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2019-2020年高三物理二輪復習 第1部分 專題4 電路與電磁感應 第1講 恒定電流與交變電流課時作業(yè)集訓 選擇題(1～8題為單項選擇題，9～14題為多項選擇題) 1．將電阻與一矩形線框相連接，矩形線框放在勻強磁場中勻速轉動，流過電阻的電流隨時間變化的i－t圖象如圖所示．則下列說法中正確的是(　　) A．線框在t1時刻與磁場方向垂直 B．線框在t2時刻與磁場方向垂直 C．t1～t2時間內穿過線框的磁通量逐漸減小 D．0～t4時間內電流方向改變了1次 解析：　由圖象可知，t1、t3時刻感應電流最大，這兩個時刻線框與中性面垂直，與磁場方向平行，A錯誤；由圖象可知，在t2、t4時刻，感應電流為零，這兩個時刻線框平面與中性面重合，與磁場方向垂直，B正確；由以上分析可知，從t1到t2，線框由與磁場平行的位置轉到與磁場垂直的位置，則穿過線框的磁通量逐漸增大，C錯誤；由圖象可知，0～t4是一個周期，電流的方向改變了2次，D錯誤． 答案：　B 2．在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉動軸勻速轉動，如圖甲所示．產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示．則下列說法正確的是(　　) A．t＝0.01 s時穿過線框的磁通量最小 B．該交變電動勢的有效值為11 V C．該交變電動勢的瞬時值表達式為e＝22cos(100πt) V D．電動勢瞬時值為22 V時，線框平面與中性面的夾角為45 解析：　t＝0.01 s時，感應電動勢為零，線框位于中性面位置，穿過線框的磁通量最大，A項錯誤；由圖象知，正弦交變電動勢的最大值為Um＝22 V，故有效值U＝＝22 V，B項錯；t＝0時，感應電動勢為零，故瞬時值表達式應為正弦形式，C項錯誤；當e＝22 V時，e＝Emsin θ＝22 V，解得：θ＝45，D項正確． 答案：　D 3．如圖甲所示電路，理想變壓器原線圈輸入電壓如圖乙所示，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動變阻器，C為耐壓值為22 V的電容器，所有電表均為理想電表．下列說法正確的是(　　) A．副線圈兩端電壓的變化頻率為0.5 Hz B．電流表的示數(shù)表示的是電流的瞬時值 C．滑動片P向下移時，電流表A1和A2示數(shù)均增大 D．為保證電容器C不被擊穿，原、副線圈匝數(shù)比應小于10∶1 解析：　由交變電壓圖象可知，原線圈輸入電壓最大值為311 V，周期T＝0.02 s，因此其有效值為220 V，頻率為50 Hz，因為變壓器不改變交變電壓的頻率，故副線圈兩端電壓的變化頻率為50 Hz，A項錯誤；電流表的示數(shù)為交變電流的有效值，B項錯誤；輸入電壓一定，變壓器原、副線圈匝數(shù)比不變，由＝知輸出電壓不變，滑片下移，副線圈電路總電阻減小，電流增大，故A2示數(shù)變大，由原、副線圈電流與匝數(shù)成反比，由＝可知A1示數(shù)增大，C項正確；保證電容器不被擊穿，輸出電壓最大值為22 V，而輸入電壓最大值為311 V，故原、副線圈匝數(shù)比應大于10∶1，D項錯誤． 答案：　C 4.如圖所示的電路中，電源電動勢為E，內阻為r，C為電容器，電流表A和電壓表V均可視為理想電表．閉合開關S后，在將滑動變阻器的滑片P向右移動的過程中(　　) A．電流表A的示數(shù)變小，電壓表V的示數(shù)變大 B．小燈泡L變暗 C．通過定值電阻R1的電流方向自右向左 D．電源的總功率變大，效率變小 解析：　當滑動變阻器的滑片P向右移動時，滑動變阻器接入電路的有效電阻減小，由“串反并同”知，電流表的示數(shù)將增大，電壓表示數(shù)將減小，小燈泡L變亮，電源總功率增大，電源內電壓增大，選項A、B錯誤；電容器兩端電壓即電壓表示數(shù)，由Q＝CU知電容器將放電，通過定值電阻R1的電流方向自左向右，選項C錯誤；因電源內電壓增大，所以路端電壓減小，由η＝100%知電源效率變小，選項D正確． 