届高三物理二轮专题检测模拟题汇编专题十直流和交流电路全解析
届新高考物理二轮 复习 强化导学案 直流电路和交流电路Word版含解析
题型一直流电路的分析1.(2020·江苏卷)(多选)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示．当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时()A．车灯的电流变小B．路端电压变小C．电路的总电流变小D．电源的总功率变大解析：车灯突然变暗，说明车灯的电流变小，A正确；路端电压U＝IR，车灯的电流变小，则路端电压变小，B正确；路端电压U＝E －I总r，U变小，说明总电流I总变大，C错误；电源的总功率变大P ＝I总E，因为I总变大，所以电源的总功率变大，D正确．答案：ABD2.在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是()A．I1增大，I2不变，U增大B．I1减小，I2增大，U减小C．I1增大，I2减小，U增大D．I1减小，I2不变，U减小解析：由题图知电压表测量路端电压，电流表A1测量流过R1的电流，电流表A2测量流过R2的电流．R2的滑动触点向b端移动时，R2减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，即电压表示数U减小，R3电压增大，R1、R2并联电压减小，通过R1的电流I1减小，而总电流I增大，则流过R2的电流I2增大．故A、C、D错误，B正确．答案：B3.如图所示的电路中，电源电动势E＝8 V，内阻r＝2 Ω，电阻R2＝6 Ω，电容为1μF的平行板电容器水平放置且下极板接地．当滑动变阻器R1的滑片处于b端时，有一带电油滴位于板间正中央P点且恰好处于静止状态．下列说法正确的是()A．此时P点电势为6 VB．电容器上极板所带电荷量为6×10－6 CC．若仅将电容器上极板缓慢上移少许，则P点电势不变D．若仅将滑片P从b端向a端缓慢移动少许，则油滴将向下移动解析：由闭合电路的欧姆定律可知：路端电压U＝R2R2＋rE＝6 V，那么电容器两极的电势差为6 V，又有下端接地，故电势为零，那么P点电势为12U＝3 V，故A错误；电容器上极板所带电荷量Q＝CU＝1×10－6×6 C＝6×10－6 C，故B正确；移动电容器上极板，电容器两端电势差不变；又有两极板间距离增大，故电场强度减小；又有P点到下极板的距离不变，故电势差减小，那么，P点电势减小，故C错误；滑片P从b端向a端移动，那么外电路电阻增大，所以路端电压增大，故两极板电势差增大，极板间场强增大，那么，油滴受到的电场力增大；油滴受重力和电场力作用，故有开始时油滴静止可知：电场力方向向上，那么，移动滑片后油滴合外力向上，故油滴向上运动，故D 错误．答案：B题型二交变电流的产生及描述4．(多选)如图1所示，在匀强磁场中，一电阻均匀的金属正方形线圈abcd以垂直磁感线的cd边为转动轴匀速转动，线圈产生的交变电动势图象如图2所示，则下列说法正确的是()A．t＝3 s时刻通过线圈的磁通量为零B．t＝3 s时刻通过线圈的磁通量最大C．此交变电动势的频率为50 HzD．线圈电动势瞬时值的表达式为16 sin 50πt(V)解析：由图2可知，当t＝3 s时，感应电动势最大，则此时穿过线框回路的磁通量变化率最大，磁通量为零．故A正确，B错误；由图2可知，交流电的周期为0.04 s，则此交变电动势的频率为：f＝1T＝10.04Hz＝25 Hz，故C错误；由图2可知，交流电压的最大值为16 V，ω＝2πT＝50π，则线圈电动势瞬时值的表达式为16sin 50πt (V)，故D 正确． 答案：AD5.(多选)如图所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图象如图线b 所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是( )A ．在图中t ＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零B ．线圈先后两次转速之比为3∶2C ．交流电a 的瞬时值表达式为u ＝10sin 5πt (V)D ．交流电b 的最大值为203V 解析：在图中t ＝0时刻，感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，A 错误；a 的周期为0.4 s ，b 的周期为0.6 s ，转速与周期成反比，所以转速之比为3∶2，B 正确；交流电的瞬时值表达式为u ＝U m sin ωt ，所以a 的瞬时值表达式为u ＝10sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π0.4t ＝10sin 5πt (V)，C 正确；由U m ＝NBSω，可知角速度变为原来的23，则最大值变为原来的23，交流电b 的最大值为203V ，D 正确． 答案：BCD6．图1中，单匝矩形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直磁场的轴转动．改变线圈的转速，穿过该线圈的磁通量随时间分别按图2中图线甲、乙的规律变化．设线圈的电阻为1.0 Ω，则( )A．图线甲对应线圈在t＝0时产生的感应电动势最大B．图线甲、乙对应的线圈在t＝2.0 s时，线圈平面均平行于磁感线C．图线甲、乙对应的线圈转速之比为4∶5D．图线甲对应的线圈中交变电流的峰值为2.5π A解析：在t＝0时，Φ甲最大，则产生的感应电动势最小，故A错误；因为在t＝0.2 s×10＝2.0 s时，Φ甲＝Φ乙＝0，所以线圈平面均平行于磁感线，故B正确；由图可知甲、乙图线对应的周期之比为4∶5，而线圈的转速n＝1T，所以图线甲、乙对应的线圈转速之比为5∶4，故C错误；甲图线对应的线圈中交流电压的峰值E m＝BSω＝Φmω＝0.4×2π0.16V＝5π V，电流的峰值I m＝E mR＝5π A，故D项错误．答案：B题型三变压器及远距离输电7.(2020·江苏卷)电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示．其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上．则电流互感器()A．是一种降压变压器B．能测量直流电路的电流C．原、副线圈电流的频率不同D．副线圈的电流小于原线圈的电流解析：根据U1U2＝n1n2，因为n1<n2，所以是一种升压变压器，A错误；不能测量直流电路的电流，B错误；原、副线圈电流的频率相同，C错误；根据I2I1＝U1U2＝n1n2，因为n1<n2，所以副线圈的电流小于原线圈的电流，D正确．答案：D8．有一理想变压器，副线圈所接电路如图所示，灯L1、L2为规格相同的两只小灯泡．