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2019-2020年高考物理二輪復習 專題能力訓練 專題十 恒定電流和交變電流 選擇題(在每小題給出的四個選項中,1~7題只有一個選項符合題目要求,8~14題有多個選項符合題目要求) 1.(xx黑龍江哈三中一模) 在研究微型電動機的性能時,可采用如圖所示的實驗電路。當調節(jié)滑動變阻器R,使電動機停止轉動時,電流表和電壓表的示數分別為1.0 A和1.0 V;重新調節(jié)R,使電動機恢復正常運轉時,電流表和電壓表的示數分別為2.0 A和15.0 V。當這臺電動機正常運轉時(　　) A.電動機的內阻為7.5 Ω B.電動機的內阻為2.0 Ω C.電動機的輸出功率為30.0 W D.電動機的輸出功率為26.0 W 2.(xx河南開封一模)在如圖所示的電路中,電源電動勢為E,內阻為R,L1和L2為相同的燈泡,每個燈泡的電阻和定值電阻阻值均為R。電壓表為理想電表,S為單刀雙擲開關,當開關由1位置打到2位置時,下列說法中正確的是(　　) A.L1亮度不變,L2將變暗 B.L1將變亮,L2將變暗 C.電源內阻的發(fā)熱功率將變小 D.電壓表讀數將變小 3.(xx湖北武漢調研) 如圖所示,某款電吹風的電路圖,它主要由電動機M和電熱絲R構成。當閉合開關S1、S2后,電動機驅動風葉旋轉,將空氣從進風口吸入,經電熱絲加熱,形成熱風后從出風口吹出。已知電吹風的額定電壓為220 V,吹冷風時的功率為120 W,吹熱風時的功率為1 000 W。關于該電吹風,下列說法正確的是(　　) A.電熱絲的電阻為55 Ω B.電動機的電阻為 Ω C.當電吹風吹冷風時,電熱絲每秒消耗的電能為1 000 J D.當電吹風吹熱風時,電動機每秒消耗的電能為1 120 J 4.在如圖所示的電路中,E為電源電動勢,r為電源內阻,R1和R3均為定值電阻,R2為滑動變阻器。當R2的滑片在a端時合上開關S,此時三個電表A1、A2和V的示數分別為I1、I2和U,現將R2的滑片向b端移動,則三個電表示數的變化情況是(　　) A.I1增大,I2不變,U增大 B.I1減小,I2增大,U減小 C.I1增大,I2減小,U增大 D.I1減小,I2不變,U減小 5.(xx山東泰安高三一模)如圖為遠距離輸電示意圖,發(fā)電機的輸出電壓U1和輸電線的電阻、理想變壓器匝數均不變,且n1∶n2=n4∶n3。當用戶消耗的功率增大時,下列表述正確的是(　　) A.用戶的電壓U4增加　　　 B.恒有U1∶U2=U4∶U3 C.輸電線上損耗的功率減小 D.發(fā)電機的輸出功率不變 6.(xx江西南昌統(tǒng)考)如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數比為10∶1,b是原線圈的中心抽頭,圖中電表均為理想的交流電表,定值電阻R=10 Ω,其余電阻均不計,從某時刻開始原線圈c、d兩端加上如圖乙所示的交流電壓,則下列說法中正確的是(　　) A.當單刀雙擲開關與a連接時,電壓表的示數為22 V B.當單刀雙擲開關與a連接且t=0.01 s時,電流表示數為零 C.當單刀雙擲開關由a撥向b時,原線圈的輸入功率變小 D.當單刀雙擲開關由a撥向b時,副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?5 Hz 7.遠距離輸電的原理圖如圖所示,升壓變壓器原、副線圈的匝數分別為n1、n2,電壓分別為U1、U2,電流分別為I1、I2,輸電線上的電阻為R。變壓器為理想變壓器,則下列關系式中正確的是(　　) A. B.I2= C.I1U1=R D.I1U1=I2U2 8. 邊長為L的正方形線框在勻強磁場B中以ω角速度勻速轉動,產生的感應電流的最大值為Im,設燈泡的電阻為R,其他電阻不計。從如圖所示位置開始計時,則(　　) A.Im= B.電路中交變電流的表達式為Imsin ωt C.電流表的讀數為 D.電阻R上產生的電功率為R 9.如圖甲、乙分別表示兩種電壓的波形,其中圖甲所示的電壓按正弦規(guī)律變化,圖乙所示的電壓是正弦函數的一部分。下列說法正確的是(　　) A.圖甲、圖乙均表示交變電流 B.圖甲所示電壓的瞬時值表達式為u=20sin 100πt(V) C.圖甲所示電壓的有效值為20 V D.圖乙所示電壓的有效值為10 V 10.