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2019-2020年高考物理二輪專題突破專題七電磁感應(yīng)和電路2直流電路和交流電路檢測題 一、夯實(shí)基礎(chǔ) 1.咸陽市區(qū)某學(xué)校創(chuàng)建綠色校園，如圖1甲為新裝的一批節(jié)能燈，該路燈通過光控開關(guān)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制：電燈的亮度可自動(dòng)隨周圍環(huán)境的亮度改變而改變.如圖乙為其內(nèi)部電路簡化原理圖，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，Rt為光敏電阻(光照強(qiáng)度增加時(shí)，其電阻值減小).現(xiàn)增加光照強(qiáng)度，則下列判斷正確的是(　　) 圖1 A.電源路端電壓不變 B.R0兩端電壓變大 C.B燈變暗，A燈變亮 D.電源總功率不變 2.如圖2所示的閉合電路中，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，電阻箱R1、R2、電燈和理想電流表A1、A2分別接入電路中，電燈的電阻為RL(電表和用電器均安全工作)，下列說法正確的是(　　) 圖2 A.僅調(diào)節(jié)R1，電流表A1的示數(shù)總大于A2的示數(shù) B.僅使R2減小，電流表A2變化量比A1變化量大 C.僅使R1增大，電源內(nèi)阻消耗的功率變大 D.僅調(diào)節(jié)電阻箱R1，RL＝R1＋r時(shí)，電燈L可達(dá)到最亮 3.(多選)如圖3所示，虛線框內(nèi)為漏電保護(hù)開關(guān)的原理示意圖：變壓器A處用火線和零線平行繞制成線圈，然后接到用電器.B處有一個(gè)輸出線圈，一旦線圈B中有電流，經(jīng)放大后便能推動(dòng)繼電器切斷電源.如果甲、乙、丙、丁四人分別以圖示方式接觸電線(裸漏部分)，甲、乙、丙站在木凳上，則下列說法正確的是(　　) 圖3 A.甲不會(huì)發(fā)生觸電事故，繼電器不會(huì)切斷電源 B.乙會(huì)發(fā)生觸電事故，繼電器不會(huì)切斷電源 C.丙會(huì)發(fā)生觸電事故，繼電器會(huì)切斷電源 D.丁會(huì)發(fā)生觸電事故，繼電器會(huì)切斷電源 4.(多選)如圖4所示，一邊長為L的正方形均勻線圈，以AB邊所在直線為軸在勻強(qiáng)磁場B中做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，若以圖示位置為零時(shí)刻，則下列選項(xiàng)反映四條邊上的電勢差隨時(shí)間的變化正確的有(　　) 圖4 二、能力提升 5.電阻為1 Ω的矩形線圈繞垂直于磁場方向的軸在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的圖象如圖5所示.現(xiàn)把交流電加在電阻為9 Ω的電熱絲上，則下列說法中正確的是(　　) 圖5 A.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為31.4 rad/s B.如果線圈轉(zhuǎn)速提高一倍，則電流不會(huì)改變 C.電熱絲兩端的電壓U＝100 V D.電熱絲的發(fā)熱功率P＝1 800 W 6.(多選)如圖6所示是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，線圈繞垂直于磁場方向的水平軸OO′沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω，線圈匝數(shù)為n、電阻為r，外接電阻為R，交流電流表.線圈從圖示位置(線圈平面平行于磁場方向)開始轉(zhuǎn)過時(shí)的感應(yīng)電流為I.下列說法中正確的是(　　) 圖6 A.電流表的讀數(shù)為2I B.轉(zhuǎn)動(dòng)過程中穿過線圈的磁通量的最大值為 C.從圖示位置開始轉(zhuǎn)過的過程中，通過電阻R的電荷量為 D.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量為 7.有一理想變壓器，副線圈所接電路如圖7所示，燈L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡.當(dāng)S斷開時(shí)，燈L1正常發(fā)光.S閉合后，下列說法正確的是(　　) 圖7 A.燈L1、L2都能正常發(fā)光 B.原線圈的輸入功率減小 C.原、副線圈的電流比增大 D.電阻R消耗的功率增大 8.如圖8甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，A、V均為理想電表，R為光敏電阻(其阻值隨光強(qiáng)增大而減小)，L1和L2是兩個(gè)完全相同的燈泡.原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電壓u，下列說法正確的是(　　) 圖8 A.電壓u的頻率為100 Hz B.電壓表V的示數(shù)為22 V C.