2025版高考物理二輪復(fù)習(xí)專題限時(shí)集訓(xùn)10直流電路與交流電路含解析VIP

PAGE9-專題限時(shí)集訓(xùn)(十)(建議用時(shí)：40分鐘)[專題通關(guān)練]1．(2024·深圳模擬)如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為E、r，在滑動(dòng)變阻器的滑片P由a向b移動(dòng)的過程中，下列說法正確的是()A．電流表的讀數(shù)肯定減小B．R0的功率肯定增大C．電源的輸出功率可能先減小后增大D．電壓表與電流表讀數(shù)的比值eq\f(U,I)肯定先減小后增大C[滑動(dòng)變阻器的滑片P由a向b移動(dòng)的過程中，變阻器并聯(lián)總電阻先增大后減小，依據(jù)閉合電路歐姆定律分析可知，電路中總電流I先減小后增大，則電流表的讀數(shù)先減小后增大，A錯(cuò)誤；電流表的讀數(shù)先減小后增大，故R0的功率P＝I2R0先減小后增大，B錯(cuò)誤；路端電壓先增大后減小，則電壓表的讀數(shù)先增大后減小，由于電源的內(nèi)阻與外電阻的關(guān)系未知，無法推斷電源輸出功率如何變更，可能先減小后增大，也可能先增大后減小，C正確；電流表的讀數(shù)先減小后增大，電壓表的讀數(shù)先增大后減小，電壓表與電流表讀數(shù)的比值肯定先增大后減小，D錯(cuò)誤。]2．(多選)如圖所示，發(fā)電機(jī)內(nèi)部線圈處于磁鐵和圓柱形鐵芯之間的徑向磁場(chǎng)中，兩半邊間的過渡區(qū)域?qū)挾群苄?，可忽視不?jì)。線圈的總匝數(shù)為N、總電阻為r，每匝線圈的面積為S，線圈所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。當(dāng)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，額定電壓為U、電阻為R的小燈泡在電路中恰能正常發(fā)光，則發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值是()A．NBSω B.eq\f(\r(2),2)NBSωC．U D．AD[線圈切割磁感線的兩邊在磁場(chǎng)中是垂直切割磁感線且切割線速度及磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，因此，該發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為恒定值ε＝NBωS，因此A正確。依據(jù)閉合電路歐姆定律：E＝U＋eq\f(U,R)r＝，因此D正確。]3．(易錯(cuò)題)如圖所示，志向變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1，原線圈接正弦交變電流，副線圈接電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R。當(dāng)輸入端接通電源后，電流表讀數(shù)為I，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一質(zhì)量為m的重物以速度v勻速上升。若電動(dòng)機(jī)因摩擦造成的能量損失不計(jì)，則圖中電壓表的讀數(shù)為()A．4IR＋eq\f(mgv,I) B.eq\f(mgv,I)C．4IR D.eq\f(1,4)IR＋eq\f(mgv,I)A[電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)質(zhì)量為m的重物以速度v勻速上升，電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于克服重力做功的功率，P輸出＝mgv，由I1∶I2＝n2∶n1，可知I2＝2I，所以P熱＝Ieq\o\al(2,2)R＝4I2R，P2＝P輸出＋P熱＝mgv＋4I2R，由于是志向變壓器，所以P1＝P2＝U1I，U1＝4IR＋eq\f(mgv,I)，因此選項(xiàng)A正確。]易錯(cuò)點(diǎn)評(píng)：解決本題時(shí)簡單混淆純電阻電路和非純電阻電路，在非純電阻電路中，電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)為P入＝P出＋P熱。4．(多選)(2024·河南適應(yīng)性練習(xí))黑光燈是滅蛾殺蟲的一種環(huán)保型設(shè)備，它發(fā)出的紫色光能夠引誘害蟲飛近黑光燈，然后被黑光燈四周的溝通高壓電網(wǎng)“擊斃”。圖是高壓電網(wǎng)的工作電路，其輸入電壓為有效值是220V的正弦溝通電，經(jīng)變壓器輸出給電網(wǎng)運(yùn)用。已知空氣的擊穿電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為3000V/cm，要使害蟲瞬間被擊斃至少要1000V的電壓。為了能瞬間擊斃害蟲而又防止空氣被擊穿而造成短路，則()A．變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比的最小值為eq\f(50,11)B．