(xx寧夏銀川一中統(tǒng)考)如圖所示,變壓器輸入有效值恒定的電壓,副線圈匝數可調,輸出電壓通過輸電線送給用戶(電燈等用電器),R表示輸電線的電阻,則(　　) A.用電器增加時,變壓器輸出電壓增大 B.要提高用戶的電壓,滑動觸頭P應向上滑 C.用電器增加時,輸電線的熱損耗減少 D.用電器增加時,變壓器的輸入功率增加 11.(xx上海聯考)如圖所示,直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源Ⅰ與電源Ⅱ的路端電壓隨輸出電流變化的特性曲線,曲線Ⅲ是一個小燈泡的伏安特性曲線,則(　　) A.電源Ⅰ與電源Ⅱ的內阻之比為12∶7 B.電源Ⅰ與電源Ⅱ的電動勢之比為7∶12 C.若該小燈泡分別與電源Ⅰ和電源Ⅱ單獨連接,則小燈泡的電阻之比為35∶24 D.若該小燈泡分別與電源Ⅰ和電源Ⅱ單獨連接,則電源Ⅰ和電源Ⅱ輸出功率之比為10∶21 12.如圖所示,一直流電動機提升重物的裝置。已知重物質量m=50 kg,電源電壓U=110 V保持不變,電動機線圈的電阻R=4 Ω,不計各處摩擦,當電動機以某一速度勻速向上提升重物時,電路中的電流I=5 A(g取10 m/s2)。則(　　) A.電源的輸出功率為100 W B.電動機線圈電阻R的發(fā)熱功率為550 W C.提升重物的功率為450 W D.電動機效率為81.8% 13.(xx蘇錫常鎮(zhèn)四市高三教學情況調研)圖中理想變壓器的原、副線圈匝數之比為2∶1,電阻R1=R2=10 Ω,電表A、V均為理想交流電表。若R1兩端電壓u1=10sin 100πt(V),則下列說法正確的有(　　) A.電壓表示數為14.14 V B.電流表的示數為0.5 A C.R1消耗的功率為20 W D.原線圈輸入交變電流頻率為50 Hz 14.如圖甲所示,M是一個小型理想變壓器,原、副線圈匝數比n1∶n2=11∶1,a、b端接有正弦式交變電流,電壓隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示。變壓器右側部分為一火警報警電路原理圖,其中R2為用半導體熱敏材料(電阻隨溫度升高而減小)制成的傳感器,R1為一定值電阻,電壓表V和電流表A可視為理想電表。下列說法中正確的是(　　) A.變壓器副線圈的輸出電壓的表達式為u2=20sin 100πt V　 B.當傳感器R2所在處未出現火警時,電壓表V的示數為20 V C.當傳感器R2所在處出現火警時,電壓表V的示數減小 D.當傳感器R2所在處出現火警時,電流表A的示數減小 參考答案 1.D　解析:因為電動機停止轉動時,電流表和電壓表的示數分別為1.0 A和1.0 V,又由于此時電動機屬于純電阻電路,故電動機的內阻為r==1.0 Ω,選項A、B錯誤;當電動機正常運轉時,電流表和電壓表的示數分別為2.0 A和15.0 V,則電動機的總功率為P總=2.0 A15.0 V=30.0 W,此時電動機的發(fā)熱功率為P熱=(2.0 A)21.0 Ω=4.0 W,故電動機的輸出功率為P出=P總-P熱=30.0 W-4.0 W=26.0 W,選項D正確。 2.D　解析:開關在位置1時,外電路總電阻R總=R,電壓表示數U=E=E,兩燈電壓U1=U2=E,電源內阻的發(fā)熱功率為P熱=。開關在位置2時,外電路總電阻R總=R,電壓表示數U=E=E,燈泡L1的電壓U1=E,L2的電壓U2=E,電源內阻的發(fā)熱功率為P熱=,L1亮度不變,L2將變亮,故選項A、B錯誤;電源內阻的發(fā)熱功率將變大,故選項C錯誤;由以上分析可知電壓表讀數變小,選項D正確。 3.A　解析:根據題述電吹風的額定電壓為220 V,吹冷風時的功率為120 W,吹熱風時的功率為1 000 W,可知電熱絲功率為880 W,由P=可得電熱絲的電阻為R=55 Ω,選項A正確;電動機為非純電阻電路,故不能用P=求解,故選項B錯誤;當電吹風吹冷風時,電熱絲每秒消耗的電能為120 J,當電吹風吹熱風時,電動機每秒消耗的電能為1 000 J,選項C、D錯誤。 4.B　解析:由題圖可知R1、R2并聯后再與R3串聯,電流表A1測通過R1的電流I1,A2測通過R2的電流I2,V測路端電壓U。現將R2的滑片向b端移動,R2阻值減小,電路總電阻減小,則總電流I增大;根據閉合電路歐姆定律知路端電壓U=E-Ir,所以電壓表示數U減小;由U3=IR3,可知U3增大;R1兩端電壓U1=U-U3,所以U1減小,則I1減小,而I=I1+I2,所以I2增大。