2021年高考物理三轮冲刺《交流电》练习二（含答案详解）

2021年高考物理三轮冲刺

《交流电》练习二

一、单选题

1.在如图所示的电路中，由于某个电阻发生故障，使电流表A的读数变大，电压表V的读数变大，灯泡L的亮度变暗，关于故障判断的下列说法正确的是(　　)

A．可能是R3短路

B．可能是R2断路

C．可能是R2短路

D．可能是R4短路

2.电阻R1、R2与交流电源按照图甲所示方式连接,R1=10 Ω,R2=20 Ω。闭合开关S后,通过电阻R2的电流i随时间t变化的情况如图乙所示。则(　　)

A.通过R1的电流有效值是1.2 A

B.R1两端的电压有效值是6 V

C.通过R2的电流有效值是1.2 A

D.R2两端的电压最大值是6 V

3.下图为一交流电压随时间变化的图像,每个周期内,前三分之一周期电压按正弦规律变化,后三分之二周期电压恒定。根据图中数据可得,此交流电压的有效值为(　　)

A.7.5 V         B.8 V         C.2 V         D.3 V

4.如图甲所示,一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中,并绕过ab、cd中点的轴OO'以角速度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角θ=45°时(如图乙)为计时起点,并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则能够正确反映线圈中电流变化规律的图像是(　　)

A．平均电动势为NBSω

B．通过线圈某一截面的电荷量q=

C．在此转动过程中，外界对线圈做的总功为

D．在此转动过程中，电流方向会发生改变

A．半圆形硬导线的转速为

B．半圆形硬导线的转速为

C．线圈从图示位置转90°过程中通过小灯泡的电荷量为

D．线圈从图示位置转90°过程中通过小灯泡的电荷量为零

二、多选题

A．这个交变电流的频率是50 Hz

B．它可以使“220 V　100 W”的灯泡正常发光

C．用交流电压表测量时，读数为311 V

D．使用这个交变电流的用电器，每通过1 C的电荷量时，电流做功220 J

A．P启动后，电阻丝的功率变为原来的一半

B．P启动后，电阻丝所接电压的频率变为原来的一半

C．P启动后，电压表的读数大约是原来的0.5倍

D．P启动后，电压表的读数大约是原来的0.7倍

A．电流的表达式为i=0.6sin10πt(A)

B．磁铁的转速为10 r/s

C．风速加倍时电流的表达式为i=1.2sin10πt(A)

D．风速加倍时线圈中电流的有效值为 A

10. (多选)某同学在实验室中研究远距离输电。由于输电线太长，他将每100米导线卷成一卷，共卷成8卷来代替输电线路(忽略输电线路的电磁感应)。在输送功率相同时，第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连，测得输电线上损失的功率为P1，第二次采用如图所示的电路输电，其中理想变压器T1与学生电源相连，其原、副线圈的匝数比为n1∶n2，理想变压器T2与用电器相连，测得输电线上损失的功率为P2。下列说法正确的是(　　)

A．前后两次实验都可用于研究远距离直流输电

B．实验可以证明，T1采用升压变压器能减小远距离输电的能量损失

C．若输送功率一定，则P2∶P1=n1∶n2

D．若输送功率一定，则P2∶P1=n12∶n22

A．当转过60°时，感应电动势的瞬时值为

B．当转过60°时，感应电流的瞬时值为

C．在转过60°的过程中，感应电动势的平均值为

D．在转过90°的过程中，感应电流的有效值为

12. (多选)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3 m．已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s．下列说法正确的是(　　)

A．波速为4 m/s

B．波的频率为1.25 Hz

C．x坐标为15 m的质点在t=0.2 s时恰好位于波谷

D．x坐标为22 m的质点在t=0.2 s时恰好位于波峰

E．当质点P位于波峰时，x坐标为17 m的质点恰好位于波谷

0.参考答案

1.答案为：D；

解析：

 [由电路元件各物理量动态变化的规律“串反并同”可知，只有当R4短路时(可认为电阻减小)，外电路电阻减小，总电流增大，电流表A的读数变大，R4的电流增大，电压表V的读数变大，灯泡L的亮度变暗．故正确答案为D.故选D.]

