高考物理二輪復(fù)習(xí)測(cè)試 專題四第1講課下直流與交流電路

1．(2012·浙江高考)功率為10W的發(fā)光二極管(LED燈)的亮度與功率為60W的白熾燈相當(dāng)。根據(jù)國家節(jié)能戰(zhàn)略，2016年前普通白熾燈應(yīng)被淘汰。假設(shè)每戶家庭有2只60W的白熾燈，均用10W的LED燈替代。估算出全國一年節(jié)省的電能最接近()A．8×108kW·h B．8×1010kW·hC．8×1011kW·h D．8×1013kW·h解析：選B因每只白熾燈和發(fā)光二極管的功率分別為60W和10W，按4億戶家庭，每戶家庭每天亮燈6小時(shí)計(jì)算，全國一年節(jié)省的電能最接近4×108×2×(60－10)×10－3kW×365×6h＝8.76×1010kW·h，則選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。2.(2012·新課標(biāo)全國卷)自耦變壓器鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分。一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖1所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)。已知變壓器線圈總匝數(shù)為1900匝；原線圈為1100匝，接在有效值為220V的交流電源上。當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，負(fù)載R上的功率為2.0kW。設(shè)此時(shí)原線圈中電流有效值為I1，圖1負(fù)載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為()A．380V和5.3A B．380V和9.1AC．240V和5.3A D．240V和9.1A解析：選B對(duì)理想變壓器，原、副線圈功率相同，故通過原線圈的電流I1＝eq\f(P,U1)＝eq\f(2000,220)A≈9.1A，負(fù)載兩端電壓即為副線圈電壓，由eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)，即eq\f(220,1100)＝eq\f(U2,1900)，可得U2＝380V，故B對(duì)。3．如圖2所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略。開關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過程中()圖2A．電壓表與電流表的示數(shù)都減小B．電壓表與電流表的示數(shù)都增大C．電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小D．電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大解析：選A滑動(dòng)變阻器R0的滑片向下滑動(dòng)，R0接入電路的電阻變小，電路的總電阻變小，總電流變大，電源的內(nèi)電壓變大，外電壓變小，電壓表的示數(shù)變小，R1兩端的電壓變大，R2兩端的電壓變小，電流表的示數(shù)變小，A項(xiàng)正確。4．(2012·龍巖一中高三二模)如圖3所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個(gè)相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R。開始時(shí)，開關(guān)S斷開，當(dāng)S接通后()A．副線圈兩端從M、N的輸出電壓減小圖3B．副線圈輸電線等效電阻R兩端的電壓降減小C．通過燈泡L1的電流減小D．原線圈中的電流減小解析：選C原副線圈電壓比等于線圈匝數(shù)比，線圈匝數(shù)比沒有變化，原線圈兩端的電壓沒有變化，故M、N的輸出電壓不變化，A錯(cuò)；S接通后負(fù)載電阻阻值減小，故總電阻減小，總電流變大，R兩端的電壓降變大，L1兩端的電壓減小，B錯(cuò)C對(duì)；輸出功率由P＝IU，I變大U不變可知P變大，故輸入功率變大，原線圈中的電流變大，D錯(cuò)。5．(2012·蘇北四市調(diào)研)如圖4所示，矩形線圈abcd與可變電容器C、理想電流表eq\o\ac(○,A)組成閉合電路。線圈在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的bc邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝100πrad/s。線圈的匝數(shù)N＝100匝，邊長ab＝0.2m、ad＝0.4m，電阻不計(jì)。磁場(chǎng)只分布在bc邊的左側(cè)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝eq\f(\r(2),16π)T。電容器放電時(shí)間不計(jì)。下列說法正確圖4的是()A．該線圈產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)峰值為50VB．該線圈產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)有效值為25eq\r(2)VC．電容器的耐壓值至少為50VD．電容器的電容C變大時(shí)，電流表的示數(shù)變小解析：選B線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝NB·ab·adω＝50eq\r(2)V，故電容器的耐壓值至少為50eq\r(2)V，A、C均錯(cuò)誤；設(shè)電動(dòng)勢(shì)有效值為E，則eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Em,\r(2)R)))2Req\f(T,2)＋0＝eq\f(E2,R)T得線圈產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)的有效值為25eq\r(2)V，B正確。由XC＝eq\f(1,2πfC)可知，C越大，XC越小，故電流表示數(shù)越大，D錯(cuò)誤。6．如圖5所示，有一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)E，通過理想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠(yuǎn)處用戶供電，輸電線的總電阻為R。T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1，它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2；T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3；它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4。設(shè)T1的輸入電壓U1一定，當(dāng)用戶消耗的電功率變大時(shí)，有()圖5A．