变暗，关于故障判断的下列说法正确的是( ) A可能是 R3短路B可能是 R2断路 C可能是 R2短路D可能是 R4短路 D 由电路元件各物理量动态变化的规律“串反并同”可知，只有当 R4短路 时(可认为电阻减小)，外电路电阻减小，总电流增大，电流表 A 的读数变大，R4 的电流增大， 电压表 V 的读数变大， 灯泡 L 的亮度变暗 故正确答案为 D.故选 D. 5. 如图所示，接在理想变压器回路中的四个规格相同的灯泡都正常发光， 那么，理想变压器的匝数比 n1n2n3为( ) A111B321 C621 D221 B 灯泡正常发光，可得 UAUBUCUD，所以 U22U3，由理想变压器 的电压关系得 ， 可得n22n3.灯泡都正常发光， 则功率相等， 即PAPB n2 n3 U2 U3 2 1 PCPD.由 PI2R 得 IAIBICID，即 I1I2I3. 由理想变压器的功率关系得 U1I1U2I2U3I3， 即 n1I1n2I2n3I3， 可得 n1 n2n32n3n33n3.所以 n1n2n3321. 6(2018·湖北省武汉市高三下学期五月理综训练)如图是某温度检测和光电 控制加热装置的原理图R 为热敏电阻(温度升高，阻值减小)，用来探测加热电 阻丝 R 的温度RG为光敏电阻(光照强度增大，阻值减小)，接收小灯泡 L 的光 照其他电阻均为定值电阻当 R 处温度升高后，下列说法正确的是( ) A灯泡 L 将变暗 BRG的电压将增大 CR 的功率将增大 DR 的电压变化量与 R2的电流变化量的比值不变 D A 项：当 R 处温度升高时，RT阻值变小，左边回路中电流增大，小灯 泡 L 的功率增大，灯泡 L 将变亮，故 A 错误； B、C 项：L 的光照强度增大， 则 RG阻值变小，右侧电路的总电阻变小，总电流变大，E2的内电压增大，则其 路端电压变小总电流增大，则 R2两端电压增大，所以右侧电路并联部分电压 减小，R 的电压减小，则 R 的功率将减小R 的电流减小，而总电流增大，则通 过 R3的电流增大，R3的电压将增大，所以 RG的电压将减小，故 B、C 错误；D 项 ： R 的电压变化量与 R2的电流变化量的比值， 保持不变， 故 D 正确 U I RR3 RR3 7(2018·河北正定中学高三模拟)如图所示为一交流发电机的原理示意图， 其中矩形线圈 abcd 的边长 abcdL1，bcadL2，匝数为 n，线圈的总电阻 为 r， 线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴 OO匀速转动， 角速度为 ，线圈两端通过电刷 E、F 与阻值为 R 的定值电阻连接从线圈经过 中性面开始计时，则 ( ) A线圈中感应电动势的最大值为 BL1L2 B线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式为 enBL1L2 cos t C经过 周期时间通过电阻 R 的电荷量为 1 4 BL1L2 Rr D此发电机在上述工作状态下的输出功率为n 2B22L2 1L2 2R 2Rr2 D 线圈产生的感应电动势的最大值 EmnBL1L2，选项 A 错误；感应电 动势随时间变化的表达式 eEmsin tnBL1L2sin t，选项 B 错误；根据法拉 第电磁感应定律有 En， 由闭合电路欧姆定律有 I， 又 BL1L2， q t E Rr It，联立解得 qn，选项 C 错误；线圈中感应电动势的有效值 E BL1L2 Rr Em 2 ， 电流的有效值 I， 交流发电机的输出功率即电阻 R 的热功率 P nBL1L2 2 nBL1L2 2Rr I2R，选项 D 正确 n2B22L2 1L2 2R 2Rr2 二、多项选择题 8(2018·山东省淄博市高三三模)一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压 为 U，额定电流为 I，线圈电阻为 R，将它接在电动势为 E，内阻为 r 的直流电 源的两极间，电动机恰好能正常工作，则( ) A电动机消耗的总功率为 UI B电源的效率为 1Ir E C电源的输出功率为 EI D电动机消耗的热功率为U 2 R AB 电动机消耗的总功率应该用 PIU 来计算， 所以总功率为 IU， 所以 A 正确；电动机消耗的热功率应该用 PI2R 来计算，所以热功率 PI2R，所以 D 错误电源的输出功率等于电动机的输入功率，得 P出UI.