高考物理二轮复习 专题提升训练11 恒定电流、交变电流（含解析）-人教版高三物理试题

1、专题提升训练11恒定电流、交变电流一、单项选择题(本题共5小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.(2019天津和平区一模)在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间t的变化关系如图所示。已知线圈总电阻为2 ,则()A.t=1.0 s时线圈平面平行于磁感线B.t=1.5 s时线圈中感应电流为0C.t=2.0 s时线圈中的感应电动势为0D.一个周期内线圈产生的热量为8 J答案:C解析:根据图像可知,在t=1.0s穿过线圈的磁通量最大,所以线圈平面垂直于磁感线,故A错误;t=1.5s时穿过线圈的磁通量为零,线圈平面平行于磁感线,产生的感应电动势最大,感应电流也就最大,故B错误;t=2.0s时穿过线圈的磁通量最大,线圈通过中性面,线圈中的感应电动势为0,故C正确;感应电动势的最大值为Em=NBS=Nm=1000.0422V=4V,有效值E=Em2=22V,根据焦耳定律可得一个周期内线圈产生的热量为Q=E2RT=(22)222J=82J,故D错误。2.(2019天津南开区一模)如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属

2、线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b,所示,则()A.两次t=0时刻线圈的磁通量均为零B.曲线a、b对应的线圈转速之比为23C.曲线a表示的交变电动势有效值为15 VD.曲线b表示的交变电动势最大值为10 V答案:D解析:在t=0时刻,线圈一定处在中性面上,此时磁通量最大,故A错误;由题图可知,a的周期为410-2s,b的周期为610-2s,则由n=2T可知,转速与周期成反比,故转速之比为32,故B错误;曲线a、b对应的线圈转速之比为32,曲线a表示的交变电动势最大值是15V,根据Em=nBS得曲线b表示的交变电动势最大值是10V,则有效值为102V=52V,故C错误,D正确。3.(2019河北定州中学承智班月考)阻值相等的四个电阻R、电容器及电池(内阻可忽略)接成如图所示的电路。保持S1闭合,开关S2断开且电流稳定时,电容器所带的电荷量为Q1;闭合开关S2,电流再次稳定后,电容器所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为()A.53B.21C.12D.13答案:A解析:电池E的内阻可忽略不计,保持开关S1闭合、S2断开且电流稳定时,电

3、容器两端的电压为U1=E3R2R=2E3,再闭合开关S2时,电容器两端的电压为U2=E52RR=2E5,又C相同,由Q=CU得Q1Q2=U1U2=53,故A正确,B、C、D错误。4.(2019安徽蚌埠质检)如图所示,原副线圈匝数比为101的理想变压器,原线圈输入电压为u=402sin (100t) (V)的正弦式交变电流,负载电路中理想二极管和R1并联,已知R1=R2=2 ,则理想交流电压表V的示数为()A.10 VB.4 VC.25 VD.42 V答案:A解析:原线圈两端电压有效值U1=4022V=40V,原、副线圈匝数比为101,由U1U2=n1n2得副线圈两端电压有效值U2=4V,因为负载电路中理想二极管和R1并联,在二极管导通的半个周期R2两端电压为UR21=4V,在二极管截止的半个周期R2两端电压为UR22=U2R1+R2R2=2V,设理想电压表示数为UV,根据有效值的定义可得UV2R2T=UR212R2T2+UR222R2T2,解得UV=10V,故A项正确。5.(2019天津期末)在图甲所示的电路中,理想变压器原线圈两端的正弦式交变电压变化规律如图乙所示。已知变压器原、副线

