【物理】2019届二轮复习 直流电路与交流电路 作业 （全国通用）

【物理】2019届二轮复习 直流电路与交流电路 作业 （全国通用）

专题四·第一讲 直流电路与交流电路——课后“高仿”检测卷 一、高考真题集中演练——明规律 ‎1．(2016·全国卷Ⅱ)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为(　　)‎ A.　　　　　　　　　 B. C. D. 解析：选C　断开S和闭合S后等效电路分别如图甲、乙所示。‎ 根据串联电路的电压与电阻成正比可得甲、乙两图中电容器两极板间的电压U1＝E，U2＝E，C所带的电荷量Q＝CU，则Q1∶Q2＝3∶5，选项C正确。‎ ‎2． [多选](2016·全国卷Ⅲ)如图，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t＝0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则(　　)‎ A．两导线框中均会产生正弦交流电 B．两导线框中感应电流的周期都等于T C．在t＝时，两导线框中产生的感应电动势相等 D．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等 解析：选BC　两导线框匀速转动切割磁感线产生感应电动势的大小不变，选项A错误；导线框的转动周期为T，则感应电流的周期也为T，选项B正确；在t＝时，切割磁感线的有效长度相同，两导线框中产生的感应电动势相等，选项C正确；M导线框中一直有感应电流，N导线框中只有一半时间内有感应电流，所以两导线框的电阻相等时，感应电流的有效值不相等，选项D错误。 ‎ ‎3.(2016·全国卷Ⅰ)一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω 和4 Ω，为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为(　　)‎ A．2 B．3‎ C．4 D．5‎ 解析：选B　设原、副线圈的匝数比为k，根据变压器匝数比与电流成反比的关系，则原线圈电流为I时，副线圈电流为kI；原线圈电流为4I时，副线圈电流为4kI。‎ 根据变压器的输入功率等于输出功率得 UI－I2R1＝(kI)2(R2＋R3)‎ ‎4UI－(4I)2R1＝(4kI)2R2‎ 联立两式代入数据解得k＝3‎ 选项B正确。‎ ‎4.[多选](2016·全国卷Ⅲ)如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是(　　)‎ A．原、副线圈匝数比为9∶1‎ B．原、副线圈匝数比为1∶9‎ C．此时a和b的电功率之比为9∶1‎ D．此时a和b的电功率之比为1∶9‎ 解析：选AD　设灯泡的额定电压为U0，输入电压为灯泡额定电压的10倍时灯泡正常发光，则变压器原线圈的输入电压为9U0，变压器原、副线圈的匝数比为9∶1，选项A正确，选项B错误；由9U0Ia＝U0Ib得，流过b灯泡的电流是流过a灯泡电流的9倍，根据P＝UI，a、b灯泡的电功率之比为1∶9，选项C错误，选项D正确。‎ ‎5.(2015·全国卷Ⅰ)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则(　　)‎ A．U＝66 V，k＝ B．U＝22 V，k＝ C．U＝66 V，k＝ D．U＝22 V，k＝ 解析：选A　设原、副线圈中的电流分别I1、I2，则＝＝，故k＝＝ ‎。设原线圈两端的电压为U1，则＝＝，故U1＝3U，而原线圈上电阻分担的电压为U，故＋3U＝220 V，解得U＝66 V。选项A正确。‎ 二、名校模拟重点演练——知热点 ‎6.(2018·四川绵阳三诊)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1，原线圈接有定值电阻R0，副线圈接有两个阻值均为R的定值电阻，且R0＝2R。输入稳定的正弦交流电U0，下列说法正确的是(　　)‎ A．R0与R的电压比为2∶1‎ B．R0与R的电压比为1∶1‎ C．R0与R消耗的电功率比为4∶1‎ D．R0与R消耗的电功率比为1∶4‎ 解析：选A　设原线圈电流为I，则副线圈中电流I2＝I＝2I，则副线圈中每个电阻上的电流为I；则R0与R的电压比为＝＝；R0与R消耗的电功率比为＝＝，故A正确，B、C、D错误。