2018高考物理二轮复习练案直流与交流电路问题（附答案）

专题四　第11讲

限时：40分钟
一、选择题(本题共16小题，其中1～8题为单选，9 ～16题为多选)
1．(2019•四川师大二模)如图所示电路中，电源电动势为E、内阻为r，电阻R2、R3为定值电阻，R1为滑动变阻器，A、B为电容器的两个极板。当滑动变阻器R1处于某位置时，A、B两板间的带电油滴静止不动。则下列说法中正确的是导学号 86084229( B )

A．仅把R1的触头向右滑动时，电流表读数减小，油滴向下运动
B．仅把R1的触头向右滑动时，电流表读数减小，油滴向上运动
C．仅把两极板A、B间距离减小，油滴向下运动
D．仅把两极板A、B间相对面积减小，油滴向下运动
[解析]　仅把R1的触头向右滑动时，R1增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，路端电压增大，则电流表读数减小。由E＝Ud分析可知，板间场强增大，油滴所受电场力增大，则油滴向上运动。故A错误，B正确；仅把两极板A、B间距离d减小，电容器的电压不变，由E＝Ud分析可知，板间场强增大，油滴所受电场力增大，则油滴向上运动。而电路其他部分不变，电流表读数不变。故C错误；仅把两极板A、B间相对面积减小，U和d不变，则板间场强不变，油滴所受电场力不变，则油滴仍保持静止。电流表读数不变。故D错误。
2．(2019•河南省济源市二模)如图甲所示，在匀强磁场中，一巨型金属线圈两次以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的e－t图象分别如图乙中曲线a、b所示，则导学号 86084230( D )

A．t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零
B．曲线a表示的交变电流的频率为25 Hz
C．曲线b表示的交变电动势有效值为15 V
D．曲线a、b对应的线圈转速之比为3?2
[解析]　在t＝0时刻，线圈一定处在中性面上，此时磁通量最大，故A错误；曲线a的交变电流的频率f＝1T＝10.02＝50 Hz，故B错误；由图可知，a的周期为2×10－2s；b的周期为3×10－2s，则由n＝1T可知，转速与周期成反比，故曲线a、b对应的线圈转速之比为3?2，曲线a表示的交变电动势最大值是30 V，根据Em＝nBSω得曲线b表示的交变电动势最大值是20 V，则有效值为U＝202V＝102V；故C错误，D正确。
3．(2019•山东省聊城市二模)如图所示，理想变压器的原副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，原线圈接正弦式交流电，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升，若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电压表的读数为导学号 86084231( A )

A．4IR＋mgvI　　　　　　　B．mgvI
C．4IR　 D．14 IR＋mgvI
[解析]　电流与匝数成反比，副线圈的电流为2I，输入功率等于副线圈消耗的功率：P＝(2I)2R＋mgv＝UI，所以电压表的读数U＝4IR＋mgvI。故选A。
4．(2019•江西省二模)如图所示，理想变压器原线圈两端A、B接在电动势为E＝8 V，内阻为r＝2 Ω的交流电源上，理想变压器的副线圈两端与滑动变阻器Rx相连，变压器原副线圈的匝数比为1∶2，当电源输出功率最大时导学号 86084232( D )

A． 滑动变阻器的阻值Rx＝2 Ω
B．最大输出功率P＝4 W
C．变压器的输出电流I2＝2 A
D．滑动变阻器的阻值Rx＝8 Ω
[解析]　当外电路电压等于内电路电压时电源输出功率最大，即U1＝Ur，而且U1＋Ur＝8 V，故U1＝4 V，根据欧姆定律可得I1＝Urr＝2 A，故根据I1I2＝n2n1可得副线圈中的电流为I2＝1 A，根据U1U2＝n1n2可得副线圈两端的电压U2＝8 V，故Rx＝U2I2＝81Ω＝8 Ω，最大输出功率为P＝U2I2＝8 W，故D正确。
5．(2019•江苏省泰州市一模)如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻为r，R0为固定电阻，当滑动变阻器R的触头向上移动时，下列论述正确的是导学号 86084233( B )

