2020届高考物理二轮复习 专题4 电磁感应与电路 第2讲 直流电路、交流电路练习

第2讲 直流电路、交流电路一、选择题：每小题给出的四个选项中，第14题只有一项符合题目要求，第57题有多项符合题目要求1(2019年河北石家庄模拟)在如图所示的电路中，R0为定值电阻，R为光敏电阻(光照减弱时阻值增大)，C为电容器，现减弱对光敏电阻R光照的强度，下列说法正确的是()A电流表的示数减小B电容器C的电荷量减小C电压表的示数变小D电源内部消耗的功率变大【答案】A2(2019年黑龙江名校模拟)如图所示，N匝矩形导线框以角速度绕对称轴OO匀速转动，线框面积为S，线框电阻均不计，在OO左侧有磁感应强度为B的匀强磁场，外电路接有电阻R和理想电流表A，那么可以确定的是()A从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为eNBSsin tB电流表的示数INBSCR两端电压有效值UNBSD一个周期内R的发热量为Q【答案】B【解析】由图可知，线圈只有一半在磁场中，故产生的电动势的最大值为EmNB，故电动势的瞬时表达式为esin t，A错误；电流表的示数为INBS，B正确；R两端电压的有效值UENBS，C错误；一个周期内的发热量QI2RT2R×，D错误3(2019年百校联盟保温金卷)如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，R1、R2、R3均是可变电阻，将S1、S2都闭合，下列说法正确的是()A只将R1阻值调大，C1、C2的带电量都增大B只将R3的阻值调大，C1的带电量都减小C只断开开关S2，C1、C2的带电量都增大D只断开开关S1，C1、C2的带电量均不变【答案】C4(2018年安徽马鞍山二模)图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为11 000，降压变压器原、副线圈匝数比为1 0001，输电线的总电阻为1 000 .若升压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为220 V下列说法正确的是() A输电线中的电流为3 AB电站输出的功率为7 500 kWC输电线路损耗功率为90 kWD用户端交变电流的频率为100 Hz【答案】B【解析】由图乙知升压变压器输入端电压的最大值为Um250 V，有效值为U1250 V，根据，得副线圈两端的电压U2U1×250 V2.50×105 V；用户端电压为220 V，根据，得降压变压器原线圈的电压U3U4×220 V2.2×105 V，故输电线上损失的电压为UU2U33×104 V，则输电线上的电流为I A30 A，电站的输出功率为P1P2U2I7 500 kW，输电线路损耗功率为PI2R900 kW，由乙图可知，原线圈交变电流的周期为T0.02 s，则频率为f50 Hz.故用户端交变电流的频率为50 Hz.故ACD错误，B正确5(2019年河北衡水模拟)如图所示，边长L20 cm的单匝闭合正方形线框ABCD在范围足够大的匀强磁场中以2 rad/s的角速度绕轴OO匀速转动，线框的电阻R2 ，磁感应强度大小B01 T，方向与OO成30°角斜向右下方，t0时刻，线框平面与磁场方向平行，则下列说法正确的是()A穿过线框的磁通量0.02sin(2t) WbB回路中电流的有效值为 ACt s至t s内，线框中产生的焦耳热为2×104 JD线框转动过程中，0.5 s内通过线框某截面电荷量的最大值为0.02 C【答案】AD【解析】将磁场分解为水平方向和竖直方向两个分量，则穿过线圈的磁通量为0.02sin(2t) Wb，选项A正确；回路中电动势最大值emB0sin 30°·L20.04 V，回路中电流有效值为I A，选项B错误；t s至t s内线框中电流有效值小于 A，产生的焦耳热小于2×104 J，选项C错误；通过线框某截面的电荷量q，0.5 s内通过线框磁通量变化量的最大值为2B0sin 30°·L20.04 Wb，故0.5 s内通过线框某截面电荷量的最大值为0.02 C，选项D正确6(2019年江西师大附中联考)某课外探究小组设计了一个电路，如图所示，一理想变压器的原线圈匝数为n1，连接一理想电流表；副线圈接入电路的匝数n2可以通过滑动触头调节，副线圈接有定值电阻R0和压敏电阻R(R的阻值会随压力的增大而变小)，物块m置于压敏电阻上，保持原线圈输入电压不变，则()A原、副线圈电流之比为n1n2B只使n2增大，电流表示数变大C只增大物块对R的压力，电流表示数变大D只增大物块对R的压力，原线圈的输入功率变小【答案】BC7(2019年武汉武昌调研)如图甲所示的电路中，变压器原、副线圈匝数比为21，L1、L2、L3是规格均为“10 V5 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表闭合开关S后，该变压器cd输入端交变电压u的图象如图乙以下说法正确的是() Aab输入端电压的瞬时值表达式为Uab20·sin 100tBab输入端输入功率Pab15 WC电流表的示数为1 A，且三只灯泡均正常发光D若断开开关S，电压表V的示数将变小【答案】BC【解析】由cd输入端交变电压最大值为20 V，有效值是U20 