‎ ‎7.(2018·东北三省四市二模)如图所示，接于理想变压器中的四个规格相同的灯泡都正常发光，那么，理想变压器的匝数比n1∶n2∶n3为(　　)‎ A．1∶1∶1　　　　　 B．3∶2∶1‎ C．6∶2∶1 D．2∶2∶1‎ 解析：选B　灯泡规格相同，且全部正常发光，可知流经每个灯泡的电流都相等，设为I，每个灯泡两端电压都相等，设为u，则U2＝2u，U3＝u；根据输入功率等于输出功率知：U1I＝U2I＋U3I，得U1＝3u，再根据电压与匝数成正比知n1∶n2∶n3＝U1∶U2∶U3＝3∶2∶1。故B正确，A、C、D错误。‎ ‎8.(2019届高三·衡水中学模拟)电动机的内电阻r＝2 Ω，与R＝8 Ω的电阻串联接在发电机线圈上，如图所示，已知线圈面积为 m2，共100匝，线圈的电阻为2 Ω，线圈在磁感应强度B＝ T 的匀强磁场中绕垂直磁感线的轴OO′以转速n＝600 r/min匀速转动时，在合上开关S后电动机正常工作，电压表的示数为100 V，下列说法正确的是(　　)‎ A．电路中电流的最大值为5 A B．电路中电流的最大值为10 A C．电动机正常工作时的输出功率为1 000 W D．电动机正常工作时的输出功率为800 W 解析：选B　线圈转动时的角速度：ω＝2π·n＝2π×10 rad/s＝20π rad/‎ s；线圈转动时产生的电动势的最大值为：Em＝NBSω＝100×××20π V＝200 V；有效值为：E＝＝200 V；设线圈的电阻为r′，则电路中的电流I＝＝ A＝10 A，故电路中最大电流为10 A，故A错误，B正确。电动机正常工作时的输出功率为：P＝UI－I2r＝100×10 W－102×2 W＝800 W，故C、D错误。‎ ‎9．(2018·江西重点中学联考)如图所示，边长为L，匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′以角速度ω匀速转动，轴OO′垂直于磁感线，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是(　　)‎ A．交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBωL2sin ωt B．变压器的输入功率与负载电阻消耗功率之比为1∶2‎ C．电压表示数为NBωL2‎ D．若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表的示数增大 解析：选C　从垂直于中性面位置开始计时，正方形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBL2ωcos ωt，故A错误；变压器的输入与输出功率之比为1∶1，故B错误；交流电在一个周期内有半个周期通过二极管，原线圈交流电压的最大值等于NBωL2，副线圈电压最大值为Um2＝2NBωL2，根据电流的热效应可得·＝T，解得U＝ NBωL2，故C正确；当滑动变阻器的滑片向下滑动时，R增大，根据理想变压器的变压原理知输出电压即电压表V的示数不变，电阻消耗的功率变小，故电流表示数变小，故D错误。‎ ‎10.(2019届高三·济宁五校联考)智能手机无线充电器的原理类似于变压器，由发射器和接收器组成，分别有一发射线圈和接收线圈。现将部分电路等效成如图所示的电路图，发射、接收线圈匝数比n1∶n2＝22∶1，接收线圈右侧连接有4个理想二极管，若A、B端输入电压为u＝311sin 100πt(V)，下列说法中正确的是(　　)‎ A．C端永远是负极 B．C、D端输出电压的有效值为10 V C．C、D端输出的交流电频率是50 Hz D．当A、B端输入恒定直流电时，C、D端输出的也是直流电 解析：选B　当A、B端输入交流电时，由于二极管的作用是只允许正向的电流通过，所以C端永远是正极，D端永远是负极，所以C、D 端输出的是直流电，故A、C错误。当A、B端输入电压为u＝311sin 100πt(V)时，即原线圈电压的有效值是220 V，根据电压与匝数成正比得副线圈的电压是10 V，副线圈右侧连接有4个理想二极管，二极管具有单向导电性，图中四个二极管左右两侧的正负极位置相反，所以不管交变电流方向怎样，C、D端就相当于接了副线圈两端，所以C、D端输出电压的有效值为10 V，故B正确。