A．灯泡L一定变亮 B．伏特表的示数变小
C．安培表的示数变小　 D．R0消耗的功率变小
[解析]　当R的滑动触点向上移动时，R变小，外电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律知，总电流I变大，电源的内电压变大，则路端电压变小，因此伏特表读数变小。灯泡L的电压减小，则灯L一定变暗。故A错误，B正确；路中并联部分电压变小，通过L的电流减小，而总电流增大，则安培表A的读数变大，R0消耗的功率变大。故C、D错误。
6．(2019•宁夏中卫市一模)如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1?n2＝22?1，原线圈接u1＝2202sin100πt(V)的交流电，电阻R＝10 Ω，电流表、电压表均为理想电表，则导学号 86084234( D )

A．电压表的读数为102 V
B．电流表的读数为22 A
C．电阻R消耗的功率为102 W
D．变压器的输出功率为10 W
[解析]　输入电压的有效值为：U1＝Em2＝22022V＝220 V，根据U1U2＝n1n2得：U2＝n2n1U1＝122×220 V＝10 V，故A错误；电流表的示数为：I2＝U2R＝1010A＝1 A，故B错误；电阻消耗的功率为：P2＝U2I2＝10×1 W＝10 W，故C错误；理想变压器的输入电功率等于负载消耗功率，故为：P1＝P2＝10 W，故D正确。
7．(2019•山东省日照市二模)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈。某自耦变压器的电路如图所示，副线圈匝数可调。已知变压器的线圈总匝数为1 100匝，原线圈接在e＝2202sin100πtV的交流电源上。副线圈接阻值为44 Ω的负载电阻，正常工作时消耗的功率为11 W。已知负载电阻正常工作，则下列说法正确的是导学号 86084235( C )

A．副线圈的匝数是100匝
B．通过原线圈的电流为5 A
C．副线圈的输出电压为22 V
D．副线圈上输出电压的频率为5 Hz
[解析]　原线圈两端的电压为：U1＝22022V＝220 V，根据P＝U2R得副线圈两端的电压为：U2＝PR＝11×44＝22 V，根据电压与匝数成正比得：U1U2＝n1n2，即22022＝1 100n2，解得n2＝110匝，故A错误，C正确；根据输入功率等于输出功率P1＝P2＝11 W，通过原线圈的电流I1＝P1U1＝11220＝0.05 A，故B错误；根据交变电压的瞬时值表达式知ω＝100π＝2πf，解得f＝50 Hz，故D错误。
8．(2019•河北省衡水中学二模)图甲中理想变压器原副线圈的匝数比为n1?n2＝5?1，电阻R＝20 Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关，原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示，现将S1接1，S2闭合，此时L2正常发光，下列说法正确的是导学号 86084236( D )

A．输入电压u的表达式为u＝202sin(50πt)V
B．只断开S2后，L1、L2均正常发光
C．只断开S2后，原线圈的输入功率将增大
D．若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W
[解析]　从图中可看出该交流电的最大值为202 V，周期为0.02 s，根据交变电流的电动势随时间的变化规律e＝Emsinωt，其中ω＝2πT，可知输入电压u＝202sin(100πt)V，A错误；只断开S2，副线圈中电压不变，两灯泡的总电压不变，总电阻增加，流过灯泡的电流减小，L1、L2不能正常发光，故B错误；只断开S2，副线圈中电压不变，电路总电阻增加，总电流减小，副线圈功率减小，理想变压器输入功率等于输出功率，故原线圈的输入功率减小，故C错误；根据理想变压器原副线圈电压之比U1∶U2＝n1∶n2，可知副线圈电压的有效值为4 V，若S1接到2，副线圈的电压仍不变，根据P＝U2R可得电阻消耗的电功率为0.8 W，故D正确。
9．(2019•江苏省泰州市一模)如图甲，一理想变压器原副线圈的匝数比为2?1，原线圈的电压随时间变化规律如图乙所示，副线圈电路中接有灯泡，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则导学号 86084237( ABD )

