【物理】2020届二轮复习分层突破练11　恒定电流和交变电流作业

【物理】2020届二轮复习分层突破练11　恒定电流和交变电流作业

专题分层突破练11　恒定电流和交变电流 A组 ‎ 　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1.如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器R的滑片向右滑动的过程中(　　)‎ A.电流表A1的示数变小 B.电流表A2的示数变小 C.电压表V的示数变小 D.电阻R1的电功率变大 ‎2.电动势为E,内阻为r的电源与可变电阻R1、R2、R3以及一平行板电容器连成如图所示的电路。当开关S闭合后,两平行金属板A、B间有一带电液滴恰好处于静止状态。下列说法正确的是(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.将R1的滑片向右移动一小段距离,带电液滴将向下运动 B.将R2的滑片向右移动一小段距离,电容器两极板的电荷量将增加 C.增大电容器两板间的距离,电容器两极板的电荷量将增加 D.减小R3的阻值,R2两端的电压的变化量小于R3两端的电压的变化量 ‎3.某直流电动机,线圈电阻是0.5 Ω,当它两端所加的电压为6 V时,通过电动机的电流为2 A。由此可知(　　)‎ A.电动机发热的功率为72 W B.电动机消耗的电功率为72 W C.电动机输出的机械功率为10 W D.电动机的工作效率为20%‎ ‎4.(多选)(2019四川成都高三三模)一不计电阻的矩形导线框,在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生的正弦交变电流如图甲所示。把该交变电流接在图乙中理想变压器的a、b两端,Rt为热敏电阻(温度升高时,其电阻减小),R为定值电阻,电压表和电流表均为理想电表。下列说法正确的是(　　)‎ A.在t=1.5×10-2 s时刻,线框平面与磁场方向垂直 B.该交变电流的电压的瞬时值表达式为u=22‎2‎sin 100πt(V)‎ C.Rt处温度升高时,V1表示数与V2表示数的比值增大 D.Rt处温度升高时,V2表示数与A表示数的比值不变 ‎5.(2019辽宁大连模拟)将u=220‎2‎sin(100πt)V的电压输入如图所示的理想变压器的原线圈,原、副线圈的匝数比为n1∶n2=55∶1,R=10 Ω。下列说法正确的是(　　)‎ A.该交变电流的频率为100 Hz B.闭合开关S后,电流表的读数为0.22 A C.闭合开关S后,电阻消耗的电功率为1.6 W D.断开开关S后,电流表的读数为0.22 A ‎6.一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=55∶3,原线圈输入电压u随时间t的变化规律为u=220‎2‎sin 100πt V。理想交流电压表V、理想交流电流表A按所示方式连接,副线圈接入一个R=6 Ω的电阻,则(　　)‎ A.经过1分钟电阻产生的热量是24 J B.与电阻并联的电压表的示数为20.0 V C.电流表A的示数约为0.11 A D.当再将一个电阻与电阻R并联时,变压器的输出电压减小 ‎7.硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点。如图所示,图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象(电池内阻不是常数),图线b是某电阻R的U-I图象。在该光照强度下将它们组成闭合回路时,硅光电池的内阻为(　　)‎ A.5.5 Ω B.7.0 Ω C.12.0 Ω D.12.5 Ω ‎8.如图所示为某山区小型电站输电示意图,发电厂发出U1=220‎2‎sin 100πt(V)的交变电流通过变压器升压后进行高压输电,接近用户时再通过降压变压器降压给用户供电,图中高压输电线部分总电阻为r,负载端的电压表是理想交流电表,下列有关描述正确的是(　　)‎ A.若开关S1、S2都断开,则电压表示数为零 B.负载端所接收到交变电流的频率为25 Hz C.深夜开灯时灯特别亮是因为高压输电线上电压损失减小的缘故 D.用电高峰期灯泡较暗,可通过减少降压变压器副线圈的匝数来提高其亮度 ‎9.