【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2021高考物理二輪復(fù)習(xí)(江蘇專(zhuān)用)-專(zhuān)題提升訓(xùn)練-第9講-恒定電流和交變電流

第9講恒定電流和交變電流一、單項(xiàng)選擇題1. 如圖4－9－18所示，抱負(fù)變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1，和均為抱負(fù)電表，燈泡電阻RL＝6Ω，AB端電壓u1＝12eq\r(2)sin100πt(V)，下列說(shuō)法正確的是 ()圖4－9－18 A．電流頻率為100Hz B.的讀數(shù)為24V C.的讀數(shù)為0.5A D．變壓器輸入功率為6W 解析由ω＝2πf＝100πrad/s得：f＝50Hz，A錯(cuò)．有效值U1＝12V，又eq\f(U2,U1)＝eq\f(n2,n1)得：U2＝6V，I2＝eq\f(U2,RL)＝1A，B、C項(xiàng)錯(cuò)．由能量守恒得P1＝P2＝U2I2＝6W，D對(duì)． 答案D2．熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件，其電阻Rt隨溫度t變化的圖線如圖4－9－19甲所示．如圖乙所示電路中，熱敏電阻Rt與其他電阻構(gòu)成的閉合電路中，當(dāng)Rt所在處溫度上升時(shí)，兩電表讀數(shù)的變化狀況是 ()圖4－9－19 A．A變大，V變大 B．A變大，V變小 C．A變小，V變大 D．A變小，V變小 解析由電路圖可知，電壓表和電流表與熱敏電阻是間接并聯(lián)關(guān)系，當(dāng)Rt所在處溫度上升時(shí)，Rt的阻值減小，利用“并同串反”知電流表和電壓表的讀數(shù)都減?。?答案D3．(2021·四川卷，2)用220V的正弦溝通電通過(guò)抱負(fù)變壓器對(duì)一負(fù)載供電，變壓器輸出電壓是110V，通過(guò)負(fù)載的電流圖象如圖4－9－20所示，則 ()圖4－9－20 A．變壓器輸入功率約為3.9W B．輸出電壓的最大值是110V C．變壓器原、副線圈匝數(shù)比是1∶2 D．負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i＝0.05sin(100πt＋eq\f(π,2))A 解析由題意知：U1＝220V，U2＝110V，所以eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝2∶1，U2m＝110eq\r(2)V，選項(xiàng)B、C均錯(cuò)誤． 由圖象可知：I2m＝0.05A，T＝0.02s，則負(fù)載電流的表達(dá)式為i＝0.05sin(100πt)A，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．變壓器的輸入功率P1＝P2＝I2U2＝eq\f(0.05,\r(2))×110W≈3.9W，選項(xiàng)A正確． 答案A4．如圖4－9－21所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝12V，內(nèi)阻r＝3Ω，R0＝1Ω，直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻R′0＝1Ω，當(dāng)調(diào)整滑動(dòng)變阻器R1時(shí)可使甲電路輸出功率最大，調(diào)整R2時(shí)可使乙電路輸出功率最大，且此時(shí)電動(dòng)機(jī)剛好正常工作(額定輸出功率為P0＝2W)，則R1和R2連入電路中的值分別為 ()圖4－9－21 A．2Ω，2Ω B．2Ω，1.5Ω C．1.5Ω，1.5Ω D．1.5Ω，2Ω 解析由于題中甲電路是純電阻電路，當(dāng)外電阻與電源內(nèi)阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，所以R1＝2Ω；而乙電路是含電動(dòng)機(jī)電路，歐姆定律不適用，電路的輸出功率P＝IU＝I(E－Ir)，當(dāng)I＝eq\f(E,2r)＝2A時(shí)，輸出功率P有最大值，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為2W，發(fā)熱功率為4W，所以電動(dòng)機(jī)的輸入功率為6W，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為3V，電阻R2兩端的電壓為3V，所以R2＝1.5Ω，選項(xiàng)B正確． 答案B5．(2022·莆田一模)如圖4－9－22所示，一抱負(fù)變壓器原線圈匝數(shù)n1＝1000匝，副線圈匝數(shù)n2＝200匝，原線圈中接一交變電源，交變電源電壓u＝220eq\r(2)sin100πtV．副線圈中接一電動(dòng)機(jī)，電阻為11Ω，電流表A2示數(shù)為1A．電表對(duì)電路的影響忽視不計(jì)，則 ()圖4－9－22 A．此溝通電的頻率為100Hz B．電壓表示數(shù)為220eq\r(2)V C．電流表A1示數(shù)為5A D．此電動(dòng)機(jī)輸出功率為33W 解析由ω＝2πf得溝通電的頻率為50Hz，故A錯(cuò)誤；電壓表、電流表測(cè)量所得的是交變電流的有效值，故電壓表讀數(shù)為220V，故B錯(cuò)誤；由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可知I1＝I2eq\f(n2,n1)＝0.2A，故C錯(cuò)誤；由P出＝P入－P熱＝U2I2－Ieq\o\al(2,2)R＝33W，故D正確． 答案D6．(2022·廈門(mén)一模)在某交變電流電路中，有一個(gè)正在工作的抱負(fù)變壓器，如圖4－9－23所示．