A．灯泡的额定电压为110 V
B．副线圈输出交流电的频率为50 Hz
C．U＝220 V，I＝0.2 A
D．原线圈输入电压的瞬时表达式为u＝2202sin100πtV
[解析]　有效值为：U＝22022＝220 V，副线圈的电压为：U2＝n2n1U1＝110 V，则A正确；原线圈的频率为f＝10.02＝50Hz，变压器不会改变频率，故B正确；副线圈电流为：I2＝22110＝0.2 A，原线圈的电流为：I1＝12I1＝0.1A，则C错误；ω＝2πf＝100π，瞬时表达式为：u＝2202sin100πtV，故D正确。
10．(2019•山东省潍坊一模)如图所示，理想变压器为降压变压器，原线圈通过灯泡L1与正弦式交流电相连，副线圈通过导线与两个相同的灯泡L2和L3相连，开始时开关S处于断开状态。当S闭合后，所有灯泡都能发光。下列说法中正确的是导学号 86084238( AB )

A．灯泡L1和L2中的电流有效值可能相等
B．灯泡L2两端的电压变小
C．灯泡L1变亮，灯泡L2的亮度不变
D．变压器原线圈的输入功率不变
[解析]　当S接通后，根据I1n1＝I2n2可知，因为是降压变压器，则n1＞n2，则I1＜I2，则灯泡L1和L2中的电流有效值可能相等，选项A正确；当S闭合后，输出功率变大，输出电流变大，变压器的输入功率等于输出功率，所以变压器的输入功率变大，输入电流变大，灯泡L1的电压增大，原线圈电压减小，匝数不变故副线圈电压减小，灯泡L2两端的电压变小，故B正确，灯泡L1变亮，L2变暗，故CD错误，故选AB。
11．(2019•河北省定州中学4月考)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，电表均为理想表，电路正常工作。下列说法错误的是导学号 86084239( BD )

A．当滑片向左滑动时，电压表的示数增大，但与外电阻不成正比
B．当滑片向左滑动时，电流表的示数减小，且与外电阻成反比
C．当滑片在最左端时，电压表的示数不等于电动势
D．当滑片在最右端时，电压表的示数等于电动势
[解析]　当滑片向左滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻增大，所以电压表示数增大，电流表示数减小，根据在最左端时，外电路电阻最大，由于电源内阻的存在，电压表的示数不等于电动势，C正确，当滑片在最右端，外电路电阻为零，但是由于内阻的分压，所以电压表的示数不等于电动势，D错误，故选BD。
12．如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则导学号 86084240( AD )

A．电压表读数减小
B．电流表读数减小
C．质点P将向上运动
D．R3上消耗的功率逐渐减小
[解析]　由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后，再与R1串联接在电源两端；电容器与R3并联；当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时R1两端的电压也增大；故并联部分的电压减小；由欧姆定律可知流过R3的电流减小，而流过并联部分的电流增大，故电流表示数增大；因并联部分电压减小，而R2中电压增大，故电压表示数减小，A正确，B错误；因电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，合力向下，电荷向下运动，故C错误；因R3两端的电压减小，由P＝U2R可知，R3上消耗的功率减小； 故D正确。
13．某发电机输出的交流电压如图所示，经理想变压器升压后向远处输送，最后经理想变压器降压后输送给用户。则下列说法中正确的是导学号 86084241( BC )

A．发电机输出交流电压的有效值为500 V
B．用户获得的交流电压频率为50 Hz
C．若增加用户用电负载的数量，输电线上损失的功率将增加
D．若增加升压变压器原线圈的匝数，输电线上损失的功率将减小
[解析]　由图象可知交流电的最大值为Um＝500 V，故A错误；交流电压的频率在变压和传输过程中是不变的，由图象可知交流电的周期为0.02 s，频率为f＝1/T＝50 Hz，B正确；若增加用户用电负载的数量，总电阻减小，电流增大，ΔP＝I2R知损失功率增大，故C正确；增大升压变压器原线圈匝数，输出电压U2减小，，损失的功率为ΔP＝PU22R，损失功率增大，故D错误。
14．(2019•河北省定州中学4月考)如图甲所示，一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈内磁通量随时间t的变化如图乙所示，则下列说法中正确的是导学号 86084242( BC )