(多选)如图甲的电路中,电阻R1=R2=R,和R1并联的D是理想二极管(正向电阻可视为零,反向电阻为无穷大),在A、B之间加一个如图乙所示的交流电压(电压为正值时,UAB>0)。由此可知(　　)‎ A.在A、B之间所加的交流电压的周期为2×10-2 s B.在A、B之间所加的交流电压的瞬时值表达式为u=220‎2‎sin 50πt(V)‎ C.加在R1上电压的有效值为55‎2‎ V D.加在R1上电压的有效值为55‎10‎ V B组 ‎10.(多选)如图所示的电路中,电源电动势、内阻分别为E、r,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动时。下列说法正确的是(不考虑灯丝电阻随温度的变化)(　　)‎ A.小灯泡L1变暗 ‎ B.电压表读数变大 C.小灯泡L2变亮 ‎ D.电容器带电荷量减少 ‎11.(2019四川成都调研)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=‎1‎‎9‎ B.U=22 V,k=‎‎1‎‎9‎ C.U=66 V,k=‎1‎‎3‎ D.U=22 V,k=‎‎1‎‎3‎ ‎12.(2019吉林长春三校联考)如图所示,为了浴室用电安全,某同学用理想变压器给浴室降压供电,理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1,原线圈输入交变电压u=311sin(100πt)V。已知照明灯额定功率为44 W,排气扇电动机内阻为1 Ω,电流表示数为2 A,各用电器均正常工作,电表均为理想表。则(　　)‎ A.电压表示数为62 V B.变压器的输入功率为186 W C.排气扇输出功率为43 W D.保险丝熔断电流不得低于2 A 专题分层突破练11　恒定电流 和交变电流 ‎1.A　解析 滑动变阻器左边部分的电阻并联接入电路,滑片向右滑动,并联的电阻增大,总电阻增大,由I=ER‎1‎‎+R并+r可知干路电流变小,则A1表的示数变小,根据PR1=I2R1可得电阻R1的电功率变小,则A正确、D错误。由U并=E-I(R1+r)可知并联部分的电压增大,‎ 即电压表的示数变大,C错误。由IA2=U并R‎2‎,因R2阻值不变,则电流表A2的示数变大,则B错误。故选A。‎ ‎2.D　解析 将R1的滑片向右移动一小段距离,电容器两端电压与R3两端电压相等,保持不变,故液滴受到的电场力不变,仍保持静止,故A错误;将R2的滑片向右移动一小段距离,那么,接入电路的电阻增大,故电流减小,所以,R3两端电压减小,即电容器两极板电压减小,故电荷量Q=CU减小,故B错误;增大电容器两板间的距离,电容器电容C=εrS‎4πkd减小,电容器两极板的电压不变,那么电荷量Q=CU减小,故C错误;减小R3的阻值,电路电阻减小,电流增大,那么R2两端的电压的变化量+内阻r上电压的变化量=R3两端的电压的变化量,所以R2两端的电压的变化量小于R3两端的电压的变化量,故D正确;故选D。‎ ‎3.C　解析 直流电动机线圈电阻为R,当电动机工作时通过的电流为I,两端的电压为U时,总功率为:P=UI=2×6 W=12 W;发热功率为:P热=I2R=22×0.5 W=2 W;根据能量守恒定律,其输出功率是:P出=P-P热=12 W-2 W=10 W;机械的工作效率为P出P×100%=83.3%;则选项C正确,ABD错误。‎ ‎4.BC　解析 在t=1.5×10-2 s时刻,交流电压最大,穿过线圈的磁通量的变化率最大,穿过该线圈的磁通量为零,线框平面与磁场方向平行,故A错误;由图知,最大电压Um=22‎2‎ V,周期0.02 s,角速度是ω=‎2π‎0.02‎=100π rad/s,则该交变电流的电压的瞬时值表达式为u=22‎2‎sin 100πt(V),故B正确;Rt处温度升高时,原副线圈电压比不变,故副线圈两端电压不变,设副线圈两端电压为u0,Rt温度升高时,阻值减小,则副线圈所在电路的电流I=u‎0‎R总,电流变大,根据闭合电路欧姆定律:U2=u0-IR,故V2示数减小,则电压表V1、V2示数的比值增大,故C正确;Rt处温度升高时,阻值减小,V2表示数与A表示数的比值等于电阻Rt,故减小,故D错误。