当S断开时，灯L1正常发光．保持原线圈输入电压不变，S闭合后，下列说法正确的是()A．电阻R消耗的功率增大B．原线圈的输入电流减小C．原、副线圈的电压比增大D．灯L1、L2都能正常发光解析：当S闭合后，电路的电阻减小，副线圈的电流增大，所以电阻R两端的电压增大，故R消耗的功率增大，故A正确；变压器原副线圈的匝数不变，故原副线圈中电流之比不变，副线圈中电流增大，故原线圈中电流也增大，故B错误；因线圈匝数之比不变，故原副线圈中电压比不变，故C错误；当S闭合后，电路的电阻减小，副线圈的电流增大，所以通过电阻R的电压增大，灯泡两端的电压减小，灯L1、L2都不能正常发光，故D错误．答案：A9.如图所示的电路中，R为光敏电阻(增大照射光的强度电阻会减小)、C为电容器，灯泡L的额定电压为50 V，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1.闭合开关S，在a、b两端输入正弦式交变电流u ＝1002sin 10πt(V)，则下列说法正确的是()A．灯泡会正常发光B．光敏电阻中的电流和灯泡中的电流相等C．增大照射光的强度照射光敏电阻，灯泡会变亮D．断开开关S，灯泡会熄灭解析：由题可知，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，原线圈两端的电压的有效值为100 V，根据U1U2＝n1n2，可知副线圈两端的电压的有效值为50 V，由于电容器和光敏电阻都会阻碍交变电流的通过，因此灯泡两端的电压小于50 V，不会正常发光，A错误；由于电容器能通交流，因此光敏电阻R中的电流小于灯泡中的电流，B错误；增大照射光的强度照射光敏电阻，光敏电阻的阻值减小，因此灯泡中的电流增大，灯泡会变亮，C正确；断开开关S，由于电容器能通交流，因此灯泡不会熄灭，D错误．答案：C10.如图所示，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、副线圈匝数之比为1∶9B．原、副线圈匝数之比为9∶1C．此时a和b的电功率之比为10∶1D．此时a和b的电功率之比为1∶10解析：灯泡正常发光，则其电压均为额定电压U，则说明原线圈输入电压为9U，输出电压为U；则可知，原副线圈匝数之比为9∶1，故A错误，B正确；根据公式I1I2＝n2n1可得I1I2＝19，由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式P＝UI可得两者的电功率之比为1∶9；故C错误，D错误．答案：B题型四综合练11．如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器的原副线圈匝数比为m，降压变压器的原副线圈匝数比为n，输电线的电阻为R，升压变压器和降压变压器均为一理想变压器，发电机输出的电压恒为U，若由于用户的负载变化，使电压表V2的示数减小了ΔU，则下列判断正确的是()A．电流表A2的示数增大了ΔU RB．电流表A1的示数增大了nΔU RC．电压表V1的示数减小了ΔUD ．输电线损失的功率增加了⎝ ⎛⎭⎪⎫n ΔU R 2R 解析：由U U 1＝m 得U 1＝U m ，由于U 、m 不变，故U 1不变，故C 错误；设降压变压器的输入电压为U ′，则U ′＝U 1－I 1R ，由U ′U 2＝n 得，U 2＝1n ⎝ ⎛⎭⎪⎫U m －I 1R ，则ΔU ＝－R n ΔI 1，由此可见，电流表A 1的示数增大了n ΔU R ，即B 正确；由I 1I 2＝1n得I 2＝nI 1，由此可知，I 2增大了n 2ΔU R ，故A 错误；输电线损失的功率增加量ΔP ＝(I 1＋ΔI 1)2R －I 21R ＝2I 1ΔI 1·R ＋ΔI 21R ≠⎝ ⎛⎭⎪⎫n ΔU R 2R ，故D 错误． 答案：B12.如图所示，直角三角形导线框OPQ 放置在磁感应强度大小为B ，方向垂直于OQ 向右的匀强磁场中，且OP 边的长度为L ，∠POQ ＝θ.当导线框绕OQ 边以角速度ω逆时针转动(从O 向Q 观察)时，下列说法正确的是( )A ．导线框OPQ 内无感应电流B ．导线框OPQ 内产生大小恒定，方向周期性变化的交变电流C ．P 点的电势始终大于O 点的电势D ．如果截去导线PQ ，则P 、O 两点的电势差的最大值为12BL 2ωsin θcos θ解析：导线框OPQ 内，只有边长OP 做切割磁感线运动，产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律可求得感应电动势的大小为E ＝BL ·L sin θ2·ωcos θsin ωt ＝12BL 2ωsin θcos θsin ωt ，故导线框OPQ 内产生正弦式交变电流，故A 、B 错误；由于导体框OPQ 内产生正弦式交变电流，P 点的电动势与O 点的电动势大小成周期性变化，故C 错误；如果截取导线PQ ，则没有感应电流，但PQ 两点的电势差U ＝BL L sin θ2ωcos θsin ωt ＝12BL 2ωsin θcos θsin ωt ，故最大值为12BL 2ωsin θcos θ，故D 正确．答案：D13．(多选)如图所示，面积S ＝0.5 m 2、n ＝50匝、电阻不计的矩形闭合导线圈ABCD 处于磁感应强度大小为B ＝210T 的水平匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴OO ′以角速度ω＝200 rad/s 匀速转动，并与理想变压器原线圈1相连，副线圈2接入一只“220 V 100 W”的灯泡甲，副线圈3接入一只“110 V 60 W”的灯泡乙与滑动变阻器，已知当滑动变阻器的滑片处于最左端时两灯均正常发光，交流电流表的量程为0～0.6 A ，且为理想电表．下列说法正确的是( )A ．从图示位置计时，线框中交变电压瞬时值的表达式为e ＝5002sin 200t VB ．当两灯正常发光时，交流电流表的示数为0.30 AC ．变压器线圈的匝数之比为n 1∶n 2∶n 3＝50∶22∶11D ．当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表的示数增大解析：图示位置穿过线框的磁通量最大，电动势的最大值E m ＝nBSω＝50×210×0.5×200 V＝500 2 V．图示位置穿过线框的磁通量最大，导线框中产生交变电压的表达式为u＝5002sin 200t V．故A 正确；变压器副线圈2中的电功率为100 W，变压器副线圈3中电功率为60 W，则变压器原线圈中的电功率为160 W，所以变压器原线圈中电流强度I1＝P1U1＝160500A＝825A．故B错误；电动势的最大值为500 2 V，则交流电压的有效值500 V．