A．t1时刻线圈中的感应电动势最大
B．t2时刻ab的运动方向与磁场方向垂直
C．t3时刻线圈平面与中性面重合
D．t4、t5时刻线圈中感应电流的方向相同
[解析]　 t1时刻通过线圈的磁通量最大，此时磁通量的变化率ΔΦΔt等于零，故感应电动势为零，故A错误；t2时刻磁通量为零，线圈与磁场平行，故导线ab的速度方向跟磁感线垂直，故B正确；t3时刻线圈的磁通量最大，故此时线圈与中性面重合；故C正确；由图可知t5时刻线圈中磁通量最大，此时磁通量的变化率ΔΦΔt等于零，故没有感应电流，故D错误。所以BC正确，AD错误。
15．(2019•河北省武邑中学一模)如图甲所示是家用台灯亮度调节原理图，理想自耦变压器的a、b间接入如图乙所示正弦交流电压。交流电流表A为理想电表，灯泡额定电压为15 V，额定功率30 W(设灯泡的电阻值保持不变)，当P在C处时灯泡正常发光。下列描述正确的有导学号 86084243( AC )

A．灯泡正常发光时变压器线圈的总匝数与C点下方的匝数之比为44∶3
B．当灯泡正常发光时电流表的读数为2 A
C．将调压端的滑动触头P向下移动时，变压器的输入功率变小
D．将调压端的滑动触头P向下移动时，变压器的输入电压变小
[解析]　由图象知输入电压的有效值为220 V，灯泡正常发光，副线圈电压为15 V，所以灯泡正常发光时变压器初、次级线圈的匝数比n1n2＝443，A正确；当电灯正常发光时，电灯两端电流I2＝PU＝3015A＝2 A，则变压器初电流：I1＝n2n1I2＝322A，选项B错误；当滑动触头向下移动，即n2减小时，电压U2应该减小，所以灯泡功率减小，则变压器的输入功率变小，C正确；变压器的输入电压只由发电机输出电压决定，与次级匝数无关，选项D错误；故选AC。
16．(2019•湖北省襄阳五中一模)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1?n2＝3?1，原线圈EF两端与宽度d＝2 m的光滑平行金属轨道连接，轨道平面水平，磁感应强度B＝1.8 T的匀强磁场垂直于轨道平面向下。一根金属杆以v＝102sin 10πt(m/s)的速度在轨道上往复运动，并始终与导轨保持良好接触。副线圈GH两端连接的电路如图，三个灯泡的电阻均为6 Ω，L是直流电阻不计的理想线圈，C是电容器。下列说法正确的是(导学号 86084244( CD )

A．三个灯泡的亮度相同
B．副线圈中电流的频率为10 Hz
C．灯泡D1的功率为24 W
D．若导体棒的运动周期变为0.1 s，则灯泡D2变暗，D3变亮
[解析]　当金属杆在轨道上以速度v＝102sin 10πt(m/s)运动时，导体中产生正弦交流电，则变压器次级产生的也是正弦交流电，因电感线圈和电容器对交流电都有阻碍作用，故三个灯泡的亮度不相同，D1亮度最大，选项A错误；根据E＝BLv，可得导体棒产生的电动势E＝Bdv＝362sin 10πt(V)，故交流电的频率为f＝ω2π＝10π2π＝5 Hz，选项B错误；变压器的原、副线圈的匝数比n1∶n2＝3∶1，则次级电压最大值为U2m＝122V，有效值为U2＝1222V＝12 V，灯泡D1的功率为PD1＝U22R＝1226W＝24W，选项C正确；若导体棒的运动周期变为0.1 s，产生的交流电的频率变大，则L对交流电的阻碍作用变大，则灯泡D2变暗，电容器C对交流电的阻碍作用减小，则D3变亮，选项D正确；故选CD。
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