2025年高考二輪復習物理專題分層突破練10　恒定電流和交變電流2

專題分層突破練10恒定電流和交變電流選擇題:1~7題每小題8分,8~11題每小題11分,共100分基礎鞏固1.(多選)(2023全國乙卷)黑箱外有編號為1、2、3、4的四個接線柱,接線柱1和2、2和3、3和4之間各接有一個電阻,在接線柱間還接有另外一個電阻R和一個直流電源。測得接線柱之間的電壓U12=3.0V,U23=2.5V,U34=1.5V。符合上述測量結果的可能接法是()A.電源接在1、4之間,R接在1、3之間B.電源接在1、4之間,R接在2、4之間C.電源接在1、3之間,R接在1、4之間D.電源接在1、3之間,R接在2、4之間答案CD解析由于1、2間的電勢差為正,所以1要接電源正極。若電源接在1、4之間,如圖甲所示,不管電阻R接在1、3之間還是接在2、4之間,3、4間的電勢差一定是正的,即U34>0,與題目已知條件不符合,選項A、B錯誤。因此電源接在1、3之間,若電阻R接在1、4之間,如圖乙所示,則U13=U12+U23=5.5V,同時U13=U14+U43,因為U43=U34=1.5V,所以只要UR=U14=4V就能滿足題目要求,選項C正確。若電阻R接在2、4之間,如圖丙所示,則U23=2.5V,同時U23=U24+U43,因為U43=U34=1.5V,所以只要UR=U24=1V就能滿足題目要求,選項D正確。甲乙丙2.(多選)(2024新課標卷)電動汽車制動時可利用車輪轉動將其動能轉換成電能儲存起來。車輪轉動時帶動磁極繞固定的線圈旋轉,在線圈中產生電流。磁極勻速轉動的某瞬間,磁場方向恰與線圈平面垂直,如圖所示。將兩磁極間的磁場視為勻強磁場,則磁極再轉過90°時,線圈中()A.電流最小B.電流最大C.電流方向由P指向QD.電流方向由Q指向P答案BD解析本題考查交變電流的產生過程。開始時線圈處于中性面,這時電流最小,再轉過90°,電流最大,選項A錯誤,B正確。應用右手定則可得,磁極再轉過90°時,線圈中的電流方向由Q指向P,選項D正確,C錯誤。3.(2024遼寧丹東一模)如圖所示,理想變壓器原線圈接入正弦式交變電流,副線圈接入可變電阻R和小燈泡L(阻值不變)。電路中的電表均為理想電表。若可變電阻R的阻值變小,則下列說法正確的是()A.小燈泡會變暗B.電流表示數(shù)會變大C.電壓表示數(shù)不變D.理想變壓器的輸入功率變小答案B解析原線圈電壓不變,原、副線圈匝數(shù)不變,根據U1U2=n1n2可知,副線圈電壓不變,可變電阻R的阻值變小,總電阻變小,電流變大,小燈泡會變亮,根據I2I1=n1n2可知,電流表示數(shù)變大,故A錯誤,B正確;小燈泡兩端的電壓增大,則可變電阻兩端的電壓減小,4.(2024廣東卷)將阻值為50Ω的電阻接在正弦式交流電源上,電阻兩端電壓隨時間的變化規(guī)律如圖所示。下列說法正確的是()A.該交變電流的頻率為100HzB.通過電阻電流的峰值為0.2AC.電阻在1s內消耗的電能為1JD.電阻兩端電壓表達式為u=102sin(100πt)V答案D解析本題考查交變電流的表達式和“四值”問題。交變電流的頻率f=1T=50Hz,選項A錯誤;交變電流的峰值為Im=UmR=0.22A,選項B錯誤;電阻在1s內消耗的電能Q=U2Rt=10250×1J=2J,選項C錯誤;根據ut圖像得,ω=2πT=100πrad/s,電阻兩端電壓表達式為u=105.(2022河北卷)張家口市壩上地區(qū)的風力發(fā)電場是北京冬奧會綠色電能的主要供應地之一,其發(fā)電、輸電簡易模型如圖所示,已知風輪機葉片轉速為每秒z轉,通過轉速比為1∶n的升速齒輪箱帶動發(fā)電機線圈高速轉動,發(fā)電機線圈面積為S,匝數(shù)為N,勻強磁場的磁感應強度為B,t=0時刻,線圈所在平面與磁場方向垂直,發(fā)電機產生的交變電流經過理想變壓器升壓后,輸出電壓為U。