2021年高考物理三轮冲刺《交流电》练习一（含答案详解）

2021年高考物理三轮冲刺

《交流电》练习一

一、单选题

1.如图甲所示,标有“220 V　40 W”的灯泡和标有“20 μF　300 V”的电容器并联到交流电源上,V为交流电压表,交流电源的输出电压如图乙所示。闭合开关,下列判断正确的是(　　)

A.t=时刻,V的示数为零

B.灯泡恰好正常发光

C.电容器不可能被击穿

D.V的示数保持110 V不变

2.远距离输电的原理图如图所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,输电线上的电阻为R,变压器为理想变压器,下列关系式中正确的是(　　)

A.          B.I2=              C.I1U1=R          D.I1U1=I2U2

A.：1         B．2：1        C．4：1         D．1：1

A.         B.        C.         D．0

5.图甲电路中，D为二极管，其伏安特性曲线如图乙所示．在图甲电路中，闭合开关S，滑动变阻器R的滑片P从左端向右移动过程中(　　)

A．二极管D消耗的功率变大

B．二极管D的电阻变大

C．通过二极管D的电流减小

D．电源的功率减小

6.如图所示为某山区小型发电站输电示意图，发电站发出U1=220sin 100πt(V)的交流电，通过变压器升压后进行高压输电，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．负载端所接收到的交流电的频率是25 Hz

C．深夜开灯时灯泡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，可通过减小降压变压器副线圈的匝数来提高其亮度

二、多选题

7. (多选)如图所示的电路中电表均为理想电表，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动至某一位置，与移动前相比，下列说法正确的是(　　)

A．电流表读数变小，电压表读数变大   

B．小灯泡L变亮

C．电源的输出功率一定变大   

D．电容器C所带的电荷量减少

8. (多选)电源的两个重要参数分别是电动势E和内电阻r.对一个电路有两种特殊情况：当外电路断开时，电源两端的电压等于电源电动势；当外电路短路时，短路电流等于电动势和内电阻的比值．现有一个电动势为E、内电阻为r的电源和一阻值为R的定值电阻，将它们串联或并联组成的系统视为一个新的等效电源，这两种连接方式构成的等效电源分别如图甲和乙中虚线框所示．设新的等效电源的电动势为E′，内电阻为r′.试根据以上信息，判断下列说法中正确的是(　　)

A．甲图中的E′=E，r′=R＋r

B．甲图中的E′=E，r′=R＋r

C．乙图中的E′=E，r′=

D．乙图中的E′=E，r′=

9.如图所示,一台理想变压器的原、副线圈的匝数比为4∶1,原线圈接入电压为220 V的正弦式交流电压,副线圈上接有两只理想二极管(正向电阻为0,反向电阻为无穷大)和两个电阻,且电阻R1=R2=50 Ω。电压表和电流表均为理想交流电表,则下列说法正确的是(　　)

A.电流表的示数为0.275 A

B.电压表的示数为55 V

C.1 min内电阻R1上产生的热量为3 630 J

D.电阻R2消耗的电功率为60.5 W

10. (多选)如图所示，图(a)中变压器为理想变压器，其原线圈接在u=12sin 100πt(V)的交流电源上，副线圈与阻值为R1=2 Ω的电阻接成闭合电路，电流表为理想电流表。图(b)中为阻值R2=32 Ω的电阻直接接到u=12sin 100πt(V) 的交流电源上，结果电阻R1与R2消耗的电功率相等，则(　　)

A．通过电阻R1的交变电流的频率为0.02 Hz

B．电阻R1消耗的电功率为4.5 W

C．电流表的示数为6 A

D．变压器原、副线圈匝数比为4∶1

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

12. (多选)如图所示为某兴趣小组设计的一种发电装置，在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为π，磁场均沿半径方向；矩形线圈abcd(d点未在图中标出)的匝数为N，其边长ab=cd=l，bc=ad=2l；线圈的总电阻为r，外接电阻为R；线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc边和ad边同时进、出磁场．在磁场中，bc边和cd边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直．则(　　)

A．bc边和ad边在磁场中运动时，线圈的感应电动势的大小为NBl2ω

B．bc边和ad边在磁场中运动时，bc边所受安培力的大小为

C．通过R的电流有效值为

D．通过R的电流有效值为.