V，副线圈电压为U×U10 V，所以副线圈两只灯泡均能正常发光灯泡的额定电流I0 A0.5 A；电流表的读数为I22I01 A，原线圈电流为I1×I20.5 A，所以原线圈的灯泡也能正常发光，ab输入端电压为UabUUL320 V10 V30 V；输入端电压的瞬时值表达式为uab30sin(100t) V，A错误，C正确三个灯泡都正常发光，所以ab输入端输入功率Pab30×0.5 W15 W，故B正确；若将S断开，则副线圈上的输出电流将减小，所以原线圈的输入电流也减小，则流过灯泡L3的电流减小，L3上消耗的电压减小，原线圈上的电压降减小，所以电压表V读数将变大，故D错误二、非选择题8(2019年苏州模拟)如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，极板长l80 cm，两板间的距离d40 cm，电源电动势E40 V，内电阻r1 ，电阻R15 ，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v04 m/s水平向右射入两板间，该小球可视为质点若小球带电荷量q1×102 C，质量为m2×102 kg，不考虑空气阻力，电路中电压表、电流表均是理想电表若小球恰好从A板右边缘射出(g取10 m/s2)求：(1)滑动变阻器接入电路的阻值；(2)此时电流表、电压表的示数；(3)此时电源的输出功率【答案】(1)24 (2)1 A39 V(3)39 W【解析】(1)设小球在板间飞行时间为tt s0.2 s根据dat2得小球在电场中的飞行加速度a m/s220 m/s2对小球根据牛顿第二定律得qmgma，解得UAB V24 V所以滑动变阻器两端电压U滑UAB24 V设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律得I A1 A滑动变阻器接入电路的阻值R滑24 .(2)此时电流表的示数为1 A电压表的示数为UEIr(401×1) V39 V.(3)电源的输出功率P出IU39 W.9如图甲所示，光滑金属导轨abcdef由水平平行导轨abef和半径为r的四分之一圆弧导轨bcde组成，两导轨在b、e处平滑连接，导轨的间距为L，电阻不计在轨道的顶端c、d间接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B.现有一根长度也为L、质量为m且电阻不计的金属棒，在水平拉力F作用下从水平轨道的af处由静止开始做匀加速直线运动，在水平导轨上运动的时间为t0；接着通过调节拉力使金属棒沿圆弧做匀速圆周运动至cd处，已知金属棒在af和be之间运动时拉力随时间变化的关系图象如图乙所示(其中F0、t0为已知量)求：(1)金属棒做匀加速运动的加速度大小；(2)金属棒沿四分之一圆弧做匀速圆周运动的过程中拉力做的功【答案】(1)a(2)Wmgr【解析】(1)金属棒做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得Fma即Fmat由图象可知，运动的时间为t0时，FF0代入解得a.(2)金属棒沿四分之一圆弧做匀速圆周运动，经过时间t，感应电流Icost且v0at0则此过程中电路产生的焦耳热为Q2·R·由能量守恒得Wmgrmgr.10(2019年枣阳模拟)如图甲所示，发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具，它在飞起时能够持续闪烁发光某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化：如图乙所示，半径为L的导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴O1O2以角速度匀速转动，圆环上接有电阻均为r的三根金属辐条OP、OQ、OR，辐条互成120°角在圆环左半部分分布着垂直圆环平面向下磁感应强度为B的匀强磁场，在转轴O1O2与圆环的边缘之间通过电刷M、N与一个LED灯相连(假设LED灯电阻恒为r)其他电阻不计，从辐条OP进入磁场开始计时(1)在辐条OP转过60°的过程中，求通过LED灯的电流；(2)求圆环每旋转一周， LED灯消耗的电能；(3)为使LED灯闪烁发光时更亮，可采取哪些改进措施？(请写出三条措施)提示：由n个电动势和内电阻都相同的电池连成的并联电池组，它的电动势等于一个电池的电动势，它的内电阻等于一个电池的内电阻的n分之一【答案】(1)(2)(3)增大角速度，增强磁场，增加辐条的长度，减小辐条的电阻等等【解析】(1)在辐条OP转过60°的过程中， OP、OQ均处在磁场中，电路的电动势为EBL2电路的总电阻为Rr由闭合电路欧姆定律，电路的总电流为I通过LED灯的电流I1I.(2)设圆环转动一周的周期为T，在辐条OP转过60°的过程中，LED灯消耗的电能Q1Ir·在辐条OP转过60°120°的过程中，仅OP处在磁场中，电路的电动势为EBL2电路的总电阻为Rrr由闭合电路欧姆定律，电路的总电流为I通过LED灯的电流I2I LED灯消耗的电能Q2Ir·圆环每旋转一周，LED灯珠消耗的电能发生三次周期性变化所以Q3×(Q1Q2).(3)例如：增大角速度，增强磁场，增加辐条的长度，减小辐条的电阻等- 1 -