故 C 错误电源的 总功率为 IE，内部发热的功率为 I2r，所以电源的效率为1 ，所以 B IEI2r IE Ir E 正确故选 AB. 9(2018·河南省郑州市高中毕业年级第二次质量预测)如图所示的电路中电 表均为理想电表，闭合开关 S，将滑动变阻器的滑片 P 向右移动至某一位置，与 移动前相比，下列说法正确的是( ) A电流表读数变小，电压表读数变大 B小灯泡 L 变亮 C电源的输出功率一定变大 D电容器 C 所带的电荷量减少 BD 由图可知，电容并联在滑动变阻器两端；当滑片右移时，滑动变阻器 接入电阻减小；则总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，总电流增大，故电流 表示数增大，灯泡亮度变亮，因内压增大，故电压表示数减小，故 A 错误，B 正 确；由 PEI 可知，电源的总功率变大；当外阻和内阻相等时输出功率最大，因 为不知道外阻和内阻的关系，所以不能判断电源输出功率的变化，故 C 错误； 因电容器并联在滑动变阻器两端；总电流变大，灯泡及内阻分压增大，则滑动变 阻器分压减小，故电容器 C 两端的电压减小，所以 C 上的电量减小，故 D 正 确所以 BD 正确，AC 错误 10(2018·山东省淄博一中高三三模)电源的两个重要参数分别是电动势 E 和内电阻 r.对一个电路有两种特殊情况：当外电路断开时，电源两端的电压等于 电源电动势；当外电路短路时，短路电流等于电动势和内电阻的比值现有一个 电动势为 E、内电阻为 r 的电源和一阻值为 R 的定值电阻，将它们串联或并联组 成的系统视为一个新的等效电源， 这两种连接方式构成的等效电源分别如图甲和 乙中虚线框所示设新的等效电源的电动势为 E，内电阻为 r.试根据以上信 息，判断下列说法中正确的是( ) A甲图中的 EE，rRr r Rr B甲图中的 EE，rRr C乙图中的 EE，r Rr Rr D乙图中的 EE，r R Rr Rr Rr BD 电源的电动势等于外电路断路时的路端电压，则对甲图可知 EE， rrR，选项 A 错误 B 正确；图乙中，E；r，故选项 C 错 ER Rr Rr Rr 误，D 正确；故选 BD. 11(2018·河北冀州 5 月模拟)如图所示，理想变压器输入端接在电动势随时 间变化、内阻为 r 的交流电源上，输出端接理想电流表及阻值为 R 的负载如果 要求负载上消耗的电功率最大，则下列说法正确的是 ( ) A该交流电源电动势的瞬时值表达式为 eEmsin(100 t) B变压器原、副线圈匝数的比值为 r R C电流表的读数为 Em 2 2Rr D负载上消耗的热功率为 E2 m 4r BC 由 e­t 图象可知交流电的周期 T4×102s，则 50 rad/s，所 2 T 以 eEmsin(50t)，则 A 项错误对于理想变压器，在电源输出最大功率时，电 流 I1，此时，变压器输入功率恰好等于电源内阻消耗的功率，又输出功率 Em 2 2r 等于输入功率，则 I rI R，得出 ，又 ，得出，I2， 2 12 2 I1 I2 R r I1 I2 n2 n1 n1 n2 r R Em 2 2Rr 则 B、C 项正确负载上消耗的热功率为 PI R，则 D 项错误 2 2 E2 m 8r 12如图甲所示，电动势为 E、内阻为 r 的电源与 R6 的定值电阻、滑 动变阻器 RP、开关 S 组成串联回路，已知滑动变阻器消耗的功率 P 与其接入电 路的有效阻值 RP的关系如图乙所示下列说法正确的是( ) A电源的电动势 E V，内阻 r4 4 10 5 B图乙中 Rx25 C定值电阻 R 消耗的最大功率为 0.96 W D调整滑动变阻器 RP的阻值可以得到该电源的最大输出功率为 1 W BC 当RPRr10 时， 滑动变阻器消耗功率最大， R6 .可得内阻r 4 ，最大功率 P0.4 W，解得 E4 V，A 错误；滑动变阻器的阻值 E2 4Rr 为4 时消耗的功率与其阻值为Rx时消耗的功率相等， 有4Rx(Rr)2， 解得Rx 25 ，B 正确 ； 当回路中电流最大时，定值电阻 R 消耗的功率最大，故最大功率 为()2R0.96 W，C 正确；当外电路电阻与内阻相等时，电源输出功率最大， E Rr 本题中定值电阻 R 的阻值已经大于内阻的阻值， 故滑动变阻器 Rp的阻值为 0 时， 电源输出功率最大，最大功率为()2R0.96 W，D 错误 E Rr 13如图所示为某兴趣小组设计的一种发电装置，在磁极和圆柱状铁芯之间 形成的两磁场区域的圆心角 均为 ，磁场均沿半径方向；矩形线圈 abcd(d 点 4 9 未在图中标出)的匝数为 N，其边长 abcdl，bcad2l；线圈的总电阻为 r， 外接电阻为 R；线圈以角速度 绕中心轴匀速转动，bc 边和 ad 边同时进、出磁 场在磁场中，bc 边和 cd 边所经过处的磁感应强度大小均为 B、方向始终与两 边的运动方向垂直则( ) Abc 边和 ad 边在磁场中运动时，线圈的感应电动势的大小为 NBl2 Bbc 边和 ad 边在磁场中运动时，bc 边所受安培力的大小为4N 2B2l3 Rr C通过 R 的电流有效值为2NBl 2 Rr D通过 R 的电流有效值为. 4NBl2 3Rr BD bc、ad 边的运动速度 v ，电动势 Em2·NB·2l·v2NBl2，A 错误 ； l 2 根据欧姆定律得，电流 Im，bc 边所受安培力为 FN·B·Im·2l， Em Rr 4N2B2l3 Rr 故 B 项正确；因为两磁场的圆心角为 ，故一个周期内，通电时间 t T，由有 4 9 4 9 效值定义知：I (Rr) TI2(Rr)T，解得 I故选项 D 正确 2 m 4 9 4NBl2 3Rr