變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比的最大值為eq\f(11,50)C．電網(wǎng)相鄰兩極間距離須大于eq\f(1,3)cmD．電網(wǎng)相鄰兩極間距離的最大值為3cmBC[依據(jù)志向變壓器的原理：eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1穿,U2穿)，由題意，要使副線圈電壓的有效值至少為1000V，則：eq\f(n1,n2)≤eq\f(U1穿,U2穿)，聯(lián)立得：eq\f(n1,n2)≤eq\f(220,1000)＝eq\f(11,50)，故變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比的最大值為eq\f(11,50)，故A錯(cuò)誤，B正確；高壓電網(wǎng)相鄰兩極板間的擊穿電壓，即變壓器次級(jí)線圈的電壓：U2穿＝Ed，電網(wǎng)相鄰兩極間距離d＝eq\f(U2穿,E)＝eq\f(1000,3000)cm＝eq\f(1,3)cm，故C正確，D錯(cuò)誤。]5．(多選)(2024·張掖三次診斷)圖甲為風(fēng)力發(fā)電的簡易模型，在風(fēng)力作用下，風(fēng)葉帶動(dòng)與桿固連的永磁體轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鐵下方的線圈與電壓傳感器相連。在某一風(fēng)速時(shí)，傳感器顯示電壓如圖乙所示，則()A．磁鐵的轉(zhuǎn)速為2r/sB．線圈兩端電壓的有效值為6eq\r(2)VC．交變電流的電壓表達(dá)式為u＝12sin5πtVD．該交變電流可以干脆加在擊穿電壓為9V的電容器上BC[電流的周期為T＝0.4s，故磁體的轉(zhuǎn)速為n＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.4)r/s＝2.5r/s，故A錯(cuò)誤；通過題圖乙可知電壓的最大值為12V，故有效值U＝eq\f(Um,\r(2))＝eq\f(12,\r(2))V＝6eq\r(2)V，故B正確；周期T＝0.4s，故ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(2π,0.4)rad/s＝5πrad/s，故電壓的表達(dá)式為u＝12sin5πt(V)，故C正確；電容器的擊穿電壓為溝通電的最大值，而溝通電的最大值大于電容器的擊穿電壓，故D錯(cuò)誤。]6．(多選)(2024·唐山二模)如圖甲所示的電路，志向變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2，電流表和電壓表都是志向電表，當(dāng)原線圈接圖乙所示的溝通電源時(shí)，電路正常工作?，F(xiàn)將電源換成圖丙所示的溝通電源，則更換電源前后()A．電流表A1、A2的示數(shù)之比均為n1∶n2B．電壓表V1、V2的示數(shù)之比均為n1∶n2C．電壓表V1示數(shù)不變，V2的示數(shù)變大D．電流表A1、A2的示數(shù)均不變BD[更換電源后，溝通電的最大值不變，則有效值不變，電壓表V1示數(shù)不變，V2的示數(shù)也不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；依據(jù)變壓器原、副線圈的電流比等于匝數(shù)的倒數(shù)比，則電流表A1的示數(shù)與次級(jí)線圈電流之比為n2∶n1，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電壓表V1、V2分別測(cè)量原、副線圈兩端的電壓，則依據(jù)電壓與匝數(shù)比的關(guān)系可知，電壓表V1、V2的示數(shù)之比均為n1∶n2，選項(xiàng)B正確；次級(jí)電壓有效值不變，則A2示數(shù)不變，則A1示數(shù)不變，選項(xiàng)D正確。]7.(2024·河南洛陽模擬)如圖所示，某電路上接有保險(xiǎn)絲、溝通電壓表、“220V900W”的電飯鍋及“220V200W”的抽油煙機(jī)。現(xiàn)接入u＝311sin100πt(V)的溝通電，下列說法正確的是()A．溝通電壓表的示數(shù)為311VB．1s內(nèi)流過保險(xiǎn)絲的電流方向變更50次C．電飯鍋的熱功率是抽油煙機(jī)的熱功率的4.5倍D．為保證電路正常工作，保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于5AD[現(xiàn)接入電壓u＝311sin100πt(V)的溝通電，溝通電壓最大值Um＝311V，溝通電壓表的示數(shù)為有效值U＝eq\f(311,\r(2))V＝220V，故A錯(cuò)誤；接入u＝311sin100πt(V)的溝通電，故周期：T＝eq\f(2π,100π)s＝0.02s，一個(gè)周期電流方向變更2次，故1s電流方向變更100次，故B錯(cuò)誤；電飯鍋是純電阻用電器，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生熱量，而抽油煙機(jī)是非純電阻用電器，消耗的電能部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能產(chǎn)生熱量，電飯鍋發(fā)熱功率是抽油煙機(jī)總功率的4.5倍，故C錯(cuò)誤；電流的最大值為：I＝eq\f(P1＋P2,U)＝eq\f(900W＋200W,220V)＝5A，故為保證電路正常工作，保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于5A，故D正確。]