滑动变阻器的滑片处于最左端时接入电路中的电阻值为0；根据电压之比等于匝数比，则原副线圈的匝数比＝500∶220∶110＝50∶22∶11，故C正确，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入副线圈的电阻值增大，所以副线圈3中的电流值减小，输出功率与输入功率都减小，所以电流表的示数减小，故D错误．答案：AC14．(多选)如图所示的电路中，E为电源，内电阻为r，V为理想电压表，L为阻值恒为2r的小灯泡，定值电阻R1的阻值恒为r，R3为半导体材料制成的光敏电阻(其阻值随光照的增强而减小)．电容器两极板处于水平状态，闭合开关S，电容器中心P点有一带电小球处于静止状态，电源负极接地，则下列说法正确的是()A．若将R2的滑片上移，则电压表的示数变小B．若突然将电容器上极板上移，则小球在P点的电势能增大C．若光照变强，则小球会向上运动D．若光照变强，则A、B间电路的功率变大解析：R2与电容器C串联，若只是将R2的滑片上移，对电路没有影响，电压表示数不变，A项错误；若只是将电容器上极板上移，则电容器两端电压U C不变，两极板间距d增大，场强E减小，P点的电势减小，由题分析可知小球带负电，则小球在P点的电势能增大，B 项正确；若光照变强，则光敏电阻R3的阻值减小，灯L和R3两端电压减小，电容器两端电压减小，两极板间场强E减小，小球所受电场力减小，球会向下运动，C项错误；将R1视为电源一部分，则等效电源内阻阻值为2r，而A、B间L和R3的总电阻为R L＋R3＝2r＋R3＞2r，若光照变强，则R3的阻值减小，A、B间电路的功率变大，故D项正确．答案：BD。
2019-2020年高三物理二轮(通用版)：直流与交流电路含解析高中物理试题试卷分析
2019-2020年高三物理二轮（通用版）：直流与交流电路含解析高中物理试题试卷分析考点一交流电的产生及描述1.考查交流电的产生及图像](xx·北京市朝阳区高三期末)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的轴匀速转动，如图甲所示。
产生的感应电动势如图乙所示，则( )A ．t ＝0.015 s 时线框的磁通量变化率为零B ．t ＝0.01 s 时线框平面与中性面重合C ．线框产生的交变电动势有效值为311 VD ．线框产生的交变电动势频率为100 Hz解析：选B 由图像知：t ＝0.01 s 时，感应电动势为零，则穿过线框的磁通量最大，B 正确；t ＝0.015 s 时感应电动势最大，磁通量的变化率最大，A 错误；线框产生的电动势有效值为22E m ＝22×311 V ＝220 V ，C 错误；由图像可知，周期为0.02 s ，频率为50 Hz ，D 错误。
2．考查交流电的有效值及应用]如图所示，正弦交流电与方波交流电电流的最大值与频率均相同，把它们分别通入甲、乙两个完全相同的电热器，若让它们连续正常工作产生的热量相同，则甲、乙两个电热器的工作时间之比为( )A ．2∶1B ．1∶4C ．1∶2D ．4∶1解析：选A 方波的电流有效值I b ＝I m ，正弦交流电的有效值I a ＝22I m 。
由做功相同，根据做功公式P ＝I 2Rt 得到：t a t b＝I b 2I a 2＝2∶1，则A 正确。
3．考查交流电的四值及应用](xx·张掖模拟)电动机的内电阻r ＝2 Ω，与R ＝8 Ω的电阻串联接在线圈上，如图所示。
已知线圈面积为220 m 2，共100匝，线圈的电阻为2 Ω，线圈在B ＝2πT 的匀强磁场中绕OO ′以转速n ＝600 r/min 匀速转动，在合上开关S 后电动机正常工作时，电压表的示数为100 V 。
则下列说法正确的是( )A ．电路中电流的最大值为5 2 AB ．电路中电流的最大值为10 2 AC ．电动机正常工作时的输出功率为1 000 WD ．电动机正常工作时的输出功率为800 2 W解析：选B 线圈的角速度ω＝20π rad/s ，电动势的最大值E m ＝NBSω＝200 2 V ，有效值E ＝E m 2＝200 V ，电路中的电流I ＝E －U R ＋r 线圈＝10 A ，电流的最大值为I m ＝10 2 A ，选项A 错误，B 正确；电动机正常工作时的输出功率为P 出＝UI －I 2r ＝800 W ，选项C 、D 错误。
高考物理复习专题十 直流电路和交流电路单元练习题(含详细答案)
高考物理复习专题十直流电路和交流电路一、单选题1.某一电热器接在U=110V的直流电源上，每秒产生的热量为Q；现把它改接到某正弦式交流电源上，每秒产生的热量为4.5Q，则该交流电压的最大值U m是（）A． 220VB． 110VC． 220VD． 330V2.如图，是一火警报警电路的示意图。
其中R3为用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻率随温度的升高而增大。
值班室的显示器为电路中的电流表，电两极之间接一报警器。
当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I，报警器两端的电压U的变化情况是（）A．I变大，U变小B．I变小，U变大C．I变小，U变小D．I变大，U变大3.如图甲所示，理想变压器原，副线圈的匝数比为4∶1；电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中R′为热敏电阻(温度升高时其电阻减小)，R为定值电阻．下列说法正确的是()A．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝36sin 50πt(V)B．变压器原线圈的输入功率和副线圈的输出功率之比为1∶4C．R′处温度升高时，电流表的示数变大，电压表V2的示数变大D．电压表V2的示数为9 V4.一课外活动小组在一次活动中，用到的用电器上标有“36V 72W”字样，用电器工作时需使用变压器将220V的交变电压进行降压。
由于手边只有一个匝数比为5：1的变压器，不能直接使用。
经过讨论后，大家认为可在原线圈上加一个可变电阻进行调节，设计好的电路示意图如图甲所示。
当在ab两端间加上如图乙所示的电压后，用电器恰好能正常工作，则下列说法正确的是（）A．原线圈cd两点间的电压为220VB．在t=0．01s时，电压表的示数为0VC．通过原线圈中的电流为10AD．可变电阻R0上消耗的电功率为l6W5.如图所示，理想变压器的原线圈输入交变电压u＝U m sinωt，闭合开关S，电灯恰好正常发光．现将滑动变阻器滑片P向下移动，下列说法正确的是()A．理想电压表V示数变大B．理想电流表A示数变大C．变压器的输出功率变小D．副线圈的电流频率变小6.如图所示，一正弦交流电瞬时值为，通过一个理想电流表，接在一个理想变压器两端，变压器起到降压作用。
直流电路与交流电路【讲】【解析版】-2023-2024年高考物理二轮复习讲练测(新教材新高考)
