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2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題能力訓(xùn)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(gè)選項(xiàng)中,1~7題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,8~14題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求) 1.(xx黑龍江哈三中一模) 在研究微型電動(dòng)機(jī)的性能時(shí),可采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路。當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)分別為1.0 A和1.0 V;重新調(diào)節(jié)R,使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0 A和15.0 V。當(dāng)這臺電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)(　　) A.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為7.5 Ω B.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為2.0 Ω C.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為30.0 W D.電動(dòng)機(jī)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(dòng)勢為E,內(nèi)阻為R,L1和L2為相同的燈泡,每個(gè)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(guān),當(dāng)開關(guān)由1位置打到2位置時(shí),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(nèi)阻的發(fā)熱功率將變小 D.電壓表讀數(shù)將變小 3.(xx湖北武漢調(diào)研) 如圖所示,某款電吹風(fēng)的電路圖,它主要由電動(dòng)機(jī)M和電熱絲R構(gòu)成。當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2后,電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn),將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入,經(jīng)電熱絲加熱,形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出。已知電吹風(fēng)的額定電壓為220 V,吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120 W,吹熱風(fēng)時(shí)的功率為1 000 W。關(guān)于該電吹風(fēng),下列說法正確的是(　　) A.電熱絲的電阻為55 Ω B.電動(dòng)機(jī)的電阻為 Ω C.當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí),電熱絲每秒消耗的電能為1 000 J D.當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí),電動(dòng)機(jī)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(dòng)勢,r為電源內(nèi)阻,R1和R3均為定值電阻,R2為滑動(dòng)變阻器。當(dāng)R2的滑片在a端時(shí)合上開關(guān)S,此時(shí)三個(gè)電表A1、A2和V的示數(shù)分別為I1、I2和U,現(xiàn)將R2的滑片向b端移動(dòng),則三個(gè)電表示數(shù)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(yuǎn)距離輸電示意圖,發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1和輸電線的電阻、理想變壓器匝數(shù)均不變,且n1∶n2=n4∶n3。當(dāng)用戶消耗的功率增大時(shí),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(jī)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(shù)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(jì),從某時(shí)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(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí),電壓表的示數(shù)為22 V B.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接且t=0.01 s時(shí),電流表示數(shù)為零 C.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時(shí),原線圈的輸入功率變小 D.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時(shí),副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?5 Hz 7.遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)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(guān)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(qiáng)磁場B中以ω角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電流的最大值為Im,設(shè)燈泡的電阻為R,其他電阻不計(jì)。從如圖所示位置開始計(jì)時(shí),則(　　) A.Im= B.電路中交變電流的表達(dá)式為Imsin ωt C.電流表的讀數(shù)為 D.電阻R上產(chǎn)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(shù)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(shí)值表達(dá)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(shù)可調(diào),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(shí),變壓器輸出電壓增大 B.要提高用戶的電壓,滑動(dòng)觸頭P應(yīng)向上滑 C.用電器增加時(shí),輸電線的熱損耗減少 D.用電器增加時(shí),變壓器的輸入功率增加 11.(xx上海聯(lián)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(gè)小燈泡的伏安特性曲線,則(　　) A.電源Ⅰ與電源Ⅱ的內(nèi)阻之比為12∶7 B.電源Ⅰ與電源Ⅱ的電動(dòng)勢之比為7∶12 C.若該小燈泡分別與電源Ⅰ和電源Ⅱ單獨(dú)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(dú)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(dòng)機(jī)提升重物的裝置。已知重物質(zhì)量m=50 kg,電源電壓U=110 V保持不變,電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R=4 Ω,不計(jì)各處摩擦,當(dāng)電動(dòng)機(jī)以某一速度勻速向上提升重物時(shí),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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)效率為81.8% 13.(xx蘇錫常鎮(zhèn)四市高三教學(xué)情況調(diào)研)圖中理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)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(shù)為14.14 V B.電流表的示數(shù)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(gè)小型理想變壓器,原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=11∶1,a、b端接有正弦式交變電流,電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警電路原理圖,其中R2為用半導(dǎo)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(dá)式為u2=20sin 100πt V　 B.當(dāng)傳感器R2所在處未出現(xiàn)火警時(shí),電壓表V的示數(shù)為20 V C.當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí),電壓表V的示數(shù)減小 D.