高考物理考前排查練 熱點(diǎn)14直流電路與交流電路

公眾號(hào)拾穗者的雜貨鋪x思維方糖研究所熱點(diǎn)14直流電路與交流電路1．(2021·遼寧撫順市六校高三期末聯(lián)考)節(jié)約能源是當(dāng)今世界的一種重要社會(huì)意識(shí)．原來(lái)采用110kV高壓向遠(yuǎn)方的城市輸電，在輸電線路上損耗的功率為ΔP.為減小輸電線上損耗的功率，在輸送功率一定、輸電線路不變的同時(shí)，輸電電壓變?yōu)?40kV，則在輸電線路上損耗的功率變?yōu)?)A.eq\f(ΔP,2)B.eq\f(ΔP,4)C.eq\f(ΔP,8)D.eq\f(ΔP,16)答案D解析輸電線路上損耗的功率ΔP＝I2r＝(eq\f(P,U))2r，其中r為輸電線電阻，P為輸送功率，U為輸電電壓，輸電電壓升高為原來(lái)的4倍，損耗功率減小為eq\f(ΔP,16).故選D.2．(2021·吉林省高三二模)在如圖1所示的電路中，平行板電容器兩金屬板之間的帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，電流表和電壓表均為理想電表，由于某種原因燈泡L的燈絲突然燒斷，其余用電器均未損壞，則下列說法正確的是()圖1A．電流表讀數(shù)變小，電壓表的讀數(shù)變大B．電源內(nèi)阻消耗的功率變大C．液滴將向下運(yùn)動(dòng)D．電容器帶的電荷量變大答案D解析燈泡L的燈絲燒斷，電路總電阻增大，干路電流減小，路端電壓增大，R1兩端電壓減小，電壓表、電流表讀數(shù)均變大，A錯(cuò)誤；電源內(nèi)阻消耗的功率P＝I2r變小，B錯(cuò)誤；電容器兩極板間電壓增大，電容器帶的電荷量變大，液滴所受電場(chǎng)力大于重力，所以液滴向上運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤，D正確．3．(2021·四川高三期末)圖2電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝12V，內(nèi)阻r＝4Ω，定值電阻R0＝2Ω，變阻器Rx的最大阻值為10Ω，開關(guān)S閉合，下列說法正確的是()圖2A．當(dāng)Rx＝2Ω時(shí)，定值電阻的功率最大B．當(dāng)Rx＝6Ω時(shí)，變阻器的功率最大C．當(dāng)Rx＝0時(shí)，電源的輸出功率最大D．當(dāng)Rx＝0時(shí)，電源的效率最高答案B解析變阻器的阻值Rx＝0時(shí)，電路中電流最大，故根據(jù)P＝I2R0可知定值電阻R0消耗的功率最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電源的輸出功率P出＝I2R外＝eq\f(E2R外,R外＋r2)＝eq\f(E2,\f(R外－r2,R外)＋4r)，當(dāng)r＝R外＝Rx＋R0，即Rx＝r－R0＝2Ω時(shí)，電源的輸出功率最大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由閉合電路的歐姆定律結(jié)合功率公式，根據(jù)等效內(nèi)阻法，當(dāng)Rx＝R0＋r＝6Ω時(shí)，變阻器消耗的功率最大，選項(xiàng)B正確；電源的效率η＝eq\f(P出,P總)×100%＝eq\f(UI,EI)×100%＝eq\f(R外,R外＋r)×100%＝eq\f(1,1＋\f(r,R外))×100%外電阻越大，電源效率越高，所以當(dāng)Rx＝10Ω時(shí)，電源的效率最高，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．4．(多選)(2021·陜西榆林市高三三模)在如圖3甲所示的電路中，電阻R的阻值為10Ω，電壓表和電流表均為理想電表，變壓器為理想變壓器，在變壓器原線圈兩端輸入如圖乙所示的電壓，電壓表的示數(shù)為25V，下列說法正確的是()圖3A．該變壓器原線圈端電壓的有效值為eq\f(55,2)VB．該變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為11∶5C．電流表的示數(shù)為5.5AD．若增大電阻R的阻值，變壓器原線圈的輸入功率減小答案BD解析設(shè)變壓器原線圈兩端電壓有效值為U1，據(jù)電流的熱效應(yīng)可得eq\f(U\o\al(12),r)·T＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(110,\r(2))))2,r)·eq\f(T,2)，解得U1＝55V，A錯(cuò)誤；電壓表的示數(shù)為副線圈兩端電壓，即U2＝25V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得該變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為11∶5，B正確；副線圈中的電流為I2＝eq\f(U2,R)＝2.5A，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可得I1≈1.14A，即電流表的示數(shù)為1.14A，C錯(cuò)誤；若增大電阻R的阻值，由P＝eq\f(U\o\al(22),R)可知，副線圈的功率減小，變壓器的輸入功率等于輸出功率，故變壓器原線圈的輸入功率減小，D正確．5．(2021·山東青島市一模)合理利用自然界中的能源是一個(gè)重要的課題．在我國(guó)某海域，人們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)浮桶式波浪發(fā)電燈塔．如圖4甲所示，該浮桶由內(nèi)、外兩密封圓筒構(gòu)成，浮桶內(nèi)磁體由支柱固定在暗礁上，內(nèi)置N＝100匝的線圈．線圈與阻值R＝14Ω的燈泡相連，隨波浪相對(duì)磁體沿豎直方向上下運(yùn)動(dòng)且始終處于磁場(chǎng)中；其運(yùn)動(dòng)速度v＝2eq\r(2)sinπt(m/s)．輻向磁場(chǎng)中線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.2T．單匝線圈周長(zhǎng)L＝1.5m，總電阻r＝1Ω，圓形線圈所在處截面如圖乙所示．下列說法正確的是()圖4A．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為60eq\r(2)VB．燈泡中流過電流的最大值為4AC．燈泡的電功率為240WD．