第四部分电磁感应与电路专题10 直流电路与交流电路【讲】目录一．讲高考真题-----感悟核心素养 (1)【考情研判】 (1)【考题分析】 (1)【题后总结】 (6)二．讲核心问题-----提炼主干必备知识 (6)核心问题一闭合电路欧姆定律及电路动态分析 (6)核心问题二电路中的功率和效率问题 (8)核心问题三交流电的产生和描述问题 (11)核心问题四变压器基本关系的应用问题 (13)核心问题五理想变压器的动态电路分析 (16)三．讲重点模型-----远距离输电模型 (18)一．讲高考真题-----感悟核心素养【考情研判】【考题分析】【例1】(2022·浙江6月选考)如图所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期T 和最大值U m相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足()A.U ＝U m2B.U ＝2U m2 C.U >2U m2D.U <2U m2【试题情境】本题以交流电的图像为素材创设学习问题情境。
【考核要求】本题考核要求属于基础性。
【必备知识】本题考查的知识点为交流电有效值瞬时值。
【关键能力】(1)理解能力：要求能根据题图像准确获取信息。
(2)推理论证能力：根据正弦交流电有效值公式进行计算。
【学科素养】科学思维：本题要求学生能正确理解图像描述交流电的方法并能从交流电的图像中获取基本信息，根据有效值计算公式，列式推理，得出结论。
【答案】 D【解析】 虚线是正弦交流电的图像，其有效值为U 有效值＝U m 2＝2U m 2，由图可知，在任意时刻，实线所代表的交流电的瞬时值都不大于虚线表示的正弦交流电的瞬时值，则实线所代表的交流电的有效值小于虚线表示的正弦交流电的有效值，则U <2U m2，故选D 。
【例2】（新高考全国卷Ⅱ·河北·第8题）如图，发电机的矩形线圈长为2L 、宽为L ，匝数为N ，放置在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为0n 、1n 和2n ，两个副线圈分别接有电阻1R 和2R ，当发电机线圈以角速度 匀速转动时，理想电流表读数为I ，不计线圈电阻，下列说法正确的是（ ）A. 通过电阻2R 的电流为12n I n B. 电阻2R 两端的电压为211n IR nC. 0n 与1n的比值为21IR ωD.发电机的功率为2120()I n n n ω+ 【试题情境】本题以发电机和理想变压器为素材创设学习探索问题情境。
2020年高考物理二轮专题复习附解答：直流电路和交流电路(解析版)
直流电路和交流电路选择题1.一个阻值为20 Ω的电阻，通有如图所示的电流，在一个周期内，前半个周期电流随时间按正弦规律变化，后半个周期电流为恒定电流，则在一个周期内，电阻产生的热量为A ．0.2 JB ．0.4 JC ．0.6 JD ．0.8 J解析 利用焦耳定律计算一个周期内电阻产生的热量Q ＝I 2Rt ＝I 12R T 2＋I 22R T 2，I 1＝22A ＝1 A ，I 2＝ 2 A ，代入数据得Q ＝0.6 J ，选项C 正确。
答案 C2.某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10，当输入电压增加20 V 时，输出电压A ．降低2 VB ．增加2 VC ．降低200 VD ．增加200 V解析 假设理想变压器原线圈的输入电压为U 1，则由变压器的工作原理可知U 1n 1＝U 2n 2，变压器副线圈的输出电压为U 2＝10U 1；当输入电压增加20 V 时，即输入电压为(U 1＋20) V ，则变压器的输出电压为U 2′＝10(U 1＋20) V ，则输出电压的变化量为ΔU ＝U 2′－U 2＝(10U 1＋200－10U 1) V ＝200 V ，即输出电压增加200 V ，ABC 错误，D 正确。
答案 D3.如图所示的电路中，电阻R ＝2 Ω。
断开S 后，电压表的读数为3 V ；闭合S 后，电压表的读数为2 V ，则电源的内阻r 为A．1 ΩB．2 ΩC．3 Ω D．4 Ω解析当断开S时，电压表的读数等于电源的电动势，即E＝3 V；当闭合S时，有U＝IR，又由闭合电路欧姆定律可知，I＝ER＋r，联立解得r＝1 Ω，A正确，BCD错误。
答案A4.电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时(未到a)，下列说法正确的是A．定值电阻R2的电功率减小B．电压表和电流表的示数都减小C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．R中电流变化的绝对值小于电流表示数变化的绝对值解析当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时，R接入电路的电阻减小，总电阻减小，干路电流增大，内电压增大，路端电压减小，电流表的示数减小，R2的电压增大，R1的电压减小，电流表的示数减小，A、C错误，B正确；因为总电流增大，电流表的示数减小，所以R中电流增大，且由于干路电流增大，则通过R的电流增大的值比通过R2电流减小的值多，所以R中电流变化的绝对值大于电流表示数变化的绝对值，D错误。
高考物理二轮复习：直流电路与交流电路(答案+解析)
3图8 U151212以上的电压，火花塞中产生火花。
下列说法中正确的是（）12B ．灯泡2L 变亮C ．电容器C 的带电荷量增加D ．闭合S2瞬间流过电流表的电流方向自右向左22．如图26为发电厂向远处用户的输电电路示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。
若输送功率增大，下列说法中正确的有（ ）图26A ．升压变压器的输出电压增大B ．降压变压器的输出电压增大C ．输电线上损耗的功率增大D ．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大23．一台小型发电机的最大输出功率为100 kW ，输出电压恒为500 V ，现用电阻率为-81.810Ωm ⨯，横截面积为-5210m 的输电线向3410m ⨯远处的用户输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率不超过发电机总功率的4%，求：（1）所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？（2）如果用户用电器的额定电压为220 V ，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？ 24．如图27甲所示，长、宽分别为12L L 、的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n ，总电阻为r ，可绕其竖直中心轴12O O 转动。