当A、B端输入恒定直流电时，变压器不起作用，C、D端无电流，故D错误。‎ ‎11．(2018·山东省实验中学一模)如图所示，理想变压器原线圈接电压为220 V的正弦交流电，开关S接1时，原、副线圈的匝数比为11∶1，滑动变阻器接入电路的阻值为10 Ω，电压表和电流表均为理想电表，下列说法正确的是(　　)‎ A．变压器输入功率与输出功率之比为11∶1‎ B．1 min内滑动变阻器上产生的热量为40 J C．仅将S从1拨到2，电流表示数变小 D．仅将滑动变阻器的滑片向下滑动，两电表示数均减小 解析：选C　根据理想变压器的特点可知，变压器的输入功率与输出功率之比为1∶1，故A错误；原、副线圈的电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压为U2＝U1＝×220 V＝20 V，则1 min内产生的热量为Q＝t＝×60 J＝2 400 J，故B错误；若只将S从1拨到2，副线圈的电压减小，副线圈中电流减小，原线圈中电流即电流表示数减小，故C正确；将滑动变阻器的滑片向下滑动，接入电路中的阻值变大，电流表的读数变小，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的读数不变，故D错误。‎ ‎12.(2018·河南南阳一中模拟)如图所示，一个匝数为N＝100匝，电阻不计的线框以固定转速50 r/s在匀强磁场中旋转，其产生的交流电通过一匝数比为n1∶n2＝10∶1的理想变压器给阻值R＝20 Ω的电阻供电，已知电压表的示数为20 V，从图示位置开始计时，下列说法正确的是(　　)‎ A．t＝0时刻线框内的电流最大 B．变压器原线圈中电流的有效值为10 A C．穿过线框平面的最大磁通量为 Wb D．理想变压器的输入功率为10 W 解析：选C　t＝0时刻线框在中性面位置，故感应电动势为零，感应电流为零，故A错误；副线圈中的电流I2＝＝ A＝1 A，根据电流与匝数成反比，＝ ，原线圈中电流的有效值I1＝I2＝×1 A＝0.1 A，故B错误；根据电压与匝数成正比，原线圈两端的电压U1＝200 V，角速度ω＝2πn＝100π rad/s，线圈产生最大感应电动势为200 V，由Em＝NBSω ‎，得最大磁通量Φ＝BS＝＝＝ Wb，故C正确；理想变压器输出功率P2＝U2I2＝20×1 W＝20 W，输入功率等于输出功率，所以变压器的输入功率为20 W，故D错误。‎ ‎13．(2018·陕西榆林模拟)图甲为小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为图乙中的正弦曲线。已知发电机线圈的内阻为5 Ω，外接灯泡的电阻为95 Ω，其他电阻不计，则(　　)‎ A．t＝0.005 s时穿过线圈的磁通量最大 B．1 s内线圈中的电流方向改变50次 C．灯泡两端的电压为19 V D．0～0.01 s内通过灯泡的电荷量为零 解析：选C　由题图乙可知t＝0.005 s时感应电动势最大，穿过线圈的磁通量为零，故A错误；由题图乙可知周期T＝0.02 s，线圈每转一周，电流方向改变两次，每秒钟电流方向改变100次，故B错误；由题图乙可知交流电电动势的最大值是Em＝20 V，有效值为：E＝＝20 V，根据闭合电路的分压特点得灯泡两端的电压为：U＝E＝×20 V＝19 V，故C正确；根据q＝得，0～0.01 s时间内通过灯泡的电荷量为q＝，Em＝BSω＝BS＝100πBS，代入数据联立得：q＝ C，故D错误。‎ ‎14．(2018·齐齐哈尔一模)如图所示的理想变压器电路中，变压器原、副线圈的匝数比为1∶2，在a、b端输入正弦交流电压U，甲、乙、丙三个灯泡均能正常发光，且三个灯泡的额定功率相等，则下列说法正确的是(　　)‎ A．乙灯泡的额定电流最大 B．甲灯泡的额定电压为U C．丙灯泡的电阻最小 D．乙灯泡的额定电压最小 解析：选B　设原线圈中电流为I1，根据电流比与变压器匝数成反比可知，副线圈中的电流为I1，即丙灯泡的额定电流为I1，设原线圈两端的电压为U1，则副线圈两端的电压为2U1，由于三个灯泡的额定功率相等，则U甲(I乙＋I1)＝U1I乙＝U1I1，可见乙灯的额定电流为I1，甲灯的额定电流为I甲＝I乙＋I1＝2I1，A错误；U甲＝U1＝U，B正确；由电阻定义式R 甲＝＝，R乙＝，R丙＝＝，C错误；甲灯的额定电压最小，D错误。‎