2.答案为：B；

解析：首先从交变电流图像中找出交变电流的最大值,即通过R2的电流最大值为0.6A,

由正弦式交变电流最大值与有效值的关系Im=I可知,其有效值为0.6A,由于R1与R2串联,

所以通过R1和R2的电流有效值也是0.6A,选项A、C错;

R1两端电压有效值为U1=IR1=6V,选项B对;

R2两端电压最大值为U2m=ImR2=0.6×20V=12V,选项D错。

3.答案为：C；

解析：根据电流的热效应有T,解得U2=60V2,所以U=2V,C项正确。

4.答案为：D；

解析：t=0时刻,根据题图乙表示的转动方向,由右手定则得出此时线圈中电流方向为a→d→c→b→a,与规定的电流正方向相反,电流为负值。又因为此时ad、bc两边的切割速度方向与磁场方向成45°夹角,由E=2Blv⊥,可得E=2×Blv=Em,即此时电流是最大值的倍。由题图乙还能观察到,线圈在接下来45°的转动过程中,ad、bc两边的切割磁场的速度越来越小,所以感应电动势应减小,感应电流应减小。综上所述可知,D项正确。

解析：线圈从位置A转过90°到达位置B的过程中，ΔΦ=2BScos45°=BS，Δt=，

根据=N，得=NBSω，故A正确．根据=N，q=Δt=N=，故B错误．

产生电动势的峰值Em=NBSω，则有效值E==，则W=Q=Δt=，

从A转过90°过程中，电动势有效值不等于，故C错误．线圈每经过中性面一次，

电流方向改变，线圈从位置A转过90°到达位置B的过程中，电流方向不变，故D错误．

解析：转动的半圆形导线切割磁感线，产生感应电动势直接给灯泡供电，因灯泡此时正常发光，

则其功率为P，电阻为r，设线圈转速为n，则感应电动势的有效值E有=，

由P=得：E=P·r，可求得：n=，则A对、B错；

线圈从图示位置转90°的过程中通过灯泡的电荷量q===，

则C、D错．

解析：由瞬时值表达式可知Um=311 V，ω=314 rad/s，频率f==50 Hz，选项A正确；

电压的有效值U有==220 V，可以使“220 V　100 W”的灯泡正常发光，选项B正确；

交流电表读数为有效值，选项C错误；

每通过1 C的电荷量时，电流做功W=qU有=220 J，选项D正确．

解析：P启动前电阻丝的功率P1==，结合乙图可知电阻丝的功率P2=，

由有效值定义有·＋0=T，得P2=·=·，则知P1=2P2，A正确；

P启动前所接电压的频率f= Hz=50 Hz，启动后所接电压的频率f′== Hz=50 Hz，

则B错误；电压表测有效值，启动前U有= V，又由启动前后功率关系可知，

启动后U′有=·U有≈0.7U有，则C错误，D正确．

解析：由题图乙可知，电流的周期T=0.2 s，则ω==10π rad/s，

由交流电的电流表达式i=Asinωt(A)，可知A正确；根据ω=2πn，可知转速为5 r/s，B错误；

由于转速与风速成正比，当风速加倍时，转速也加倍，即角速度加倍，由Im==可知，

电流的最大值也加倍，即Im=1.2 A，则电流的表达式为i=1.2sin20πt(A)，

电流的有效值I== A= A，C错误，D正确．

10.答案为：BD；

解析：变压器只能改变交变电流的电压，所以第二次实验只能研究远距离交流输电，故A错误；

第一次实验，输电线上的电流I=，输电线上损失的功率P1=I2R=R；第二次实验，升压变压器副线圈上的电压U2=U1，输电线上的电流I′=，输电线上损失的功率P2=I′2R=R，所以==，故D正确，C错误；

由上述分析知>1时，P2<P1，即实验可以证明，T1采用升压变压器能减小远距离输电的能量损失，故B正确。

解析：因为线框从中性面开始计时，所以感应电动势的瞬时值表达式为e=BSωsinωt，

转过60°时，感应电动势的瞬时值e0=BSωsin60°=BSω，

感应电流的瞬时值为i0==，故A正确，B错误；转过60°的时间为Δt==，

磁通量变化量ΔΦ=Φ2－Φ1=BScos60°－BS=－BS，感应电动势的平均值为=||==，

故C正确；感应电流的最大值为Imax=，感应电流的有效值I==，故D正确．

12.答案为：BDE；

解析：

任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s，则T=0.4 s，解得T=0.8 s，

从图象中可知λ=4 m，所以根据公式v== m/s=5 m/s，故选项A错误；

根据公式f=可得波的频率为1.25 Hz，选项B正确；

x坐标为15 m的质点和x坐标为3 m的质点相隔12 m，为波长的整数倍，即两质点为同相点，

而x坐标为3 m的质点经过t=0.2 s，即四分之一周期振动到平衡位置，

所以x坐标为15 m的质点在t=0.2 s时振动到平衡位置，选项C错误；

x的坐标为22 m的质点和x的坐标为2 m的质点为同相点，x的坐标为2 m的质点经过t=0.2 s，

即四分之一周期恰好位于波峰，故x的坐标为22 m的质点在t=0.2 s时恰好位于波峰，选项D正确；

当质点P位于波峰时，经过了半个周期，而x坐标为17 m的质点和x坐标为1 m的质点为同相点，

经过半个周期x坐标为1 m的质点恰好位于波谷，选项E正确．