线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C 、D （集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R 相连。
线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B 的大小随时间t 的变化关系如图乙所示，其中011B B t 、和均为已知。
在10t ～时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；1t 时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动。
求：图27（1）10~t 时间内通过电阻R 的电流大小；（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R 产生的热量； （3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R 的电荷量。
2R．2．【解析】3．4．【解析】5×0.2 W＝3 W，C．D正确。
高考物理二轮复习：直流电路和交流电路(含答案解析)
直流电路和交流电路热点一直流电路的动态分析命题规律：直流电路的动态分析在高考试题中是以选择题形式考查的，是近年来高考的热点．往往以下列变化方式探究某元件的电流、电压、功率及电源输出功率的变化情况：(1)某一支路的滑动变阻器的阻值变化；(2)某一支路电键闭合或断开；(3)热敏电阻或光敏电阻的阻值变化．1.(2014·咸阳二模)如图所示电路中，电源电动势为E，内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为可变电阻，C为电容器．在可变电阻R3由较小逐渐变大的过程中( )A．电容器放电B．流过R2的电流方向是由a到bC．电容器的带电量在逐渐增大D．电源内部消耗的功率变大[解析] 当可变电阻R3逐渐变大时，总电阻增大，干路电流减小，则电容器上电压U＝E－I(R1＋r)将增大，电容器的带电量增大，即电容器充电，A错误，C正确；因为电容器上极板带正电，所以充电电流方向为b→R2→a，故B错误；电源内部消耗的功率为P r＝I2r变小，D错误．[答案] C2.(2014·上海六校联考)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，其电阻R t随温度t变化的图线如图甲所示．如图乙所示电路中，热敏电阻R t与其他电阻构成的闭合电路中，当R t 所在处温度升高时，两电表读数的变化情况是( )A．A变大，V变大B．A变大，V变小C．A变小，V变大D．A变小，V变小[解析] 由电路图可知，电压表和电流表与热敏电阻是间接并联关系，当R t所在处温度升高时，R t的阻值减小，利用“并同串反”知电流表和电压表的读数都减小．[答案] D3.(2014·山东莘县质检)如图所示，两平行金属板间带电质点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( )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上消耗的功率逐渐增大[解析] 当滑动变阻器R 4的滑片向b 端移动时，R 4接入电路部分的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，电源内阻分担的电压增大，则路端电压减小，R 1分担电压增大，则平行金属板两极板间电压减小，带电质点P 所受电场力减小，质点P 将向下运动，选项C 错误；R 3两端电压减小，R 3中电流减小，电流表读数增大，选项B 错误；R 3上消耗的功率逐渐减小，选项D 错误；由于R 2中的电流增大，R 2两端电压增大，故电压表读数减小，选项A 正确． [答案] A[方法技巧] 直流电路动态分析问题的解题方法1 程序法：闭合电路中，由于局部电阻变化或开关的通断，引起各部分电压、电流或灯泡明暗发生变化，分析此类问题的基本步骤：)分析局部电阻变化―→判断电路总电阻变化―→根据I ＝ER ＋r 判断总电流变化―→根据U ＝E －Ir 判断路端电压变化―→根据串、并联电路特点判断各部分电路电流、电压的变化(2)可直接应用“部分电路中R 、I 、U 的关系”中的两个结论： ①任一电阻R 阻值增大，必引起通过该电阻的电流I 的减小和该电阻两端电压U 的增大．即R ↑→⎩⎪⎨⎪⎧I ↓U ↑②任一电阻R 阻值增大，必将引起与之并联的支路中电流I 并的增大和与之串联的各电阻两端电压U 串的减小．即R ↑→⎩⎪⎨⎪⎧I 并↑U 串↓热点二 交流电的产生及“四值”应用命题规律：交变电流的产生与描述是每年高考的热点，常以选择题形式考查；考题主要考查交变电流的两种表达方式：函数表示法与图象表示法，以及交流电的有效值、最大值等基本知识．高考命题一般从以下两方面进行考查： (1)交变电流的产生、图象、公式及相关物理量．(2)交变电流“四值”的物理意义及其不同方面的应用．1.(多选)(2014·高考天津卷)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a 、b 所示，则( )A ．两次t ＝0时刻线圈平面均与中性面重合B ．曲线a 、b 对应的线圈转速之比为2∶3C ．曲线a 表示的交变电动势频率为25 HzD ．曲线b 表示的交变电动势有效值为10 V[解析] 从图象可知，两次转动都是从中性面开始计时的，故A 正确．从图象可知，曲线a 、b 对应的线圈转动的周期之比为2∶3，则转速之比为3∶2，故B 错误．由图象可知曲线a的周期T a ＝4×10－2s ，则曲线a 表示的交变电动势频率f a ＝1T a＝25 Hz ，故C 正确．交变电动势的最大值E m ＝nBS ω，则曲线a 、b 表示的交变电动势的峰值之比为E m a ∶E m b ＝ωa ∶ωb＝3∶2，即E m b ＝23E m a ＝10 V ，故曲线b 表示的交变电动势的有效值为E 有＝102V ＝5 2 V ，D[答案] AC2.(2013·高考海南卷)通过一阻值R ＝100 Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1 s ．电阻两端电压的有效值为( )A ．12 VB ．410 VC ．15 VD ．8 5 V[解析] 由有效值定义可得U 2R×1 s＝(0.1 A)2×R ×0.4 s×2＋(0.2 A)2×R ×0.1 s×2，其中R ＝100 Ω，可得U ＝410 V ，B 正确．[答案] B3.(2013·高考福建卷)如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻r ＝1.0 Ω，外接R ＝9.0 Ω的电阻．