它的原線圈匝數(shù)n1＝600匝，溝通電源的電動(dòng)勢(shì)e＝311sin(100πt)V(不考慮其內(nèi)阻)，電壓表和電流表對(duì)電路的影響可忽視不計(jì)，原線圈串聯(lián)一個(gè)額定電流為0.2A的保險(xiǎn)絲，副線圈匝數(shù)n2＝120匝，為保證保險(xiǎn)絲不被燒斷，則 ()圖4－9－23 A．負(fù)載功率不能超過(guò)62W B．副線圈電流最大值不能超過(guò)1A C．副線圈電路中的電阻R不能小于44Ω D．副線圈電路中電壓表的讀數(shù)為62V 解析由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得U2＝44V，D錯(cuò)；由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)得I2≤1A，所以負(fù)載功率最大為P2＝U2I2≤44W，A錯(cuò)；副線圈中的電流最大值為Im＝eq\r(2)A，故B錯(cuò)；由R＝eq\f(U\o\al(2,2),P2)得R≥44Ω，C對(duì)． 答案C7．如圖4－9－24所示，某發(fā)電機(jī)輸出功率是100kW，輸出電壓是250V，從發(fā)電機(jī)到用戶間的輸電線總電阻為8Ω，要使輸電線上的功率損失為5%，而用戶得到的電壓正好為220V，求升壓變壓器和降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比分別是 ()圖4－9－24 A．16∶1190∶11 B．1∶1611∶190 C．1∶16190∶11 D．16∶111∶190 解析輸電線損失功率 P損＝100×103×5%W＝5×103W， 所以，輸電線電流I2＝eq\r(\f(P損,R線))＝25A， 升壓變壓器原線圈電流I1＝eq\f(P總,U1)＝400A， 故升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)＝eq\f(1,16). 升壓變壓器副線圈端電壓U2＝eq\f(n2,n1)·U1＝4000V， 輸電線損失電壓U損＝I2·R線＝200V， 降壓變壓器原線圈電壓U3＝U2－U損＝3800V， 故降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為eq\f(n3,n4)＝eq\f(U3,U4)＝eq\f(190,11). 故選項(xiàng)C正確． 答案C二、多項(xiàng)選擇題8．如圖4－9－25所示，用抱負(fù)變壓器給電燈L供電，假如只增加副線圈的匝數(shù)，其他條件不變，則 ()圖4－9－25 A．電燈L亮度減小 B．電流表示數(shù)增大 C．電壓表示數(shù)增大 D．變壓器輸入功率不變 解析由抱負(fù)變壓器的電壓比等于匝數(shù)比可得eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)，n2增加，則副線圈兩端電壓增加，電壓表的讀數(shù)增大，加在電燈兩端的電壓增大，電燈變亮，即變壓器的輸出功率增大，由于抱負(fù)變壓器的輸入功率等于輸出功率，則輸入功率也隨之增大，依據(jù)P＝U1I1，可知電流表的讀數(shù)增大，選項(xiàng)B、C正確，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤． 答案BC9．現(xiàn)用電壓為380V的正弦式溝通電給額定電壓為220V的電燈供電，以下電路中可能使電燈正常發(fā)光的有 () 解析由圖可知，A、B選項(xiàng)中均有電阻分壓，可以使電燈正常發(fā)光；C選項(xiàng)為降壓變壓器，通過(guò)變壓器降壓也可以使電燈正常發(fā)光；D選項(xiàng)為升壓變壓器，電燈兩端的電壓要大于380V，不行行． 答案ABC10．如圖4－9－26所示，有一臺(tái)溝通發(fā)電機(jī)E，通過(guò)抱負(fù)升壓變壓器T1和抱負(fù)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肯定，當(dāng)用戶消耗的電功率變大時(shí)，有 ()圖4－9－26 A．U2減小，U4變大 B．U2不變，U3變小 C．P1變小，P2變小 D．P2變大，P3變大 解析由抱負(fù)變壓器輸出功率打算輸入功率可得，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，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得U3＝U2－I2R，故U3減小，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)不變，所以U4減小，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；由于用戶功率增加，即P4增加，抱負(fù)變壓器無(wú)功率損耗可得：P3＝P4，功率P3也增加，由以上分析可知P1、P2增大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確． 答案BD11．(2022·南京、鹽城市二模)圖4－9－27甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為1∶100，降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為100∶1，遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為100Ω.若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示，輸入功率為750kW.下列說(shuō)法中正確的有 ()圖4－9－27 A．用戶端溝通電的頻率為50Hz B．用戶端電壓為250V C．輸電線中的電流為30A D．