忽略線圈電阻,下列說法正確的是()A.發(fā)電機輸出的電壓為2πNBSzB.發(fā)電機輸出交變電流的頻率為2πnzC.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2πNBSnz∶UD.發(fā)電機產生的瞬時電動勢e=2πNBSnzsin2πnzt答案C解析發(fā)電機線圈的轉速為nz,輸出交變電流的頻率為f=ω2π=nz,B錯誤;線圈繞垂直于磁場的軸勻速轉動,產生正弦式交變電流,最大值為Em=NBS·2π·nz,輸出電壓的有效值為E=Em2=2πNBSnz,A錯誤;變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1n2=EU=2πNBSnzU,C正確;6.(2024北京朝陽一模)如圖甲所示,R1是電阻箱,R2是定值電阻。閉合開關S,改變R1的阻值,兩理想電壓表V1、V2的示數(shù)隨R1阻值變化的關系如圖乙所示,已知圖線①和②為相互平行的直線。下列說法正確的是()A.圖線①表示電壓表V1的示數(shù)與R1的對應關系B.通過R1的電流隨R1的增大而減小C.R2兩端的電壓隨R1的增大而增大D.供電設備輸出的總功率隨R1的增大而增大答案D解析在如圖甲所示的電路中,閉合開關S后,電壓表V1測量R1兩端的電壓,電壓表V2測量R1與R2串聯(lián)后的電壓,電壓表V2的示數(shù)大于電壓表V1的示數(shù),所以圖線①表示電壓表V2的示數(shù)與R1的對應關系,故A錯誤;電路中的電流I=U1R1,由圖乙中的圖線②可知,R1增大時I不變,供電設備是恒流電源,故B錯誤;由圖乙可知,電壓表V1、V2的示數(shù)之差為定值,即R2兩端的電壓為定值,故C錯誤;因為R1增大時,電壓表V2的示數(shù)增大,I不變,根據P=UI可知,電路的總功率隨R1的增大而增大,7.(2024浙江溫州二模)某款全液冷超級充電樁如圖所示,其最大輸出電流為600A,充電電壓范圍為200V至1000V,并且該充電樁能根據不同電動汽車車型的充電需求智能分配所需充電功率。某款電動汽車總質量為1.6t,所用電池組規(guī)格為“360V150A·h”(內阻不能忽略),車上顯示屏顯示此次充電電量由30%充到80%用時10min,本次充電共消費60元(充電樁計費規(guī)則為每度電2元)。經實測,顯示屏電量由80%下降到50%共行駛了120km,已知該電動汽車行駛時的阻力為車重的150,則(A.充電樁上標識的“600kW”表示給各電動汽車充電時的平均功率B.該電動汽車充電的平均功率約為300kWC.該電動汽車充電的充電效率約為90%D.該電動汽車的電機將電能轉化為機械能的效率約為40%答案C解析根據最大充電電流與最大充電電壓可知,Pmax=UmaxImax=1000×600W=600kW,即600kW指的是充電樁最大充電功率,因為充電樁能根據不同電動汽車車型的充電需求智能分配所需充電功率,所以充電樁的平均充電功率必定小于最大功率,故A錯誤;該電動汽車充電時的平均功率約為P=Wt=360×150×3600×(80%-30%)10×60W=162kW,故B錯誤;該電動汽車的充電效率約為η1=360×150綜合提升8.電蚊拍利用高壓電擊網擊殺飛近的蚊蟲。如圖所示,將3V直流電壓通過轉換器轉變?yōu)檎沂浇蛔冸妷簎=3sin10000πtV,再將其加在理想變壓器的原線圈上,副線圈兩端接電擊網,電壓峰值達到2700V時可擊殺蚊蟲。下列說法正確的是()A.交流電壓表的示數(shù)為3VB.電蚊拍正常工作時,副線圈與原線圈匝數(shù)比需滿足n2nC.電擊網上的高頻電壓的頻率為10000HzD.