闭合开关S ，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e ＝102sin 10πt (V)，则( ) A ．该交变电流的频率为10 Hz B ．该电动势的有效值为10 2 VC ．外接电阻R 所消耗的电功率为10 WD ．电路中理想交流电流表A 的示数为1.0 A [解析] 据ω＝2πf 知该交流电的频率为5 Hz ，A 错；该交流电电动势的最大值为10 2 V ，有效值E ＝10 V ，B 错；I ＝ER ＋r＝1.0 A ，P ＝I 2R ＝9 W ，C 错，D 对．[答案] D[总结提升] 正弦交流电的产生及“四值”的应用 (1)交变电流的产生磁通量最大⇐中性面⇒电流为零 ⇓线圈经过中性面时，电流变向一次 (2)交流电“四值”的应用①最大值⇒E m ＝NBS ω⇒计算电容器的耐压值 ②瞬时值⇒e ＝E m sin ωt 或E m cos ωt ⇒计算闪光电器的闪光时间等③有效值⇒E ＝E m /2⇒电表的读数及计算电热、电功及保险丝的熔断电流④平均值⇒E ＝N ΔΦ/Δt ⇒计算通过导体的电荷量热点三 变压器与远距离输电命题规律：本考点为每年高考的热点，常以选择题的形式考查，命题规律有以下两点： (1)多数题目与交变电流的图象、瞬时值表达式等相结合进行综合考查．(2)考查变压器原副线圈中的电压、电流及功率关系，变压器的动态变化分析及远距离输电1.(多选)(2014·高考广东卷)如图所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U 1不变，闭合电键S ，下列说法正确的是( ) A ．P 向下滑动时，灯L 变亮B ．P 向下滑动时，变压器的输出电压不变C ．P 向上滑动时，变压器的输入电流变小D ．P 向上滑动时，变压器的输出功率变大[解析] 由于理想变压器输入电压U 1不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压U 2也不变，灯L 亮度不随P 的滑动改变，故选项A 错误，选项B 正确．P 向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，负载总电阻R 总减小，由I 2＝U 2R 总知，通过副线圈的电流I 2增大，输出功率P 2＝U 2I 2增大，再由I 1I 2＝n 2n 1知输入电流I 1也增大，故选项C 错误，D 正确．[答案] BD2.(多选)(2014·武汉模拟)如图甲所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈匝数之比n 1∶n 2＝10∶1，接线柱a 、b 接上一个正弦交变电源，电压随时间变化规律如图乙所示，输出端接有额定电压均为12 V 的灯泡和风扇电动机，电动机线圈电阻r ＝2 Ω.接通电源后，灯泡正常发光，风扇正常工作，则( )A ．电阻R 两端的电压是10 VB ．通过风扇电动机的电流是6 AC ．通过灯泡的交流电频率是100 HzD ．风扇突然卡住的瞬间，灯泡变暗[解析] 变压器输入电压220 V ，输出电压22 V ，灯泡正常发光，风扇正常工作，电阻R 两端的电压是22 V －12 V ＝10 V ，选项A 正确．通过风扇电动机的电流一定小于6 A ，通过灯泡的交流电频率是50 Hz ，选项B 、C 错误．风扇突然卡住的瞬间，电风扇中电流增大，灯泡中电流减小，灯泡变暗，选项D 正确． [答案] AD3.(2014·高考四川卷)如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则( )A ．用户用电器上交流电的频率是100 HzB ．发电机输出交流电的电压有效值是500 VC ．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D ．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小[解析] 由u －t 图象可知，交流电的周期T ＝0.02 s ，故频率f ＝1T＝50 Hz ，选项A 错误；交流电的最大值U m ＝500 V ，故有效值U ＝U m2＝250 2 V ，选项B 错误；输电线上的电流由降压变压器副线圈上的电阻和降压变压器原副线圈的匝数比决定，选项C 错误；当用户用电器的总电阻增大时，副线圈上的电流减小，根据I 1I 2＝n 2n 1，原线圈(输电线)上的电流减小，根据P ＝I 21R ，得输电线损失的功率减小，选项D 正确． [答案] D[方法技巧] 理想变压器的动态分析技巧1 根据题意弄清变量和不变量.如原线圈电压不变、原副线圈的匝数比不变，其他物理量可能随电路的变化而发生变化.2 弄清动态变化过程中的因果关系.如U 2由U 1决定，P 1、I 1由P 2、I 2决定.3 分析流程如下：①由U 1U 2＝n 1n 2分析U 2的情况.②由I 2＝U 2R分析I 2的情况.③由P 1＝P 2＝I 2U 2判断输入功率的情况. ④由P 1＝I 1U 1分析I 1的变化情况.)交流电路的综合问题命题规律：该综合问题涉及交流电的产生、变化规律、图象和变压器问题，考查的点多面广，因此将成为2015年高考命题热点，题型一般为选择题．范例 (2014·江西盟校一联)如图所示，匝数为50匝的矩形闭合导线框ABCD 处于磁感应强度大小B ＝210T 的水平匀强磁场中，线框面积S ＝0.5 m 2，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO ′以角速度ω＝100 rad/s 匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V，60 W”的灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A ，下列说法正确的是( ) A ．在图示位置线框中产生的感应电动势最大 B ．线框中产生电动势的有效值为250 2 V C ．变压器原、副线圈匝数之比为25∶22 D ．允许变压器输出的最大功率为1 000 W[解析] 在图示位置线框和磁感线垂直，磁通量最大，线框中产生的感应电动势为零，选项A 错误；线框中产生的感应电动势的最大值E m ＝NBS ω＝250 2 V ，其有效值E ＝22E m ＝250 V ，选项B 错误；灯泡能正常发光，则电压U 2＝220 V ，由U 1U 2＝n 1n 2可知变压器原、副线圈匝数之比为25∶22，选项C 正确；熔断器允许通过的最大电流为10 A ，即I 1＝10 A ，P 1＝U 1I 1＝250×10 W ＝2 500 W ，因此变压器允许输出的最大功率为2 500 W ，故选项D 错误． [答案] C[总结提升] 交变电流的综合问题，涉及交流电路最大值、有效值、平均值、瞬时值和变压器的计算，与电磁感应、安培力、闭合电路欧姆定律的综合应用等，解答时应注意以下两点： (1)分清交流电路“四值”的不同计算方法和物理意义．