8．(2024·山東青島一模)如圖所示為某小型水電站電能輸送的示意圖，變壓器均為志向變壓器，升壓變壓器T1的原、副線圈匝數(shù)比為1∶20，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)比為3∶1。升壓變壓器原線圈兩端接入一電壓u＝Umsinωt的溝通電源，用戶的總電阻為R(可視為純電阻)，輸電線總電阻r＝R，不考慮其他因素的影響，用戶獲得的電壓U為()A．2eq\r(2)UmB．3eq\r(2)UmC．4UmD．6UmB[升壓變壓器原線圈兩端電壓的有效值為U1＝eq\f(Um,\r(2))，升壓變壓器副線圈兩端的電壓為U2＝20×eq\f(Um,\r(2))＝10eq\r(2)Um；輸電線路上損失的電壓為ΔU＝Ir＝IR，故降壓變壓器原線圈的電壓為U3＝U2－ΔU，降壓變壓器副線圈兩端電壓U＝eq\f(1,3)U3，副線圈的電流I′＝3I，則U＝3IR，聯(lián)立解得U＝3eq\r(2)Um，故B正確。][實(shí)力提升練]9．(多選)(2024·山東德州聯(lián)考)如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1T，單匝正方形導(dǎo)線框的邊長為1m，總電阻為1Ω，起先時(shí)處于位置Ⅰ，現(xiàn)用外力使導(dǎo)線框繞ab邊勻速轉(zhuǎn)過180°至位置Ⅱ，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小為πrad/s，則在此過程中以下說法正確的是()A．通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為零B．通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為2CC．外力做功為eq\f(π2,2)JD．外力做功為eq\f(π2,4)JBC[通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q＝eq\f(ΔΦ,R)＝eq\f(2BL2,R)＝eq\f(2×1×12,1)C＝2C，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；依據(jù)Em＝BωS＝1×π×12V＝πV，則外力做功W＝eq\f(E2,R)t＝×eq\f(π,π)J＝eq\f(π2,2)J，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；故選B、C。]10．(易錯(cuò)題)(2024·山東煙臺(tái)一模)如圖所示，一志向變壓器原線圈與定值電阻R1、志向電流表A1一起接入電壓恒為U的溝通電源上，原線圈接入電路的匝數(shù)可通過調(diào)整觸頭P進(jìn)行變更，副線圈和滑動(dòng)變阻器R、定值電阻R2以及志向電流表A2連接在一起，下列說法正確的是()A．保持R不變，將觸頭P向上移動(dòng)，則A1的示數(shù)變小，A2的示數(shù)變小B．保持R不變，將觸頭P向下移動(dòng)，電源輸出的總功率變小C．保持P的位置不動(dòng)，增大R，則A1的示數(shù)減小，A2的示數(shù)減小D．保持P的位置不動(dòng)，增大R，則R的電功率變小，R1的電功率不變D[保持R不變，將觸頭P向上移動(dòng)，則n1增大，再由U2＝eq\f(n2,n1)U1，可知U2減小，又因?yàn)楦本€圈的總電阻不變，所以通過副線圈的電流減小，即A2的示數(shù)變小；A1的示數(shù)為eq\f(U1,R1)，U1和R1都不變，所以A1的示數(shù)不變，故A錯(cuò)誤；保持R不變，將觸頭P向下移動(dòng)，則n1減小，再由U2＝eq\f(n2,n1)U1，可知U2增大，副線圈的負(fù)載電阻不變，由P出＝eq\f(U\o\al(2,2),R總)可知電源輸出的總功率增大，故B錯(cuò)誤；保持P的位置不動(dòng)，增大R，負(fù)載的總電阻R總增大，U2不變，由I2＝eq\f(U2,R總)可知I2減小，所以A2的示數(shù)減?。籄1的示數(shù)為eq\f(U1,R1)，U1和R1都不變，所以A1的示數(shù)不變，故C錯(cuò)誤；保持P的位置不動(dòng)，增大R，負(fù)載的總電阻R總增大，U2不變，由I2＝eq\f(U2,R總)可知I2減小，副線圈的輸出功率為P2＝U2I2減小，因?yàn)镽2的功率不變，所以R的功率是減小的；電阻R1不變，兩端的電壓U1不變，所以R1的電功率不變，故D正確。]11．(多選)(2024·江西七校聯(lián)考))如圖所示，一志向變壓器原線圈匝數(shù)n1＝1000匝，副線圈匝數(shù)n2＝200匝，將原線圈接在u＝200eq\r(2)sin100πt(V)的溝通電源上，副線圈上電阻R和志向溝通電壓表并聯(lián)接入電路，現(xiàn)在A、B兩點(diǎn)間接入不同的元件，下列說法正確的是()A．