U2減小，U4變大 B．U2不變，U3不變C．P1變小，P2變小 D．P2變大，P3變大解析：選D由理想變壓器輸出功率決定輸入功率可得，當(dāng)用戶功率增大時(shí)，升壓變壓器的輸入功率必增大，即P1增大，輸入電壓U1為定值不變，升壓變壓器的匝數(shù)不變，輸入電壓不變，故輸出電壓U2不變，由于P1增大，由P1＝U1I1＝P2＝U2I2可得，I1增加，P2、I2增加，由閉合電路歐姆定律：U3＝U2－I2R，故U3減小，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)不變，所以隨U3減小，U4減小，A、B錯(cuò)誤；由于用戶功率增加，即P4增加，理想變壓器無功率損耗可得：P3＝P4，功率P3也增加，故C錯(cuò)誤，D正確。7．在電學(xué)探究實(shí)驗(yàn)課中，某組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室利用如圖6甲所示的電路圖連接好電路，并用于測(cè)定定值電阻R0、電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向某一方向移動(dòng)時(shí)，一個(gè)同學(xué)記錄了電流表A和電壓表V1的測(cè)量數(shù)據(jù)，另一同學(xué)記錄的是電流表A和電壓表V2的測(cè)量數(shù)據(jù)。根據(jù)所得數(shù)據(jù)描繪了如圖乙所示的兩條U－I直線。則有()圖6A．圖象中的圖線乙是電壓表V1的測(cè)量值所對(duì)應(yīng)的圖線B．由圖象可以得出電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別是E＝1.50V，r＝1.0ΩC．圖象中兩直線的交點(diǎn)表示定值電阻R0上消耗的功率為0.75WD．圖象中兩直線的交點(diǎn)表示在本電路中該電源的效率達(dá)到最大值解析：選B題圖中圖線甲是由路端電壓與干路電流的數(shù)據(jù)所描繪的，圖線乙是R0的伏安特性曲線，且U2＝IR0，所以A錯(cuò)誤；由甲圖線，電源內(nèi)阻r＝1.0Ω，電源電動(dòng)勢(shì)E＝1.50V，B選項(xiàng)正確；由乙圖線可求出定值電阻R0＝2.0Ω，圖象中兩直線的交點(diǎn)表示此時(shí)電路中的電流為0.5A，電壓表V1的示數(shù)U1＝1.0V，電壓表V2的示數(shù)U2＝1.0V，此時(shí)R0上消耗的功率P0＝IU1＝0.5W,所以C錯(cuò)誤；由于電源的效率η＝eq\f(I2R外,I2R外＋r)＝eq\f(R外,R外＋r)＝eq\f(1,1＋\f(r,R外))，R外越大，η越大，所以當(dāng)P滑到最右端時(shí)，R外最大，η最大，因此D選項(xiàng)錯(cuò)誤。8．如圖7所示，一理想變壓器原線圈的匝數(shù)n1＝1100匝，副線圈的匝數(shù)n2＝220匝，交流電源的電壓u＝220eq\r(2)sin100πtV，電阻R＝44Ω，電壓表、電流表均為理想電表，則下列說法錯(cuò)誤的是()圖7A．交流電的頻率為50HzB．電流表的示數(shù)為0.2AC．電流表的示數(shù)為eq\r(2)AD．電壓表的示數(shù)為44V解析：選C由交流電源的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式可知，ω＝100πrad/s，所以頻率f＝eq\f(1,T)＝eq\f(ω,2π)＝50Hz，A項(xiàng)說法正確；理想變壓器的電壓比等于線圈匝數(shù)比，即eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)，其中原線圈電壓的有效值U1＝220V，U2＝eq\f(n2,n1)U1＝44V，故D項(xiàng)說法正確；I2＝eq\f(U2,R)＝1A，故C項(xiàng)說法錯(cuò)誤；由電流比與線圈匝數(shù)成反比，即eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，所以I1＝eq\f(n2,n1)I2＝0.2A，故B項(xiàng)說法正確。9．(2012·四川高考)四川省“十二五”水利發(fā)展規(guī)劃指出，若按現(xiàn)有供水能力測(cè)算，我省供水缺口極大，蓄引提水是目前解決供水問題的重要手段之一。某地要把河水抽高20m，進(jìn)入蓄水池，用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)通過傳功效率為80%的皮帶，帶動(dòng)效率為60%的離心水泵工作。工作電壓為380V，此時(shí)輸入電動(dòng)機(jī)的電功率為19kW，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為0.4Ω。已知水的密度為1×103kg/m3，重力加速度取10m/s(1)電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻消耗的熱功率；(2)將蓄水池蓄入864m3解析：(1)設(shè)電動(dòng)機(jī)的電功率為P，則P＝UI ①設(shè)電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r上消耗的熱功率為Pr，則Pr＝I2r ②代入數(shù)據(jù)解得Pr＝1×103W。 ③(2)設(shè)蓄水總質(zhì)量為M，所用抽水時(shí)間為t。抽水高度為h，蓄水池容積為V，水的密度為ρ，則M＝ρV ④設(shè)質(zhì)量為M的河水增加的重力勢(shì)能為ΔEp，則ΔEp＝Mgh ⑤設(shè)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P0，則P0＝P－Pr ⑥根據(jù)能量守恒定律得P0t×60%×80%＝ΔEp ⑦代入數(shù)據(jù)解得t＝2×104s ⑧答案：(1)1×103W(2)2×104s10．(2012·江蘇高考)某興趣小組設(shè)計(jì)了一種發(fā)電裝置，如圖8所示。在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角均為eq\f(4,9)π，磁場(chǎng)均沿半徑方向。匝數(shù)為N的矩形線圈abcd的邊長ab＝cd＝l、bc＝ad＝2l。線圈以角速度ω繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，bc和ad邊同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)中，兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向始終與兩邊的運(yùn)動(dòng)方向垂直。線圈的總電阻為r，外接電阻為R。求：圖8(1)線圈切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小Em；(2)線圈切割磁感線時(shí)，bc邊所受安培力的大小F；(3)外接電阻上電流的有效值I。解析：(1)bc、ad邊的運(yùn)動(dòng)速度v＝ω