(2)学会将直流电路、闭合电路欧姆定律的知识应用在交流电路中．最新预测1 (2014·辽宁五校联考)如图所示，有一矩形线圈的面积为S ，匝数为N ，电阻不计，绕OO ′轴在水平方向的磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置开始计时．矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P 上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R ，下列判断正确的是( )A ．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e ＝NBS ωcos ωtB ．矩形线圈从图示位置经过π2ω时间时，通过电流表的电荷量为0C ．当P 不动、R 增大时，电压表读数也增大D ．当P 向上移动、R 不变时，电流表读数减小解析：选A.矩形线圈切割磁感线产生的感应电流为正弦式交变电流，图示时刻线圈切割磁感线产生的感应电动势最大，最大值为E m ＝NBS ω，则其瞬时值表达式为e ＝NBS ωcos ωt ，选项A 正确；矩形线圈从图示位置经过π2ω时间，刚好为1/4周期，磁通量的变化量不为0，通过电流表的电荷量不为0，选项B 错误；矩形线圈的电阻不计，故电压表的示数为交流电压的有效值，恒定不变，选项C 错误；当P 向上移动、R 不变时，原线圈的电压不变，副线圈的电压增大，输出功率变大，故原线圈中的电流增大，选项D 错误． 最新预测2 (多选)(2014·潍坊模拟)如图所示，矩形线圈面积为0.1 m 2，匝数为100，绕OO ′轴在磁感应强度为B ＝25πT 的匀强磁场中以角速度ω＝5π rad/s 匀速转动．从图示位置开始计时，理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，两电表均为理想电表，电阻R ＝50 Ω，其他电阻不计，下列判断正确的是( ) A ．在t ＝0.1 s 时，穿过线圈的磁通量最大 B ．n 1∶n 2＝1∶5时，变压器输入功率为50 W C ．P 向上移动时，电压表示数变大 D ．P 向上移动时，电流表示数变小解析：选BD.由题意可知，E m ＝NBS ω＝10 2 V ，T ＝2πω＝0.4 s ，故由图示位置经过0.1 s时，线圈与磁场平行，磁通量为零，A 错误；由U 1U 2＝n 1n 2可知，若n 1∶n 2＝1∶5，则U 2＝50 V ，变压器输入功率等于输出功率等于U 22R＝50 W ，B 正确；当P 向上移动时，n 2变小，U 2变小，输出功率和输入功率变小，故电流表示数也变小，C 错误，D 正确．[失分防范] 解决交流电路的综合问题极易从以下几点失分：①不能正确理解交流电的产生、变化规律以及图象的意义；②不能正确和熟练应用交流电的“四值”；③不会分析变压器的动态变化；④不清楚远距离输电线路中电压、电流和功率关系． 为防范失分，建议记住以下口诀：线框转切磁感线，产生正弦交流电． 理解“四值”会应用，变压器里磁通变． 电压电流看匝数，原端功率同副端． 远距输电升降压，路上能量有耗散.1．(2014·北京西城区期末)如图所示，为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U 和电流I .图线上点A 的坐标为(U 1，I 1)，过点A 的切线与纵轴交点的纵坐标为I 2.小灯泡两端电压为U 1时，电阻等于( )A.I 1U 1B.U 1I 1C.U 1I 2D.U 1I 1－I 2解析：选B.由于小灯泡的伏安特性曲线上，每一点的电压坐标与电流坐标的比值，对应这一状态下的电阻，所以小灯泡两端电压为U 1时，电阻等于U 1I 1，B 正确．2．(2014·天津河东区二模)如图所示，甲、乙两电路中电源完全相同，外电阻R 1＞R 2，两电路中分别通过相同的电荷量q 的过程中，下列判断正确的是( )A ．电源内部产生电热较多的是甲电路B ．R 1上产生的电热比R 2上产生的电热少C ．电源做功较多的是甲电路D ．电源效率较高的是甲电路解析：选D.电源内部产生电热Q ＝I 2rt ＝Iqr ，由于外电阻R 1＞R 2，甲电路电流较小，电源内部产生电热较少的是甲电路，选项A 错误．外电阻产生电热Q ＝I 2Rt ＝IqR ＝Uq ，U 1＞U 2，R 1上产生的电热比R 2上产生的电热多，选项B 错误．两电路中分别通过相同的电荷量q 的过程中，两电源做功相等，选项C 错误．电源效率较高的是甲电路，选项D 正确．3．(2014·广州一模)在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．调节滑动变阻器R 并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A 和2.0 V ．重新调节R 并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和24.0 V ．则这台电动机正常运转时输出功率为( ) A ．32 W B ．44 W C ．47 W D ．48 W解析：选A.当电动机停止转动时，此时电动机相当于一个纯电阻，所以由题中的两表读数，可以计算出电动机的内阻为：r ＝U 1I 1，代入数据得：r ＝4 Ω，重新调节R 并使电动机恢复正常运转，根据题中的两表读数，计算出电动机的输出功率为：P ＝U 2I 2－I 22r ，代入数据解得：P ＝32 W ，B 、C 、D 错误，A 正确．4．在如图所示的电路中，电源的电动势为E ，内阻为r ，灯泡L 的电阻大于电源的内阻r .闭合开关S ，在滑动变阻器的滑片P 由a 向b 移动的过程中，下列各物理量的变化情况正确的是( )A．电流表的读数先减小后增大B．灯泡L变亮C．电源输出功率先增大后减小D．电压表的读数先增大后减小解析：选D.由题图可知，滑动变阻器的右半部分与电流表A串联，再与左半部分并联，并联部分与灯泡串联后再与电压表并联，电压表测路端电压．滑片P向左滑动，当两支路电阻相等，即R A＋R a＝R b时，并联路段电阻最大，因此并联路段的电阻先增大后减小，外电路总电阻先增大后减小，由串联分压可知路端电压先增大后减小，选项D正确；电流表刚开始测干路电流，随着P由a向b移动，电流表示数逐渐变小，P滑到b端，电阻R和电流表被短路，电流表示数为零，A错误；外电路电阻增大时，流过灯泡的电流减小，灯泡分压减小，灯泡变暗，选项B错误；外电路电阻越接近电源内阻，电源输出功率越大，由于灯泡电阻大于电源内阻，因此外电路电阻总大于电源内阻，随着外电阻的增大，输出功率逐渐减小，选项C错误．5．(2014·北京海淀区期末)氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化．