4、圈的匝数比n1n2=101,串联在原线圈电路中的交流电流表A1的示数为1 A,下列说法正确的是()A.交流电流表A2的示数为0.1 AB.变压器输出端交变电流的频率为100 HzC.电阻R上消耗的功率为200 WD.若电阻R变大,则电压表示数也增大答案:C解析:据I1I2=n2n1,输出电流为I2=10I1=10A,电流表读数为有效值,故A错误;根据题图乙得到输入电压的最大值为2002V,频率周期为0.02s,故电压的有效值为200V,频率为50Hz,故B错误;变压器的输入功率为P1=U1I1=200V1A=200W,理想变压器输入功率等于输出功率,故输出功率为200W,故C正确;电阻R变大,电压表示数是不变的,故D错误。二、多项选择题(本题共3小题,在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的)6.(2019河北邯郸一模)在如图所示电路中,电源的电动势为E,内阻不计。R1=R2=R3=R。当a、b间接一理想电流表时,电容器的电荷量为Q,则()A.电流表的读数为ER,电容器上极板带负电B.当a、b间接一阻值为2R的电阻时,电容器下极板带正电C.当a、b间接一阻值为2R的电阻时,

5、电容器的电荷量为Q3D.当a、b间接一理想电压表时,电容器的电荷量为零答案:BC解析:当a、b间接一理想电流表时,电流表读数为ER,Ubc=Uba+Uac=0+12E=12E,电容器上极板带正电,故A错误。当a、b间接一阻值为2R的电阻时,如图所示,Uab=23E,Uac=12E,则Ubc=Uba+Uac=-23E+12E=-16E,故下极板带正电,且Q=E6C,又因原来Q=12EC,则Q=13Q,故B、C正确。当a、b间接一理想电压表时,电容器与R2并联,电荷量不为零,故D错误。7.图甲为远距离输电示意图,变压器均为理想变压器。升压变压器原、副线圈匝数比为1100,其输入电压如图乙所示。远距离输电线的总电阻为100 。降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R1为一定值电阻,R2为用半导体热敏材料制成的传感器,当温度升高时其阻值变小。电压表V显示加在报警器两端的电压(报警器未画出),未出现火警时,升压变压器的输入功率为750 kW。下列说法正确的有()甲乙A.降压变压器副线圈输出的交变电流频率为50 HzB.远距离输电线路损耗功率为180 kWC.当传感器R2所在处出现火警时,

6、电压表V的示数变小D.当传感器R2所在处出现火警时,输电线上的电流变小答案:AC解析:由题图乙知交变电流的周期为0.02s,所以频率为50Hz,变压器不改变频率,A项正确;由图乙知升压变压器输入端电压有效值为250V,根据U1U2=n1n2知副线圈电压为25000V,所以输电线中的电流为I=PU=30A,输电线路损耗功率为P=I2R=90kW,B项错误;当传感器R2所在处出现火警时,其阻值减小,副线圈中电流增大,定值电阻的分压增大,所以电压表V的示数变小,C项正确;副线圈电流增大,根据I1I2=n2n1知输电线上的电流变大,D项错误。8.(2019天津北辰区模拟)如图所示,理想变压器原线圈与电阻R串联,和电压表并联,原、副线圈的匝数比为201,b是原线圈的中心抽头,副线圈连接滑动变阻器、电流表,电表均为理想交流电表。已知交变电压瞬时值表达式为u=311sin t (V)。将单刀双掷开关S扳向a后,下列说法正确的是()A.电压表的示数为220 VB.若将滑动变阻器的滑片下移,则电压表的示数减小,R消耗的功率增大C.通过滑动变阻器的交变电流的频率为100 HzD.若将单刀双掷开关由a扳向b,则电流表的示数增大答案:BD解析:分析交流电源电压瞬时值表达式可知,电源电压有效值为220V,因为有电阻R0分压,原线圈两端的电压小于220V,电压表示数小于220V,故A错误;若将滑动变阻器滑片向下移,电阻变小,副线圈中的电流变大,那么原线圈中的电流也随着变大,电阻R两端的电压也变大,R消耗的功率增大,交流电源的电压不变,变压器的输入电压变小,电压表示数减小,故B正确;变压器不改变交变电流的频率,由交变电流表达式可知频率为0.5Hz,故C错误;单刀双掷开关由a扳向b,原线圈匝数变少,副线圈两端电压变大,滑动变阻器滑片不动,电流表示数增大,故D正确。

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