答案：　D 5．在如圖甲所示的電路中，有一理想的降壓變壓器，其匝數(shù)比為3∶1，一額定功率為6 W　9 V的燈泡L1與變壓器的原線圈串接，在變壓器的副線圈兩端并聯(lián)接入三個與L1完全相同的燈泡L2、L3、L4，兩個理想的交流電表按如圖的方式接入電路中，已知理想變壓器原線圈兩端的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示．則下列說法正確的是(　　) A．m、n兩點間所加電壓的瞬時值為umn＝27sin 100πt(V) B．L1、L2、L3、L4均正常發(fā)光 C．只有L2、L3、L4正常發(fā)光 D．整個電路消耗的總功率為18 W 解析：　由原線圈兩端的電壓隨時間變化的規(guī)律可知電壓的有效值為27 V，則副線圈兩端的電壓為9 V，副線圈電路中的三只燈泡均能正常發(fā)光．電流表的讀數(shù)為I＝3 A＝2 A，原線圈中的電流為2 A＝ A，所以原線圈中的燈泡也能正常發(fā)光，m、n兩點間電壓的瞬時值表達式為umn＝36sin 100πt(V)，A、C錯誤，B正確；由于四個燈泡都正常發(fā)光，故整個電路消耗的總功率為P＝46 W＝24 W，D錯誤． 答案：　B 6.某同學用手搖發(fā)電機和理想變壓器給一個標有“12 V,6 W”字樣的燈泡供電，手搖發(fā)電機的線圈電阻是1 Ω，電路如圖所示．當線圈以某一角速度ω勻速轉動時，電壓表示數(shù)為3 V，燈泡正常發(fā)光，則(　　) A．電流表的示數(shù)是4 A B．變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是1∶4 C．若將耐壓值為20 V的電容器和燈泡串聯(lián)起來再接入電路，電流表示數(shù)為零 D．發(fā)電機的線圈中產(chǎn)生的電動勢最大值是5 V 解析：　燈泡正常發(fā)光說明副線圈兩端電壓為12 V，功率為6 W，原、副線圈功率相等，PL＝UI，則電流表示數(shù)為2 A，選項A錯誤．理想變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)成正比，選項B正確；副線圈兩端電壓為12 V，最大值為12 V，小于電容器的耐壓值，電容器不會燒壞，因為電容器通交流，故電路里有電流，原線圈中的電流不為零，選項C錯誤．理想變壓器原線圈和繞軸轉動的線圈構成閉合電路，電壓表示數(shù)3 V是外電路電壓，發(fā)電機線圈產(chǎn)生的電動勢的有效值為E＝U＋IR＝5 V，電動勢最大值為5 V，選項D錯． 答案：　B 7．如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝1∶2，原線圈接電壓隨時間變化規(guī)律為u＝220sin 100πt(V)的交流電源，、、是三個理想電流表，D為理想二極管，R1是滑動變阻器，定值電阻R2＝R3＝220 Ω，則(　　) A．電流表的示數(shù)為1.0 A B．電流表的示數(shù)為2.0 A C．滑動變阻器R1的滑片向下滑動時，電流表的示數(shù)將變小 D．滑動變阻器R1的滑片向上滑動時，變壓器輸入功率增大 解析：　根據(jù)理想變壓器的變壓比等于匝數(shù)比，則理想變壓器副線圈兩端的電壓為U′＝440 V，則I3＝＝2.0 A，選項B正確；因為R2與理想二極管串聯(lián)，根據(jù)理想二極管的單向導電性，由焦耳定律可得：IR2T＝IR2＋0，解得I2＝ A．選項A錯誤；滑動變阻器的滑片向下滑動時，其電阻值變小，因副線圈兩端的電壓不變，總電流變大，理想變壓器的輸出功率變大，輸入功率變大，I1變大，選項C錯誤；滑動變阻器的滑片向上滑動時，其電阻值變大，因副線圈兩端的電壓不變，總電流變小，理想變壓器的輸出功率變小，輸入功率變小，選項D錯誤． 