當(dāng)光強(qiáng)增大時(shí)，A示數(shù)變小 D.當(dāng)L1的燈絲燒斷后，V示數(shù)不變 三、課外拓展 9.如圖9所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝ T.單匝矩形線圈面積S＝1 m2，電阻不計(jì)，繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng).線圈通過電刷與一理想變壓器原線圈相接，為交流電流表.調(diào)整副線圈的滑動(dòng)觸頭P，當(dāng)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶2時(shí)，副線圈電路中標(biāo)有“36 V，36 W”的燈泡正常發(fā)光.以下判斷正確的是(　　) 圖9 A.電流表的示數(shù)為1 A B.矩形線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢的最大值為18 V C.從矩形線圈轉(zhuǎn)到中性面開始計(jì)時(shí)，矩形線圈電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的規(guī)律為e＝18sin 90πtV D.若矩形線圈轉(zhuǎn)速增大，為使燈泡仍能正常發(fā)光，應(yīng)將P適當(dāng)下移 10.如圖10所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)比為k1.降壓變壓器T′的原、副線圈匝數(shù)比為k2.原線圈兩端接入一電壓u＝Umsin ωt的交流電源，用戶電阻為R(純電阻)，若用戶消耗功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率Pr和用戶獲得的電壓U分別為(　　) 圖10 A.Pr＝P　　　U＝－ B.Pr＝P　　　U＝－ C.Pr＝P　　　U＝－ D.Pr＝P　　　U＝－ 11．(多選)(xx湖南懷化模擬)如圖11甲所示，阻值為r＝4 Ω的矩形金屬線框與理想電流表、理想變壓器的原線圈構(gòu)成回路，標(biāo)有“12 V　36 W”的字樣的燈泡L與理想變壓器的副線圈構(gòu)成回路，燈泡L恰能正常發(fā)光，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為3∶1。矩形金屬線框在勻強(qiáng)磁場中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。則(　　) 圖11 A．理想變壓器原線圈輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝40sin(100πt)V B．理想電流表的示數(shù)為1 A C．t＝0.01 s時(shí)，矩形金屬線框平面與磁場方向平行 D．燈泡L與理想變壓器的副線圈構(gòu)成的回路中的電流方向每秒改變100次 12．如圖12所示為一理想變壓器通過二極管給某種型號的電池充電的簡單原理圖，現(xiàn)在變壓器的原線圈接入有效電壓為220 V的正弦交變電流，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為110∶1，交流電流表的示數(shù)為 A，電池的內(nèi)阻為2 Ω，二極管具有單向?qū)щ娦?，下列說法正確的是(　　) 圖12 A．電池的充電電壓為2 V B．理想變壓器的輸入功率為 W C．充電時(shí)，電池的熱功率為 W D．充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為(－) W 四、高考鏈接 13.(多選)(xx全國丙卷19)如圖13，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b.當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí)，兩燈泡均能正常發(fā)光.下列說法正確的是(　　) 圖13 A.原、副線圈匝數(shù)比為9∶1 B.原、副線圈匝數(shù)比為1∶9 C.此時(shí)a和b的電功率之比為9∶1 D.此時(shí)a和b的電功率之比為1∶9 14．(xx全國卷Ⅰ 16)一含有理想變壓器的電路如圖14所示，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3 Ω、1 Ω和4 Ω，為理想交流電流表，U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定。當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為I；當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為4I。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為(　　) 圖14 A．2 B．3 C．4 D．5 15．(xx全國卷Ⅱ 17)阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖15所示電路。