‎ ‎5.C　解析 根据输入电压瞬时值表达式u=220‎2‎sin(100πt)V可知,输入交变电流的频率f=‎100π‎2π Hz=50 Hz,选项A错误;原线圈输入电压U1=220 V,根据变压器变压公式,副线圈输出电压为U2=4 V,闭合开关S后,电阻R中电流为I2=U‎2‎R=0.4 A,电阻消耗电功率P=U2I2=4×0.4 W=1.6 W,选项C正确;对于理想变压器,输入功率等于输出功率,由 P=U1I1可得I1≈0.007 3 A,选项B错误;断开开关S后,变压器输出功率为零,输入功率为零,所以电流表读数为零,选项D错误。‎ ‎6.C　解析 变压器原线圈电压有效值为220 V,则副线圈电压为U2=n‎2‎n‎1‎U1=220×‎3‎‎55‎ V=12 V,则电压表读数为12 V,经过1分钟电阻上产生的焦耳热为:Q=U‎2‎‎2‎Rt=‎1‎‎2‎‎2‎‎6‎×60 J=1 440 J,选项A、B错误;电流表A的读数:I1=n‎2‎n‎1‎I2=‎3‎‎55‎‎×‎‎12‎‎6‎ A=‎6‎‎55‎ A≈0.11 A,选项C正确;变压器输出电压只与原、副线圈匝数比有关,故选项D错误;故选C。‎ ‎7.A　解析 由欧姆定律得U=E-Ir,当I=0时,E=U,由a与纵轴的交点读出电源的电动势为:E=3.6 V。根据两图线交点处的状态可知,电阻的电压为U=2.5 V,电流为I=0.2 A,则硅光电池的内阻为:r=E-UI‎=‎‎3.6-2.5‎‎0.2‎ Ω=5.5 Ω,故A正确。‎ ‎8.C　解析 S1、S2都断开时变压器空载,副线圈两端有电压,电压表示数不为零,故选项A错误;变压器不能改变频率,故负载端交流电的频率还是50 Hz,故选项B错误;深夜大部分电器已停用,干路中电流减小,线路损耗也减小,用户得到的电压较高,故此时开灯就较亮,故选项C正确;用电高峰时,负载增多,负载电阻减小,干路中电流增大,因此输电线损耗电压增大,导致降压变压器的输入电压降低。为提高负载电压,可增大降压变压器的副线圈的匝数,使输出电压提高,故选项D错误。‎ ‎9.AC　解析 由图象可得交变电流的周期为T=2×10-2 s,故A正确。电压最大值为Um=220‎2‎ V,交流电压的瞬时值表达式为u=Umsin ωt=220‎2‎sin ‎2πTt=220‎2‎sin 100πt(V),故B错误。当电源在正半轴时A点电位高于B点电位,二极管导通,即R1被短路。电源在负半轴时B点电位高于A点电位,二极管截止,R1、R2串联。设R1上电压的有效值为U。根据有效值的定义得:U‎2‎R‎1‎‎2‎T=‎(‎1‎‎2‎×‎Um‎2‎‎)‎‎2‎R‎1‎‎2‎‎×‎T‎2‎,解得:U=55‎2‎ V,故C正确,D错误。‎ ‎10.AC　解析 在滑动变阻器的滑片由右端向左端移动的过程中,L1并联总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律分析可知,电路中总电流增大,路端电压减小,即电压表的读数减小。由于电路中总电流增大,小灯泡L2两端电压增大,小灯泡L2功率增大,灯变亮。根据串联分压可得小灯泡L1两端电压减小,功率减小,灯变暗。小灯泡L2两端电压增大,电容器两端电压增大,电容器带电荷量增大,故AC正确,BD错误。‎ ‎11.A　解析 设原、副线圈中的电流分别为I1、I2,则I‎1‎I‎2‎‎=n‎2‎n‎1‎=‎‎1‎‎3‎,故k=I‎1‎‎2‎RI‎2‎‎2‎R‎=‎‎1‎‎9‎。设原线圈两端的电压为U1,则U‎1‎U‎=n‎1‎n‎2‎=‎‎3‎‎1‎,故U1=3U,而原线圈上电阻分担的电压为‎1‎‎3‎U,故U‎3‎+3U=220 V,解得U=66 V。选项A正确。‎ ‎12.C　解析 原线圈输入电压最大值为Um=311 V,原线圈输入电压为U1=220 V,根据变压器变压公式,U1∶U2=5∶1,可知副线圈输出电压U2=44 V,选项A错误;变压器的输出功率为P出=U2I2=44×2 W=88 W,根据变压器输入功率等于输出功率,可知变压器输入功率为P入=88 W,选项B错误;由P出=P灯+P扇=44 W+P扇=88 W可得,P扇=44 W,照明灯中电流I灯=P灯U‎2‎=1 A,排气扇中电流I=I2-I灯=1 A,排气扇内阻发热功率为P内=I2r=1 W,由P扇=P内+P出'可得排气扇输出功率为P出'=43 W,选项C正确;由P入=U1I1,解得保险丝中电流I1=0.4 A,即保险丝熔断电流不得低于0.4 A,选项D错误。‎