答案：　B 8.(xx河南八市聯(lián)考)如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝22∶5，電阻R1＝R2＝25 Ω，D為理想二極管，原線圈接u＝220sin 100πt(V)的交流電，則(　　) A．交流電的頻率為100 Hz B．通過R2的電流為1 A C．通過R2的電流為 A D．變壓器的輸入功率為200 W 解析：　由原線圈交流電瞬時值表達式可知，交變電流的頻率f＝＝＝50 Hz，A項錯誤；由理想變壓器變壓規(guī)律＝可知，輸出電壓U2＝50 V，由理想二極管單向導電性可知，交變電流每個周期只有一半時間有電流通過R2，由交變電流的熱效應可知，＝T?U＝U2＝25 V，由歐姆定律可知，通過R2的電流為 A，B項錯誤，C項正確；其功率P2＝UI＝50 W，而電阻R1的電功率P1＝＝100 W，由理想變壓器輸入功率等于輸出功率可知，變壓器的輸入功率為P＝P1＋P2＝150 W，D項錯誤． 答案：　C 9.一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2＝10∶1.原線圈輸入正弦交變電壓如圖所示，副線圈接入一阻值為22 Ω的電阻．下列說法正確的是(　　) A．電阻中交變電流的方向每秒改變100次 B．原線圈中電流的有效值是0.14 A C．與電阻并聯(lián)的交流電壓表示數(shù)是22 V D．1 min內電阻產(chǎn)生的熱量是2.64103 J 解析：　由交變電流電壓圖象可知，交變電流的周期為T＝0.02 s，所以其頻率f＝50 Hz，而交變電流的方向在每個周期內改變兩次，故A項正確；由圖象可知，原線圈中正弦交變電流電壓最大值為220 V，所以有效值為220 V，由理想變壓器變壓規(guī)律可知，副線圈兩端電壓有效值U2＝U1＝22 V，所以電壓表示數(shù)為22 V，C項正確；由歐姆定律可知，通過電阻的電流I2＝＝1 A．由理想變壓器的變流規(guī)律可知，I1＝＝0.1 A，B項錯誤；由焦耳定律可知，電阻在1 min內產(chǎn)生的熱量Q＝IRt＝1.32103 J，D項錯誤． 答案：　AC 10．理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1＝10匝、n2＝100匝，副線圈接有R＝1 000 Ω的電阻，原線圈與電阻不計的導線圈構成閉合回路，其中圓形區(qū)域的面積為S＝m2.在該圓形區(qū)域內有如圖所示的按正弦規(guī)律變化的磁場垂直穿過，不計電流表內阻，下列說法正確的是(提示：B＝B0sin ωt，則當Δt→0時，＝B0ωcos ωt)(　　) A．導線圈的電動勢為20 V B．導線圈的電動勢為10 V C．負載電阻R的電流為 A D．電流表的示數(shù)為 A 解析：　根據(jù)法拉第電磁感應定律，電動勢最大值Em＝m＝mS＝B0ωS＝B0S，代入數(shù)據(jù)可得Em＝20 V，電動勢有效值E＝10 V，B正確，A錯誤．電壓與匝數(shù)成正比，所以變壓器副線圈電壓U2＝10E＝100 V，變壓器副線圈電壓I2＝U2/R＝ A，電流與匝數(shù)成反比，所以原線圈電流I1＝10I2＝ A，C錯誤，D正確． 答案：　BD 11．如圖所示為某學校供電的電路圖，原線圈的兩端接有交流電壓，當副線圈中的滑片在圖示位置時，接入電路的燈泡剛好能正常發(fā)光，已知輸電線的電阻R0不能忽略．在下列四種情況下，為了能使各燈泡仍正常發(fā)光，采取的措施正確的是(　　) A．若V1的讀數(shù)減小，接入電路的燈泡數(shù)量不變，滑片應向上調節(jié)一些 B．若V1的讀數(shù)減小，接入電路的燈泡數(shù)量不變，滑片應向下調節(jié)一些 C．若V1的讀數(shù)不變，接入電路的燈泡數(shù)量增加，滑片應向上調節(jié)一些 D．