當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí),電流表A的示數(shù)減小 參考答案 1.D　解析:因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)分別為1.0 A和1.0 V,又由于此時(shí)電動(dòng)機(jī)屬于純電阻電路,故電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為r==1.0 Ω,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0 A和15.0 V,則電動(dòng)機(jī)的總功率為P總=2.0 A15.0 V=30.0 W,此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為P熱=(2.0 A)21.0 Ω=4.0 W,故電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P出=P總-P熱=30.0 W-4.0 W=26.0 W,選項(xiàng)D正確。 2.D　解析:開關(guān)在位置1時(shí),外電路總電阻R總=R,電壓表示數(shù)U=E=E,兩燈電壓U1=U2=E,電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率為P熱=。開關(guān)在位置2時(shí),外電路總電阻R總=R,電壓表示數(shù)U=E=E,燈泡L1的電壓U1=E,L2的電壓U2=E,電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率為P熱=,L1亮度不變,L2將變亮,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率將變大,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由以上分析可知電壓表讀數(shù)變小,選項(xiàng)D正確。 3.A　解析:根據(jù)題述電吹風(fēng)的額定電壓為220 V,吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120 W,吹熱風(fēng)時(shí)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(xiàng)A正確;電動(dòng)機(jī)為非純電阻電路,故不能用P=求解,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí),電熱絲每秒消耗的電能為120 J,當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí),電動(dòng)機(jī)每秒消耗的電能為1 000 J,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。 4.B　解析:由題圖可知R1、R2并聯(lián)后再與R3串聯(lián),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?，F(xiàn)將R2的滑片向b端移動(dòng),R2阻值減小,電路總電阻減小,則總電流I增大;根據(jù)閉合電路歐姆定律知路端電壓U=E-Ir,所以電壓表示數(shù)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(xiàng)B正確。 5.B　解析:當(dāng)用戶的功率增大時(shí),并聯(lián)的用電器增多,出現(xiàn)用電高峰,各用電器電壓下降,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因?yàn)樵?、副線圈的電壓比等于匝數(shù)之比,則,因?yàn)閚1∶n2=n4∶n3,所以U1∶U2=U4∶U3,選項(xiàng)B正確;當(dāng)用電器增多時(shí),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(xiàng)C錯(cuò)誤;發(fā)電機(jī)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(xiàng)D錯(cuò)誤。 6.A　解析:當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí),此時(shí),副線圈兩端電壓最大值U2m=U1m= V,電壓表的示數(shù)為 V=22 V,選項(xiàng)A正確;電流表的示數(shù)等于副線圈中電流的有效值,故當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接且t=0.01 s時(shí),雖然副線圈中電流的瞬時(shí)值為零,但是電流表示數(shù)不為零,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時(shí),根據(jù)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(xiàng)C錯(cuò)誤;變壓器的輸入電壓及輸出電壓的頻率由發(fā)電機(jī)來決定,其大小總是50 Hz,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 7.D　解析:由理想變壓器可知,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;I2=,而U2=UR+U3,故I2<,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;P入=P出,即U1I1=U2I2,而U2≠I2R,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。 8.AD　解析:電動(dòng)勢最大值Em=BL2ω,故電流的最大值Im=,選項(xiàng)A正確;電流表的讀數(shù)為I=,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電阻R上產(chǎn)生的電功率P=I2R=R,選項(xiàng)D正確;由圖示位置開始計(jì)時(shí),電流瞬時(shí)表達(dá)式為i=Imcos ωt,選項(xiàng)B錯(cuò)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(shí)表達(dá)式為u=20sin 100πt(V),電壓的有效值為 V=10 V,選項(xiàng)A、B正確,C錯(cuò)誤。題圖乙的周期T=410-2s,由T=得U2=10 V,選項(xiàng)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(shù)比不變,則副線圈的電壓U2=U1不變,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)用電器增加時(shí),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(dòng)觸頭P應(yīng)向上滑,故選項(xiàng)B正確;當(dāng)用電器增加時(shí),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(xiàng)C錯(cuò)誤;用電器增加時(shí),副線圈電流增大,因?yàn)槭抢硐胱儔浩?故輸入功率等于輸出功率,輸入功率增加,選項(xiàng)D正確。 11.AD　解析:根據(jù)題圖,電源Ⅰ與電源Ⅱ的電動(dòng)勢都是10 V,二者之比為1∶1,電源Ⅰ內(nèi)阻為 Ω,電源Ⅱ的內(nèi)阻為 Ω,電源Ⅰ的內(nèi)阻與電源Ⅱ的內(nèi)阻之比為12∶7,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤。若該小燈泡與電源Ⅰ單獨(dú)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(dú)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(xiàng)C錯(cuò)誤。若該小燈泡分別與電源Ⅰ和電源Ⅱ單獨(dú)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(xiàng)D正確。 12.CD　解析:電源的輸出功率P出=IU=5 A110 V=550 W,電動(dòng)機(jī)線圈電阻R的發(fā)熱功率P熱=I2R=100 W,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。因能量守恒,電動(dòng)機(jī)對重物做的功的功率為P有=P出-P熱=550 W-100 W=450 W,電動(dòng)機(jī)效率為η=100%=100%=81.8%,選項(xiàng)C、D正確。 13.BD　解析:由題圖知,R1、R2串聯(lián),電流相等,又R1=R2=10 Ω,所以R1、R2電壓相等,所以電壓表示數(shù)為10 V,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)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(xiàng)B正確;R1消耗的功率為P=I2R1=10 W,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由R1兩端電壓u1=10sin 100πt(V)知,ω=2πf=100π,解得f=50 Hz,所以選項(xiàng)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(shí)值表達(dá)式為u1=220sin 100πt V,由變壓器的變壓關(guān)系可得變壓器副線圈的輸出電壓為u2=20sin 100πt V,選項(xiàng)A正確;輸出電壓的有效值為20 V,與傳感器R2并聯(lián)的電壓表的示數(shù)小于20 V,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí),電阻R2減小,電流 I=增大,電流表A的示數(shù)也增大,電壓表V的示數(shù)U=U2-IR1減小,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。