開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關(guān)S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為(　　) 圖15 A. B. C. D. 參考答案 1. 答案　B 解析　由題意，增加光照強(qiáng)度，Rt減小，外電路總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律得知，干路電流I增大，電源的內(nèi)電壓增大，路端電壓U減小，則A燈變暗，通過R0電流I0＝I－IA，I增大，而IA減小，則I0增大，R0兩端電壓U0增大，而R0、B的電壓之和等于路端電壓，路端電壓減小，則知，B的電壓減小，B燈變暗；電源的總功率P＝EI，I增大，則P增大.故B正確，A、C、D錯(cuò)誤. 2. 答案　B 解析　僅調(diào)節(jié)R1，RL與R2的大小關(guān)系不確定，所以電流表A1的示數(shù)不一定總大于A2的示數(shù).故A錯(cuò)誤.僅使R2減小，并聯(lián)部分電阻減小，通過RL的電流減小，總電流增大，則通過R2的電流增大，且電流表A2變化量比A1變化量大.故B正確.僅使R1增大，總電阻增大，總電流減小，則電源內(nèi)阻消耗的功率減小，故C錯(cuò)誤.僅調(diào)節(jié)電阻箱R1，R1＝0時(shí)，電路中電流最大，電燈L的電壓最大，達(dá)到最亮，故D錯(cuò)誤. 3. 答案　AD 解析　甲、乙、丙、丁四人，只有丁電流由火線經(jīng)丁流入大地，出現(xiàn)漏電，繼電器會(huì)切斷電源. 4. 答案　AD 解析　線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，只有CD邊產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，故產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為Em＝BL2ω，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值為e＝BL2ωcos ωt，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知AB、BC、AD邊的最大感應(yīng)電動(dòng)勢為Em′＝Em＝BL2ω，故這三個(gè)邊的電壓的瞬時(shí)值為e′＝BL2ωcos ωt，結(jié)合產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向可知，A、D正確，B錯(cuò)誤；CD端的電壓即為路端電壓，故瞬時(shí)值為e″＝BL2ωcos ωt，故C錯(cuò)誤. 5. 答案　D 解析　從圖中可知：T＝0.02 s，ω＝＝314 rad/s，故A錯(cuò)誤；其他條件不變，如果線圈轉(zhuǎn)速提高一倍，角速度ω變?yōu)樵瓉淼膬杀?由電動(dòng)勢最大值Em＝NBSω得知，交流電動(dòng)勢的最大值變?yōu)樵瓉淼膬杀?，電壓的有效值為原來?倍，根據(jù)歐姆定律可知電流發(fā)生改變.故B錯(cuò)誤.該交流電壓的最大值為200 V，所以有效值為100 V，則電熱絲兩端的電壓為100 V＝90 V，故C錯(cuò)誤；根據(jù)P＝得：P＝ W＝1 800 W，故D正確. 6. 答案　BCD 解析　由題有：I＝Imcos ，則得感應(yīng)電流的最大值Im＝2I，有效值I有＝Im＝I，則電流表的讀數(shù)為I，故A錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值Em＝Im(R＋r)＝2I(R＋r)，又Em＝nBSω，磁通量的最大值Φm＝BS，聯(lián)立解得：Φm＝BS＝，故B正確；從圖示位置開始轉(zhuǎn)過的過程中，通過電阻R的電荷量q＝n＝n＝n＝，故C正確；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量Q＝IRT＝(I)2R＝，故D正確. 7. 答案　D 解析　當(dāng)S閉合后，電路的總電阻減小，副線圈的電流增大，所以通過電阻R的電壓增大，R消耗的功率增大，燈泡兩端的電壓減小，燈L1、L2都不能正常發(fā)光，故A錯(cuò)誤，D正確；由于副線圈中負(fù)載電阻減小，消耗的功率P＝，故消耗的功率增大，輸入功率等于輸出功率，故原線圈的輸入功率增大，故B錯(cuò)誤；變壓器原、副線圈的匝數(shù)不變，故原、副線圈中電流之比不變，故C錯(cuò)誤. 8. 答案　D 解析　原線圈接入如題圖乙所示的正弦交流電壓，T＝0.02 s，所以頻率為f＝＝50 Hz，故A錯(cuò)誤；原線圈接入電壓的最大值是220 V，所以原線圈接入電壓的有效值是U＝220 V，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，所以副線圈電壓是22 V，所以V的示數(shù)小于22 V，故B錯(cuò)誤；R阻值隨光強(qiáng)增大而減小，可知副線圈電流增加，副線圈輸出功率增加，所以原線圈輸入功率也增加，原線圈電流增加，所以A的示數(shù)變大，故C錯(cuò)誤；當(dāng)L1的燈絲燒斷后，變壓器的輸入電壓不變，根據(jù)變壓比公式，輸出電壓也不變，故電壓表讀數(shù)不變，故D正確. 9. 