若V1的讀數(shù)不變，接入電路的燈泡數(shù)量增加，滑片應向下調節(jié)一些 解析：　要保證燈泡仍能正常發(fā)光，燈泡兩端的電壓不能發(fā)生變化，即V2的讀數(shù)不變，當V1的讀數(shù)減小時， 要使V2的讀數(shù)不變，應使滑片向上調節(jié)，減小原、副線圈的匝數(shù)比，A正確，B錯誤；當燈泡的數(shù)量增加時，通過R0的電流增大，R0兩端的電壓增大，要使燈泡仍能正常發(fā)光，燈泡兩端的電壓不能發(fā)生變化，所以應增大V2的讀數(shù)，而V1的讀數(shù)不變，故應使滑片向上調節(jié)，減小原、副線圈的匝數(shù)比，C正確，D錯誤． 答案：　AC 12．如圖所示的電路中，理想變壓器的輸入電壓u不變，R1為定值電阻，若要使電壓表示數(shù)增大，可采用的辦法是(　　) A．保持其他不變，將滑動接頭P向上移 B．保持其他不變，將滑動接頭P向下移 C．保持其他不變，增大R2 D．保持其他不變，減小R2 解析：　滑動接頭P上移，理想變壓器原線圈匝數(shù)n1減小，由變壓規(guī)律＝可知，副線圈輸出電壓U2增大，由閉合電路歐姆定律可知電路總電流增大，由U＝IR可知，電壓表示數(shù)增大，A項正確；同理可知B項錯誤；只改變R2大小，U2不變，根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律可知，R2增大，其兩端電壓增大，電壓表示數(shù)增大，C項正確；同理可知D項錯誤． 答案：　AC 13．一個理想變壓器，開始時開關S接1，此時原、副線圈的匝數(shù)比為9∶1.一個理想二極管和一個滑動變阻器串聯(lián)接在副線圈上，此時滑動變阻器接入電路的阻值為10 Ω，如圖甲所示．原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電．則下列判斷正確的是(　　) A．電壓表的示數(shù)為4 V B．滑動變阻器消耗的功率為0.8 W C．若將開關S由1撥到2處，同時滑動變阻器滑片向下滑動，電流表示數(shù)將變大 D．若將二極管用導線短接，電流表示數(shù)加倍 解析：　原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比，原線圈電壓的有效值為36 V，所以副線圈兩端電壓為4 V，由于副線圈接有二極管，它具有單向導電性，根據(jù)電流的熱效應知＝T，解得U＝2 V，A錯誤；滑動變阻器接入電路的阻值為10 Ω，消耗的功率為P＝＝0.8 W，故B正確；若將S從1 撥到2，原、副線圈匝數(shù)比變大，由變壓器變壓關系知副線圈的電壓減小，而R變大，副線圈電流減小，變壓器輸入功率等于輸出功率，總功率變小，原線圈電壓不變，原線圈電流即電流表示數(shù)減小，故C錯誤；若將二極管用導線短接，電流做功加倍，功率加倍，電流表示數(shù)加倍，故D正確． 答案：　BD 14.如圖所示，一矩形線圈abcd在勻強磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸OO′勻速轉動．沿著OO′從上向下觀察，線圈沿逆時針方向轉動．已知線圈匝數(shù)為n，總電阻為r，ab邊長為l1，ad邊長為l2，線圈轉動的角速度為ω，外電阻阻值為R，勻強磁場的磁感應強度為B，則下列判斷正確的是(　　) A．在圖示位置ab邊所受的安培力為F＝ B．線圈從圖示位置轉過90的過程中，流過電阻R的電荷量為q＝ C．在圖示位置穿過線圈的磁通量為0 D．在圖示位置穿過線圈的磁通量的變化率為0 解析：　在圖示位置，線圈平面與磁場方向平行，磁通量為零，C項正確；ab、cd兩邊垂直切割磁感線，感應電動勢最大e＝nBl1l2ω，由法拉第電磁感應定律可知此時磁通量變化率最大，D項錯誤；又由閉合電路歐姆定律可知，i＝，ab邊所受安培力F＝nBIl1，解三式得：F＝，A項正確；線圈從圖示位置轉過90過程中，磁通量變化量ΔQ＝Bl1l2，由法拉第電磁感應定律有：E＝n，q＝IΔt，解三式得：q＝，B項正確． 答案：　ABC