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1、2021届高考物理二轮复习 专题四 第1讲 直流电路与交流电路作业2021届高考物理二轮复习 专题四 第1讲 直流电路与交流电路作业年级:姓名:- 10 -第1讲 直流电路与交流电路 (45分钟)基础题组专练1在如图所示的电路中,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,B、C、D错误。答案:A2(多选)(2020高考江苏卷)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车
2、启动时,开关S闭合,电机工作,车灯突然变暗,此时()A车灯的电流变小B路端电压变小C电路的总电流变小D电源的总功率变大解析:汽车启动时,车灯变暗,I灯减小,U灯减小,路端电压变小,则总电流变大,故A、B正确,C错误;由PIE知电源的总功率变大,D正确。答案:ABD3(2020北京市大兴区高三下学期5月模拟)如图(a)(b)(c)(d)(e)过程是交流发电机发电的示意图。线圈的ab边连在金属滑环K上,cd边连在金属滑环L上,用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上,线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。下列说法正确的是()A图(a)中,线圈平面与磁感线垂直,磁通量变化率最大B从图(b)开
3、始计时,线圈中电流i随时间t变化的关系是iImsin tC当线圈转到图(c)位置时,感应电流最小,且感应电流方向改变D当线圈转到图(d)位置时,感应电动势最大,ab边感应电流方向为ab解析:图(a)中,线圈平面与磁感线垂直,磁通量最大,但磁通量变化率最小为零,故A错误;从图(b)开始计时,线圈产生的感应电动势最大,形成的感应电流最大,线圈中电流随时间变化的关系是iImcos t,故B错误;当线圈转到图(c)位置时,线圈位于中性面位置,此时感应电流最小,且感应电流方向改变,故C正确;当线圈转到图(d)位置时,感应电动势最大,根据楞次定律可知ab边感应电流方向为ba,故D错误。答案:C4如图所示,
4、理想变压器的原线圈接在u220sin 100t V的交流电源上,副线圈接有R55 的负载电阻,原、副线圈匝数之比为21,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是()A原线圈的输入功率为220 WB电流表的读数为1 AC电压表的读数为110 VD副线圈输出交流电的周期为50 s解析:电表的读数均为有效值,原线圈两端电压有效值为220 V,由理想变压器原、副线圈两端电压与线圈匝数成正比,可知副线圈两端电压有效值为110 V,C错误;流过电阻R的电流为2 A,可知负载消耗的功率为220 W,根据能量守恒可知,原线圈的输入功率为220 W,A错误;由PUI可知,电流表的读数为1 A,B正确,由交变
5、电压瞬时值表达式可知,100 rad/s,周期T0.02 s,D错误。答案:B5市区某学校创建绿色校园,新装了一批节能路灯,该路灯通过光控开关实现自动控制。路灯的亮度可自动随周围环境亮度的改变而改变。如图为其内部电路简化原理图,电源电动势为E,内阻为r,Rt为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小)。现增加光照强度,则下列判断正确的是()A电源总功率不变 BA灯变亮,B灯变暗CR0两端电压变大 D电源路端电压不变解析:光照强度增加时光敏电阻的阻值变小,则干路电流变大,电源的总功率PEI变大,选项A错误;内电压因电流变大而变大,路端电压减小,流过A灯的电流变小,A灯变暗,选项B、D错误;干路电流
6、增大,A灯的电流变小,故通过R0的电流变大,R0两端电压变大,选项C正确。答案:C6(2020重庆巴蜀中学模拟)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,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,电压表的示数减小,R2的电压增大,电功率增大,R1的电压减小,电流表的示数减小,A、C错误,B正
7、确;因为总电流增大,电流表的示数减小,所以R中电流增大,并且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:B7(多选)(2020广东惠州一中模拟)如图所示,C16 F,C23 F,R13 ,R26 ,电源电动势E18 V,内阻不计。下列说法正确的是()A开关S断开时,a、b两点电势相等B开关S闭合后,a、b两点间的电流是2 AC开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大D不论开关S断开还是闭合,C1带的电荷量总比C2带的电荷量大解析:S断开时外电路处于断路状态,两电阻中无电流通过,电阻两端电势相等,由图知a点电势与电源负极电势相等,而b点电势与电源正极电势相等,A