0.参考答案

1.答案为：B；

解析：V的示数应是电压的有效值220V,故A、D错误;电压的有效值恰好等于灯泡的额定电压,

灯泡正常发光,B正确;电压的峰值Um=220V≈311V,大于300V,故电容有可能被击穿,C错误。

2.答案为：D；

解析：根据理想变压器的工作原理得I1U1=I2U2、,公式中的U2不是加在R两端的电压,

故I2≠,而I1U1等于R上消耗的功率R与下一级变压器的输入功率之和。只有选项D正确。

解析：矩形交变电流的有效值I1=Im，正弦式交变电流的有效值I2=，

根据电功率公式P=I2R，得P甲：P乙=I：I=I：2=2：1，故选项B正确．

解析：从图示位置转过90°的过程中，即在0～时间内，导体框的OA边切割第三象限的磁场线，则导体框中的感应电动势为E=BR2ω，感应电流沿逆时针方向；在转过90°至180°的过程中，

即在～的时间内，导体框中的感应电动势仍为E=BR2ω，感应电流沿逆时针方向；

在转过180°至270°的过程中，即在～时间内，导体框中的感应电动势仍为E=BR2ω，

感应电流沿顺时针方向；在转过270°至360°的过程中，即在～T时间内，

导体框中的感应电动势仍为E=BR2ω，感应电流沿顺时针方向．

根据电流有效值的定义可知，该交流电的有效值大小为I=，A正确．

5.答案为：A；

解析：

 [滑动变阻器R的滑片P从左端向右移动过程中，滑动变阻器的电阻减小，电路电流增大，由图乙可知，二极管的电阻减小，电流、电压增大，消耗的功率也增大，故A正确，B、C错误；电源的功率为：P=EI，因为电流增大，所以电源的功率增大，故D错误．所以A正确，B、C、D错误．]

6.答案为;C;

解析：开关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A错误；

变压器不改变交流电的频率，故负载端交流电的频率为f==50 Hz，故B错误；

深夜大部分用户负载减少，干路中电流减小，输电线损耗也减小，用户得到的电压较高，故此时开灯灯泡较亮，故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，可增大降压变压器的副线圈的匝数，使输出电压增大来提高灯泡亮度，故D错误。

7.答案为：BD；

解析：

 [由图可知，电容并联在滑动变阻器两端；当滑片右移时，滑动变阻器接入电阻减小；则总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，总电流增大，故电流表示数增大，灯泡亮度变亮，因内压增大，故电压表示数减小，故A错误，B正确；由P=EI可知，电源的总功率变大；当外阻和内阻相等时输出功率最大，因为不知道外阻和内阻的关系，所以不能判断电源输出功率的变化，故C错误；因电容器并联在滑动变阻器两端；总电流变大，灯泡及内阻分压增大，则滑动变阻器分压减小，故电容器C两端的电压减小，所以C上的电量减小，故D正确．所以BD正确，AC错误．]

8.答案为：BD；

解析：

 [电源的电动势等于外电路断路时的路端电压，则对甲图可知E′=E，r′=r＋R，选项A错误B正确；图乙中，E′=；r′=，故选项C错误，D正确；故选BD.]

9.答案为：AB；

解析：

根据,可得U2=55V,由于两只理想二极管反接,R1=R2=50Ω,所以电压表的示数为U=U2=55V,

故B正确;电流I2=A,由,可得I1=0.275A,故A正确;

1min内电阻R1上产生的热量为Q=R1t=1815J,故C错误;

电阻R2消耗的电功率为P=R2=30.25W,故D错误。

10.答案为：BD；

解析：由u=12sin 100πt(V)可知，ω=100π rad/s=2πf，该交流电源的频率为f=50 Hz，

周期为0.02 s，由于变压器不改变交变电流的频率，所以通过电阻R1的交变电流的频率为50 Hz，

选项A错误；由题图(b)可知，R2=32 Ω的电阻两端电压的有效值为U=12 V，

电阻R2消耗的电功率为P2==4.5 W，由电阻R1与R2消耗的电功率相等，

可知电阻R1消耗的电功率为P1=P2=4.5 W，选项B正确；

由P1=I2R1，解得电流表的示数为I=1.5 A，选项C错误；

变压器副线圈电压U′=IR1=3 V，变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=U∶U′=12∶3=4∶1，

选项D正确。

解析：当导线框进入磁场时，两导线框切割磁感线的有效长度不变，且又匀速旋转切割磁感线，

根据E=BRv=BR=BR2ω，可得产生的感应电动势恒定，故产生恒定的电流，不是正弦式交流电，选项A错误；感应电流的周期和导线框的运动周期相等，两导线框中感应电流的周期都等于T，选项B正确；在t=时，两导线框中产生的感应电动势相等，都等于E=BR2ω，选项C正确；

导线框M在整个周期T内，始终有一个边在切割磁感线，线框N在进入磁场后，

0～和T～内有感应电动势，其余时间没有感应电动势产生，

所以二者感应电流的有效值不相等，选项D错误．

12.答案为：BD；

解析：

 [bc、ad边的运动速度v=ω，电动势Em=2·NB·2l·v=2NBl2ω，A错误；

根据欧姆定律得，电流Im=，bc边所受安培力为F=N·B·Im·2l=，故B项正确；

因为两磁场的圆心角为π，故一个周期内，通电时间t=T，

由有效值定义知：I(R＋r)T=I2(R＋r)T，解得I=故选项D正确．]