答案　C 解析　小燈泡正常發(fā)光，故變壓器的輸出電流為：I2＝＝1 A；根據(jù)變流比公式：＝，解得：I1＝2 A，故A錯(cuò)誤；小燈泡正常發(fā)光，故變壓器的輸出電壓為36 V，根據(jù)變壓比公式＝，解得：U1＝18 V，故矩形線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢的有效值為18 V，矩形線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢的最大值為18 V，故B錯(cuò)誤；根據(jù)公式Em＝NBSω，解得：ω＝＝ rad/s＝90π rad/s，故從矩形線圈轉(zhuǎn)到中性面開始計(jì)時(shí)，矩形線圈電動(dòng)勢隨時(shí)間的變化規(guī)律e＝Emsin ωt＝18sin 90πt V，故C正確；若矩形線圈轉(zhuǎn)速增大，根據(jù)公式Em＝NBSω，感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值增加，故有效值也增加；為使燈泡仍能正常發(fā)光，應(yīng)該減小變壓比，故應(yīng)將P適當(dāng)上移，故D錯(cuò)誤. 10. 答案　B 解析　用戶流過的電流為I4＝，故在輸電線路上的電流為I3＝＝，故損失的電功率為Pr＝I2r＝P；升壓變壓器兩端電壓的有效值為U1＝， 輸電線路上損失的電壓為ΔU＝I32r，升壓變壓器副線圈兩端的電壓為U2＝ 故降壓變壓器原線圈的電壓為U3＝U2－ΔU，用戶獲得的電壓U＝ 聯(lián)立解得U＝－ 11．答案　BD 解析　由于燈泡恰能正常發(fā)光，說明理想變壓器的輸出電壓U2＝12 V，根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系可得U1＝U2＝36 V，所以理想變壓器輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝36sin(100πt)V，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)理想變壓器的電流與匝數(shù)的關(guān)系可得I1＝I2＝1 A，又電流表顯示的交變電流的有效值，則理想電流表的示數(shù)為1 A，故B選項(xiàng)正確；t＝0.01 s時(shí)，電動(dòng)勢的瞬時(shí)值為零，發(fā)電機(jī)的線圈平面與磁場方向垂直，故C錯(cuò)誤；由于理想變壓器不改變交流電的頻率，根據(jù)圖乙可知，燈泡L與理想變壓器的副線圈構(gòu)成的回路中的電流方向每秒改變100次，故D選項(xiàng)正確。 12．答案　D 解析　由＝得變壓器的輸出電壓U2＝2 V，經(jīng)過二極管后，正弦交變電流變成半波交變電流，根據(jù)有效值的定義得＝T，解得電池的充電電壓U＝ V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；理想變壓器的輸出功率P2＝UI2＝ W，變壓器的輸入功率等于輸出功率，故變壓器的輸入功率為 W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；充電時(shí)，電池的熱功率P＝Ir＝()22 W＝ W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為 W－ W＝(－) W，選項(xiàng)D正確。 13. 答案　AD 解析　設(shè)燈泡的額定電壓為U0，兩燈泡均能正常發(fā)光，所以原線圈輸出端電壓為U1＝9U0，副線圈兩端電壓為U2＝U0，故＝，＝＝，A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)公式＝可得，＝，由于小燈泡兩端的電壓相等，所以根據(jù)公式P＝UI可得，燈泡a和b的電功率之比為1∶9，C錯(cuò)誤，D正確. 14．答案　B 解析　設(shè)理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為n，開關(guān)斷開時(shí)，電路如圖甲所示，原、副線圈的電流比＝＝，通過R2的電流I2＝nI，根據(jù)變壓器的功率關(guān)系得，UI－I2R1＝(nI)2(R2＋R3)；開關(guān)閉合時(shí)，電路如圖乙所示，原、副線圈的電流比＝＝，通過R2的電流I2′＝4nI，根據(jù)功率關(guān)系有U4I－(4I)2R1＝(4nI)2R2，聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)解得n＝3，選項(xiàng)B正確。 　 甲　　　　　　　　　　乙 15．答案　C 解析　S斷開時(shí)等效電路如圖甲所示。 甲 電容器兩端電壓為U1＝R＝E； S閉合時(shí)等效電路如圖乙所示。 乙 電容器兩端電壓為U2＝R＝E， 由Q＝CU得＝＝，故選項(xiàng)C正確。