輸電線路損耗功率為180kW 解析變壓器不轉(zhuǎn)變溝通電的頻率，A項(xiàng)正確，因輸電線路上有電壓損失，故用戶端電壓小于250V，B項(xiàng)錯(cuò)誤，由P＝UI得I1＝eq\f(P,U1)＝3000A，則輸電線路中的電流I2＝eq\f(n1,n2)I1＝30A，C項(xiàng)正確，輸電線路損耗功率為P損＝I2R線＝302×100W＝90kW，D項(xiàng)錯(cuò)． 答案AC12. (2022·全國(guó)卷新課標(biāo)Ⅱ，21)如圖4－9－28，一抱負(fù)變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2.原線圈通過(guò)一抱負(fù)電流表○接正弦溝通電源，一個(gè)二極管和阻值為R的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端．假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無(wú)窮大．用溝通電壓表測(cè)得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd，則 ()圖4－9－28 A．Uab：Ucd＝n1：n2 B．增大負(fù)載電阻的阻值R，電流表的讀數(shù)變小 C．負(fù)載電阻的阻值越小，cd間的電壓Ucd越大 D．將二極管短路，電流表的讀數(shù)加倍 解析若變壓器初級(jí)電壓為Uab，則次級(jí)電壓為U2＝eq\f(n2,n1)Uab；由于二極管的單向?qū)щ娦允沟酶本€圈中的反向電流為零，由有效值的定義可得eq\f(U\o\al(2,cd),R)T＝eq\f(U\o\al(2,2),R)·eq\f(T,2)解得Ucd＝eq\f(\r(2),2)U2，故eq\f(Uab,Ucd)＝eq\f(\r(2)n1,n2)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；增大負(fù)載的阻值R，則變壓器次級(jí)電流減小，則初級(jí)電流也減小，即電流表的讀數(shù)減小，選項(xiàng)B正確；cd間的電壓由變壓器的初級(jí)電壓打算，與負(fù)載電阻R的大小無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若二極管短路則Ucd′＝U2，由P＝eq\f(U\o\al(2,cd),R)＝eq\f(U\o\al(2,2),2R)和P′＝eq\f(Ucd′2,R)＝eq\f(U\o\al(2,2),R)知功率加倍，則次級(jí)電流會(huì)加倍，則初級(jí)電流也加倍，選項(xiàng)D正確． 答案BD13. 如圖4－9－29所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r，兩平行金屬板間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)．開(kāi)關(guān)S閉合后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片位于圖示位置時(shí)，一帶電粒子恰好以速度v勻速穿過(guò)兩板．若不計(jì)重力，以下說(shuō)法正確的是 ()圖4－9－29 A．假如將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，粒子將連續(xù)沿直線運(yùn)動(dòng) B．保持開(kāi)關(guān)閉合，將a極板向下移動(dòng)一點(diǎn)，粒子可能向上偏轉(zhuǎn) C．保持開(kāi)關(guān)閉合，將滑片P向上滑動(dòng)一點(diǎn)，粒子將可能從下極板邊緣射出 D．保持開(kāi)關(guān)閉合，將滑片P向下滑動(dòng)一點(diǎn)，粒子將可能從下極板邊緣射出 解析將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電容器將通過(guò)滑動(dòng)變阻器放電，a、b板間的場(chǎng)強(qiáng)漸漸削減到零，所以粒子受到的洛倫茲力大 于電場(chǎng)力，粒子將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A錯(cuò)誤．保持開(kāi)關(guān)閉合，將a極板向下移動(dòng)一點(diǎn)，電容增大，電容器充電，兩極板之間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，粒子所受電場(chǎng)力增大，粒子可能向上偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)B正確．保持開(kāi)關(guān)閉合，將滑片P向上滑動(dòng)一點(diǎn)，平行金屬板間電壓降低，粒子所受電場(chǎng)力小于洛倫茲力．若粒子帶負(fù)電，粒子將可能從下極板邊緣射出，選項(xiàng)C正確．保持開(kāi)關(guān)閉合，將滑片P向下滑動(dòng)一點(diǎn)，平行金屬板間電壓上升，粒子所受電場(chǎng)力大于洛倫茲力．若粒子帶正電，粒子將可能從下極板邊緣射出，選項(xiàng)D正確． 答案BCD14．(2022·上海卷，18)如圖4－9－30，電路中定值電阻阻值R大小電源內(nèi)阻阻值r，將滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)，抱負(fù)電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的確定值分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3，抱負(fù)電流表A示數(shù)變化量的確定值為ΔI，則 ()圖4－9－30 A．A的示數(shù)增大 B．V2的示數(shù)增大 C．ΔU3與ΔI的比值大于r D．ΔU1大于ΔU2 解析據(jù)題抱負(fù)電壓表內(nèi)阻無(wú)窮大，相當(dāng)于斷路．抱負(fù)電流表內(nèi)阻為零，相當(dāng)短路，所以R與變阻器串聯(lián)，電壓表V1、V2、V3分別