將3V直流電壓連接在變壓器原線圈的兩端,電蚊拍也可以正常工作答案B解析正弦式交變電壓的有效值為U1=U1m2=322V,交流電壓表的示數(shù)為322V,故A錯誤;根據變壓器原、副線圈電壓比等于匝數(shù)比,可知副線圈與原線圈匝數(shù)比需滿足n2n1=U2mU1m≥27003=900,故B正確;電擊網上的高頻電壓的頻率為f=ω2π=109.(2024湖南常德一模)如圖甲所示的交變電路中,變壓器可看作理想變壓器,燈泡和電動機的額定電壓相等,當原線圈兩端接有如圖乙所示的交流電壓時,燈泡剛好正常發(fā)光,電動機也剛好正常工作。已知電動機的內阻r=0.1Ω,電動機的額定功率為2W,效率為80%,燈泡正常發(fā)光時電阻為0.5Ω。下列說法正確的是()A.燈泡的額定電壓為1VB.原、副線圈的匝數(shù)比為11∶1C.原線圈中的電流為5.5AD.燈泡中的電流1s內方向改變50次答案A解析由題意可知,電動機的輸出功率P出=80%P額=1.6W,則電動機的熱功率Pr=P額P出=0.4W,又Pr=Ir2r,解得Ir=2A,電動機額定功率P額=U2Ir,解得U2=1V,所以燈泡正常發(fā)光時兩端的電壓也為1V,則燈泡的額定電壓為1V,A正確;由以上分析可知副線圈的輸出電壓為1V,由題圖乙可知變壓器原線圈兩端電壓的有效值U=22V,由變壓器的工作原理得U1U2=n1n2,解得n1n2=221,故B錯誤;燈泡正常發(fā)光時,流過燈泡的電流I=U2R=2A,則流過副線圈的電流I2=I+Ir=4A,由變壓器的工作原理得I1I2=n2n1,解得原線圈中的電流I1=211A,故C錯誤;由題圖乙可知該交變電流的周期10.(2024安徽三模)除顫儀是用于突發(fā)心室纖顫等心臟疾病的急救醫(yī)療設備,某型號除顫儀電路原理如圖所示,某次調試時,電容器充電完畢,開關由“1”擲向“2”,放電電流平均值為2.8A,放電時間約為1×102s,已知電容器電容為2.0×105F,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比約為1∶70,則降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比約為()A.22∶1 B.112∶1C.7∶1 D.2∶1答案B解析由題意可知,第一個變壓器為降壓變壓器,第二個變壓器為升壓變壓器,由于放電電流平均值為2.8A,由電流的定義式有I=Qt,根據電容器的電容定義有C=QU4,得升壓變壓器副線圈兩端的電壓最大值為U4=1400V,由理想變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系有U3U4=n3n4,得升壓變壓器原線圈兩端的電壓最大值為U3=20V,11.(多選)(2023天津卷)“西電東送”是我國重要的戰(zhàn)略工程,從西部發(fā)電廠到用電量大的東部區(qū)域需要遠距離輸電。如圖為遠距離輸電的示意圖,升壓變壓器T1和降壓變壓器T2均視為理想變壓器,T1的原線圈接有電壓有效值恒定的交變電源,R為輸電導線的電阻,T2的副線圈并聯(lián)多個用電器,下列說法正確的是()A.T1輸出電壓等于T2輸入電壓B.T1輸出功率大于T2輸入功率C.用電器增多后,R消耗的功率減小D.用電器增多后,T2的輸出電壓降低答案BD解析由于遠距離輸電過程中,輸電線路中電阻R會分壓且產生熱量,產生功率損失,故T1輸出功率大于T2輸入功率,T1輸出電壓大于T2輸入電壓,故A錯誤,B正確。設升壓變壓器T1原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2,輸入、輸出電壓分別為U1、U2,根據理想變壓器電壓與原、副線圈匝數(shù)關系可得U1U2=n1n2,由于輸入電壓U1不變,原、副線圈匝數(shù)比n1n2不變