1分鐘內(nèi)小燈泡消耗的電能為13440J答案D解析線圈在磁場(chǎng)中切割磁感線，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)最大值為Emax＝NBLvmax，代入數(shù)據(jù)可得Emax＝60eq\r(2)V，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e＝Emaxsinπt＝60eq\r(2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(πt))V，故A錯(cuò)誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律可得最大電流為Imax＝eq\f(Emax,R＋r)＝eq\f(60\r(2),14＋1)A＝4eq\r(2)A，故B錯(cuò)誤；電流的有效值為I＝eq\f(4\r(2),\r(2))A＝4A，燈泡的電功率為P＝I2R＝42×14W＝224W，故C錯(cuò)誤；1分鐘內(nèi)小燈泡消耗的電能為W＝Pt＝224×60J＝13440J，故D正確．6．(多選)(2021·云南省高三三模)如圖5所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，匝數(shù)為n、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其角速度為ω，線圈總電阻為r.下列說法正確的是()圖5A．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的最大電流為eq\f(nBL2ω,r)B．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的熱量為eq\f(πωnBL22,r)C．當(dāng)線圈與中性面的夾角為30°時(shí)，線圈產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為eq\f(\r(3),2)nBL2ωD．線圈從中性面開始，轉(zhuǎn)動(dòng)60°的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為eq\f(BL2,2r)答案AB解析線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的最大電動(dòng)勢(shì)為Em＝nBL2ω，根據(jù)閉合電路的歐姆定律得Im＝eq\f(nBL2ω,r)，A正確；電流的有效值為I＝eq\f(Im,\r(2))＝eq\f(nBL2ω,\r(2)r)，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間為t＝eq\f(2π,ω)，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的熱量為Q＝I2rt＝eq\f(πωnBL22,r)，B正確；當(dāng)線圈與中性面的夾角為30°時(shí)，線圈產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)e＝Emsinωt＝eq\f(1,2)nBL2ω，C錯(cuò)誤；線圈從中性面開始，轉(zhuǎn)動(dòng)60°的過程中，線圈磁通量的變化為ΔΦ＝eq\f(1,2)BL2－BL2＝－eq\f(1,2)BL2，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為q＝eq\x\to(I)Δt＝neq\f(|ΔΦ|,r)＝eq\f(nBL2,2r)，D錯(cuò)誤．7．在一小型交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬線圈abcd的面積為S，匝數(shù)為n，線圈總電阻為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(如圖6甲所示)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，矩形線圈與阻值為R的電阻構(gòu)成閉合電路，下列說法中正確的是()圖6A．在t1～t3時(shí)間內(nèi)，穿過線圈的磁通量的變化量為零B．在t3～t4時(shí)間內(nèi)，通過電阻R的電荷量為eq\f(E0,R＋rω)C．t4時(shí)刻穿過線圈的磁通量的變化率大小為E0D．在0～t4時(shí)間內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量為eq\f(RE\o\al(02),R＋r2)t4答案B解析在t1～t3時(shí)間內(nèi)，穿過線圈的磁通量由正向BS變?yōu)樨?fù)向BS，磁通量的變化量為ΔΦ＝2BS，不為零，故A錯(cuò)誤；在t3～t4時(shí)間內(nèi)，通過電阻R的電荷量q＝eq\x\to(I)Δt＝eq\f(nΔΦ,R＋r)＝eq\f(nBS,R＋r)，又E0＝nBSω，故q＝eq\f(E0,R＋rω)，故B正確；t4時(shí)刻線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，為E0，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：E0＝neq\f(ΔΦ,Δt)所以磁通量的變化率大小為：eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(E0,n)，故C錯(cuò)誤；在0～t4時(shí)間內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q＝I有效2Rt4＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E0,\r(2))))2,R＋r2)Rt4＝eq\f(RE\o\al(02),2R＋r2)t4，故D錯(cuò)誤．8．(多選)如圖7所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，其中T1、T2為理想變壓器，輸電線電阻可等效為電阻r，L1、L2為兩個(gè)規(guī)格相同的燈泡，且阻值不變．現(xiàn)保持變壓器T1的輸入電壓不變，滑片P位置不變，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，燈L1正常發(fā)光．則下列說法正確的是()圖7A．僅閉合開關(guān)S，燈L1會(huì)變亮B．僅閉合開關(guān)S，r消耗的功率會(huì)變大C．僅將滑片P下移，r消耗的功率會(huì)變小D．僅將滑片P上移，電流表示數(shù)會(huì)變小答案BD解析僅閉合開關(guān)S，負(fù)載電阻變小，變壓器T2副線圈電流增大，T2原線圈電流增大，即輸電線上電流增大，輸電線上損耗的電壓ΔU＝I2r增大，損耗的功率ΔP＝Ieq\o\al(2,2)r增大，T2的輸入電壓U3＝U2－ΔU減小，所以U4減小，即燈L1兩端電壓減小，L1變暗，故A錯(cuò)誤，B正確；僅將滑片P下移，變壓器T1副線圈匝數(shù)增加(n2增加)，根據(jù)eq\f(n2,n1)＝eq\f(U2,U1)可知U2變大，由I2U2＝I22r＋I(xiàn)