故選項B正確。 5.B　解析:當用戶的功率增大時,并聯的用電器增多,出現用電高峰,各用電器電壓下降,選項A錯誤;因為原、副線圈的電壓比等于匝數之比,則,因為n1∶n2=n4∶n3,所以U1∶U2=U4∶U3,選項B正確;當用電器增多時,功率增大,I=,降壓變壓器的輸出電流增大,則輸電線上的電流增大,由ΔP=I2r可知輸電線上的損耗功率增大,選項C錯誤;發(fā)電機的輸出功率等于用戶消耗的功率與輸電線上損失的功率的和,選項D錯誤。 6.A　解析:當單刀雙擲開關與a連接時,此時,副線圈兩端電壓最大值U2m=U1m= V,電壓表的示數為 V=22 V,選項A正確;電流表的示數等于副線圈中電流的有效值,故當單刀雙擲開關與a連接且t=0.01 s時,雖然副線圈中電流的瞬時值為零,但是電流表示數不為零,選項B錯誤;當單刀雙擲開關由a撥向b時,根據U2=U1可知,副線圈兩端電壓變大,電阻R消耗的功率變大,則原線圈的輸入功率變大,選項C錯誤;變壓器的輸入電壓及輸出電壓的頻率由發(fā)電機來決定,其大小總是50 Hz,故選項D錯誤。 7.D　解析:由理想變壓器可知,選項A錯誤;I2=,而U2=UR+U3,故I2<,選項B錯誤;P入=P出,即U1I1=U2I2,而U2≠I2R,選項C錯誤,D正確。 8.AD　解析:電動勢最大值Em=BL2ω,故電流的最大值Im=,選項A正確;電流表的讀數為I=,選項C錯誤;電阻R上產生的電功率P=I2R=R,選項D正確;由圖示位置開始計時,電流瞬時表達式為i=Imcos ωt,選項B錯誤。 9.ABD　解析:由題圖可以看出,圖甲、圖乙均為交變電流,圖甲為正弦式交變電流,瞬時表達式為u=20sin 100πt(V),電壓的有效值為 V=10 V,選項A、B正確,C錯誤。題圖乙的周期T=410-2s,由T=得U2=10 V,選項D正確。 10.BD　解析:變壓器輸入有效值恒定的電壓,原、副線圈的匝數比不變,則副線圈的電壓U2=U1不變,故選項A錯誤;當用電器增加時,電阻減小,由歐姆定律知I2=,副線圈電流增大,輸電線的分壓增大,用戶獲得的電壓減小,故要提高用戶的電壓,滑動觸頭P應向上滑,故選項B正確;當用電器增加時,副線圈電流增大,輸電線的熱損耗ΔP=R增大,輸出功率由P2=U2I2知,輸出功率變大,故選項C錯誤;用電器增加時,副線圈電流增大,因為是理想變壓器,故輸入功率等于輸出功率,輸入功率增加,選項D正確。 11.AD　解析:根據題圖,電源Ⅰ與電源Ⅱ的電動勢都是10 V,二者之比為1∶1,電源Ⅰ內阻為 Ω,電源Ⅱ的內阻為 Ω,電源Ⅰ的內阻與電源Ⅱ的內阻之比為12∶7,選項A正確,B錯誤。若該小燈泡與電源Ⅰ單獨連接,工作電流為5 A,由I=可得小燈泡電阻為R= Ω,若該小燈泡與電源Ⅱ單獨連接,工作電流為6 A,由I=可得小燈泡電阻為R= Ω,小燈泡的電阻之比為24∶35,選項C錯誤。若該小燈泡分別與電源Ⅰ和電源Ⅱ單獨連接,小燈泡電壓分別為 V和5 V,電源Ⅰ輸出功率為5 W= W,電源Ⅱ輸出功率為65 W=30 W,則電源Ⅰ和電源Ⅱ輸出功率之比為10∶21,選項D正確。 12.CD　解析:電源的輸出功率P出=IU=5 A110 V=550 W,電動機線圈電阻R的發(fā)熱功率P熱=I2R=100 W,選項A、B錯誤。因能量守恒,電動機對重物做的功的功率為P有=P出-P熱=550 W-100 W=450 W,電動機效率為η=100%=100%=81.8%,選項C、D正確。 13.BD　解析:由題圖知,R1、R2串聯,電流相等,又R1=R2=10 Ω,所以R1、R2電壓相等,所以電壓表示數為10 V,所以選項A錯誤;根據歐姆定律得R1、R2的電流為I=1 A,則原線圈電流為0.5 A,所以選項B正確;R1消耗的功率為P=I2R1=10 W,所以選項C錯誤;由R1兩端電壓u1=10sin 100πt(V)知,ω=2πf=100π,解得f=50 Hz,所以選項D正確。 14.AC　解析:由圖象可知該交變電流周期為T=0.02 s,則其電壓瞬時值表達式為u1=220sin 100πt V,由變壓器的變壓關系可得變壓器副線圈的輸出電壓為u2=20sin 100πt V,選項A正確;輸出電壓的有效值為20 V,與傳感器R2并聯的電壓表的示數小于20 V,選項B錯誤;當傳感器R2所在處出現火警時,電阻R2減小,電流 I=增大,電流表A的示數也增大,電壓表V的示數U=U2-IR1減小,選項C正確,選項D錯誤。