在A、B兩點(diǎn)間接入另一只電阻R，穿過鐵芯的磁通量的最大變更率為0.2Wb/sB．在A、B兩點(diǎn)間接入一志向二極管，電壓表讀數(shù)為40VC．在A、B兩點(diǎn)間接入一電容器，提高溝通電頻率，電壓表讀數(shù)增大D．在A、B兩點(diǎn)間接入一電感線圈，提高溝通電頻率，電阻R消耗的功率減小CD[在A、B兩點(diǎn)間接入另一電阻R，輸入電壓最大值為200eq\r(2)V≈283V，故平均每匝線圈的電壓為0.283V，故磁通量的最大變更率為0.283Wb/s，故A錯(cuò)誤；輸入電壓有效值為200V，依據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，可得輸出電壓為40V，在A、B兩點(diǎn)間接入一志向二極管，每個(gè)周期會(huì)被過濾掉半個(gè)周期的電流，設(shè)電壓表讀數(shù)為U，則依據(jù)有效值定義，有eq\f(U\o\al(2,2),R)×eq\f(T,2)＝eq\f(U2,R)×T，U＝eq\f(U2,\r(2))＝20eq\r(2)V，故B錯(cuò)誤；在A、B兩點(diǎn)間接入一電容器，提高溝通電頻率，電容器的容抗減小，R兩端的電壓增加，電壓表讀數(shù)增大，故C正確；在A、B兩點(diǎn)間接入電感線圈，提高溝通電頻率，感抗增加，R兩端的電壓減小，消耗的功率減小，故D正確。]12．如圖甲所示，一個(gè)電阻不計(jì)、邊長為1m的正方形單匝線圈被固定，正方形線圈內(nèi)有一磁場(chǎng)與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變更的規(guī)律如圖乙所示，將線圈的兩端與志向變壓器原線圈相連，開關(guān)閉合，副線圈接有定值電阻R0和磁敏電阻GMR(GMR的阻值隨所處空間磁場(chǎng)的增大而增大)，則下列說法正確的是()A．線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值為2VB．若使電阻R0消耗的功率增大，則滑動(dòng)觸頭P需上移C．當(dāng)開關(guān)S由閉合到斷開，副線圈中電流增大D．當(dāng)GMR處的磁場(chǎng)增加時(shí)，變壓器的輸入功率減小D[磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t的變更關(guān)系為B＝0.02sin(100t)T，求導(dǎo)可得磁通量變更率為eq\f(ΔB,Δt)＝2cos(100t)T/s，所以產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝2V，線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值為E＝eq\f(Em,\r(2))＝eq\r(2)V，A錯(cuò)誤；滑動(dòng)觸頭P上移，R0兩端電壓減小，故其消耗的功率減小，B錯(cuò)誤；當(dāng)開關(guān)S由閉合到斷開時(shí)，副線圈削減一個(gè)支路，電流減小，C錯(cuò)誤；當(dāng)GMR處的磁場(chǎng)增加時(shí)，其阻值增大，副線圈的電功率eq\f(U2,R0)＋eq\f(U2,R)減小，故變壓器的輸入功率減小，D正確。]題號(hào)內(nèi)容押題依據(jù)核心考點(diǎn)核心素養(yǎng)1.變壓器原理以生活實(shí)踐為背景科學(xué)思維：立足教材培育應(yīng)用實(shí)力2.交變電流四值以科技成就為背景科學(xué)看法與責(zé)任：立足教材，將學(xué)問應(yīng)用于生活實(shí)際1.(多選)泡沫塑料、海綿等是包裝家電常用到的材料。尤其是白色的泡沫塑料，切割很簡單，但保證切割面光滑就很難。針對(duì)這個(gè)問題，某校一同學(xué)自制了一個(gè)配有志向變壓器的泡沫切割器，該切割器的電熱絲(純金屬絲)參數(shù)為“44V8.8W”，切割器工作時(shí)，由于家庭電路電壓不穩(wěn)，電路電壓在200V～250V之間變更，則()A．當(dāng)電壓為250V時(shí)，電熱絲中溝通電的頻率最大B．當(dāng)電壓變更時(shí)變壓器原、副線圈兩端電壓比值不變C．當(dāng)電路電壓為220V時(shí)，通過電熱絲的電流為0.2A，此時(shí)變壓器原線圈中的電流為0.04AD．當(dāng)電路的電壓增加時(shí)，原線圈的輸入功率可能不變BC[溝通電的頻率是由發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速確定的，故頻率不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；變壓器原、副線圈兩端電壓比值等于原、副線圈的匝數(shù)比，則當(dāng)電壓變更時(shí)變壓器原、副線圈兩端電壓比值不變，選項(xiàng)B正確；電熱絲的電阻R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(442,8.8)Ω＝220Ω，當(dāng)通過電熱絲的電流為0.2A時(shí)，由于變壓器初級(jí)和次級(jí)功率相等，則變壓器原線圈中的電流為I1＝eq\f(220×0.22,U1)＝eq\f(8