8、错误。S断开时两电容器两端电压都等于电源电动势,而C1C2,由QCU知此时Q1Q2,当S闭合时,稳定状态下C1与R1并联,C2与R2并联,电路中电流I2 A,此时两电阻两端电压分别为U1IR16 V,U2IR212 V,则此时两电容器所带电荷量分别为Q1C1U13.6105 C,Q2C2U23.6105 C,对电容器C1来说,S闭合后其两端电压减小,所带电荷量也减小,故B、C正确,D错误。答案:BC8(2020福建厦门高三下学期5月质检)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2115,原线圈接u1220sin 100t V的交流电,电阻R1R250 ,D为理想二极管,则()AR2两端的电
9、压为100 VBR2两端的电压为100 VC原线圈的输入功率为300 WD原线圈的输入功率为400 W解析:根据可得,副线圈两端的电压的有效值为U2100 V,由于二极管具有单向导电性,因此R2消耗的功率是没有二极管时的一半,根据P可求出R2两端电压的有效值为U250 V,A、B错误;R1消耗的功率P1200 W,R2消耗的功率是R1的一半,因此两个电阻消耗的总功率P总100 W200 W300 W,变压器输入功率与输出功率相等,因此原线圈输入的功率为300 W,C正确,D错误。答案:C能力题组专练9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,
10、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 B图乙中Rx2.5 C定值电阻R消耗的最大功率为0.96 WD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解析:当RPRr10 时,滑动变阻器消耗的功率最大,R6 ,可得内阻r4 ,最大功率P0.4 W,解得E4 V,选项A错误;滑动变阻器的阻值为4 时消耗的功率与阻值为Rx时消耗的功率相等,有4 Rx(Rr)2,解得Rx25 ,选项B错误;当回路的电流最大时,定值电阻R消耗的功率最大,故最大功率为()2R0.96 W,选项C正确;当外电路电阻与内阻相等时,
11、电源输出功率最大,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的阻值为零时,电源的输出功率最大,最大功率为()2R0.96 W,选项D错误。答案:C10(多选)(2020河南郑州一模)如图甲所示,变压器原、副线圈上有L1、L2、L3、L4四只灯泡,它们的规格都是“9 V12 W”,当在该变压器cd端输入交变电压u(ut图像如图乙所示)时,四只灯泡都正常发光,各电表均为理想交流电表。以下说法正确的是()Aab端输入电压的瞬时值表达式为uab27sin 100t VB原、副线圈匝数比为31C流过灯泡L2的电流方向每秒钟改变50次D电流表的示数为4 A,ab端输入的功率Pab为48 W
12、解析:由变压器cd端输入交变电压u的图像,可求出其有效值为27 V,灯泡规格都是“9 V12 W”,四只灯泡都正常发光,所以ab端输入电压的有效值是27 V9 V36 V,交流电的周期是0.02 s,故ab端输入电压的瞬时值表达式为uab36sin 100t V,A错误;四只灯泡都正常发光,所以副线圈电压为9 V,根据理想变压器电压比规律可得出变压器原、副线圈匝数比为31,B正确;由图像知交流电的周期为0.02 s,交流电的频率为50 Hz,流过灯泡L2的电流方向每秒钟改变100次,C错误;电流表的示数为I3 A4 A,ab端输入的功率Pab412 W48 W,D正确。答案:BD11(2020
13、北京市海淀区高三下学期5月检测)如图所示,理想变压器的原线圈通过保险丝接在一个交变电源上,交变电压瞬时值随时间变化的规律为U220sin t V,副线圈所在电路中接有电灯L、电阻R、理想交流电压表和理想交流电流表。已知理想变压器原、副线圈匝数比为51,电灯额定功率为44 W,电阻阻值为22 ,电灯以额定功率正常工作,则()A电压表示数为62.5 VB电流表示数为2 AC通过保险丝的电流为15 AD电阻消耗的功率为88 W解析:已知交变电压瞬时值随时间变化的规律为U220sin t V,则原线圈电压的有效值为U1 V220 V,根据,解得U244 V,即电压表示数为44 V,故A错误;灯泡与电阻
14、并联,所以灯泡两端的电压与电阻、副线圈两端电压相等,对于灯泡,由于灯泡正常工作,因此有PLU2IL,对于电阻,根据欧姆定律可得IR,又因为I2ILIR,代入数据得IR2 A,I23 A,即电流表示数为3 A,故B错误;根据,可得I10.6 A,因此通过保险丝的电流为0.6 A,故C错误;根据公式PRU2IR,代入数据解得PR88 W,即电阻消耗功率为88 W,故D正确。答案:D12(多选)图甲为一种自耦变压器(可视为理想变压器)的结构示意图。线圈均匀绕在圆环形铁芯上,滑动触头P在某一位置,在B、C间接一个交流电压表和一个电阻R。若A、B间输入图乙所示的交变电压,则()At1102 s时,电压表的示数为零BA、B间输入电压的瞬时值为u220sin 100t VC滑动触头P顺时针转动时,R两端的电压增大D滑动触头P逆时针转动时,A、B间输入功率增大解析:电压表的读数为有效值,不为零,故A错误;由图乙可知T2102 s,故f50 Hz,2f100 rad/s,所以A、B间输入电压的瞬时值表达式为u220sin 100t V,故B正确;滑动触头P顺时针转动时,n2变小,根据变压器电压关系知,R两端的电压减小,故C错误;滑动触头P逆时针转动时,n2变大,根据变压器电压关系知,R两端的电压增大,因输入功率等于输出功率P入P出,所以滑动触头P逆时针转动时,A、B间输入功率增大,故D正确。答