在如图所示电路中，不同的一氧化碳浓度对应传感器不同的电阻值，电压表的示数与一氧化碳的浓度一一对应，观察电压表示数就能判断一氧化碳浓度是否超标．已知氧化锡传感器的电阻的倒数与一氧化碳浓度成正比，那么，电压表示数U与一氧化碳浓度ρ之间的对应关系正确的是( )A．U越大，表示ρ越大，ρ与U成正比B．U越大，表示ρ越小，ρ与U成反比C．U越大，表示ρ越大，但ρ与U不成正、反比关系D．U越大，表示ρ越小，但ρ与U不成正、反比关系解析：选C.根据题意，设氧化锡传感器的电阻为R1＝kρ，电源的电动势为E，内阻为r，电压表的示数U＝ER0kρ＋r＋R＋R0，ρ越大，U越大，但U与ρ既不成正比也不成反比，选项C正确．6．如图所示的空间存在一匀强磁场，其方向为垂直于纸面向里，磁场的右边界为MN，在MN右侧有一矩形金属线圈abcd，ab边与MN重合．现使线圈以ab边为轴按图示方向匀速转动(从上往下看为顺时针转动)，将a、b两端连到示波器的输入端，若ab边中电流从a到b为正，则从下图中示波器观察到的ab中电流随时间变化的图形是( )解析：选D.本题可将右侧磁场补全，即矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，会产生正弦式交流电，由楞次定律可知：从中性面开始，电流从0开始，沿负向，可画出完整电流随时间变化的图形，在此基础上，去掉右侧磁场，故电流仅在左侧磁场中切割磁感线而产生电流，故选项D正确，选项A、B、C错误．7．(2013·高考四川卷) 用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图所示，则( )A ．变压器输入功率约为3.9 WB ．输出电压的最大值是110 VC ．变压器原、副线圈匝数比是1∶2D ．负载电流的函数表达式i ＝0.05sin ⎝⎛⎭⎪⎫100 πt ＋π2 A 解析：选A.由题图可知通过负载的电流最大值为I m ＝0.05 A ，周期T ＝0.02 s ，故电流的函数表达式i ＝I m sin 2πTt ＝0.05sin 100πt (A)，D 错误；理想变压器匝数比等于电压比，即n 1∶n 2＝U 1∶U 2＝2∶1，C 错误；输出电压U 2＝110 V ，其最大值U 2m ＝2U 2＝110 2 V ，B 错误；理想变压器输入功率等于输出功率，即输入功率P ＝I 2U 2＝0.052×110 W≈3.9 W，A 正确．8．(2013·高考广东卷)如图，理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝2∶1, V 和A 均为理想电表，灯泡电阻R L ＝6 Ω，AB 端电压u 1＝122sin 100πt (V)．下列说法正确的是( ) A ．电流频率为100 Hz B ．V 的读数为24 V C ．A 的读数为0.5 AD ．变压器输入功率为6 W解析：选D.根据u 1＝122sin 100πt (V)及U ＝U m 2知U 1＝12 V ，f ＝ω2π＝50 Hz ，选项A 错误；根据U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝12×12 V ＝6 V ，即V 的读数为6 V ，选项B 错误；根据I 2＝U 2R L＝66A ＝1 A ，即A 的读数为1 A ，选项C 错误；由于P 1＝P 2，P 2＝U 22R L ＝626W ＝6 W ，选项D 正确． 9．(多选)(2014·山东四市联考)如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交变电流的电动势图象如图乙所示，经原、副线圈匝数比为1∶10的理想变压器给一灯泡供电，如图丙所示，副线圈电路中灯泡的额定功率为22 W ，现闭合开关，灯泡正常发光．则( )A ．t ＝0.01 s 时，穿过线框回路的磁通量为零B ．金属线框的转速为50 r/sC ．变压器原线圈中电流表的示数为1 AD ．灯泡的额定电压为220 2 V解析：选BC.t ＝0.01 s 时，交变电流的电动势为零，线框处于中性面，穿过线框回路的磁通量最大，A 错误；由题图乙可知周期T ＝0.02 s ，转速n ＝1T＝50 r/s ，变压器原线圈两端电压的有效值为U 1＝22 V ，原线圈的输入功率与副线圈的输出功率相同，由P ＝22 W 、P ＝UI 得，I ＝1 A ，由U 1U 2＝n 1n 2知副线圈两端电压的有效值为U 2＝220 V ，B 、C 正确，D 错误．10．(多选)图甲是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，V 为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是( )A ．电压表的示数等于5 VB ．电压表的示数等于52VC ．实现点火的条件是n 2n 1＞1 000D ．实现点火的条件是n 2n 1＜1 000解析：选BC.电压表示数为电压有效值，由题图乙可得U ＝U m2＝52V ，选项A 错误、B 正确；副线圈电压峰值为5 000 V 时，n 2n 1＝U m2U m1＝1 000，由于引发电火花的条件是副线圈电压峰值大于5 000 V ，故n 2n 1＞1 000，选项C 正确、D 错误．11．(多选)如图所示，10匝矩形线框在磁感应强度B ＝210T 的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴OO ′以角速度ω＝100 rad/s 匀速转动，线框电阻不计，面积为S ＝0.3 m 2，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡L 1(0.3 W,30 Ω)和L 2，开关闭合时两灯泡均正常发光，且原线圈中电流表示数为0.04 A ，则下列判断正确的是( )A ．若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为302sin 100t (V)B ．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1C ．灯泡L 2的额定功率为0.9 WD ．若开关S 断开，电流表示数将增大 解析：选BC.若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为302cos 100t (V)，A 错；原线圈两端电压为U 1＝30 V ，因灯泡正常发光，所以副线圈两端电压为U 2＝PR ＝3 V ，由变压比规律知理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，B 对；由变流比规律知副线圈中电流为0.4 A ，通过灯泡L 1的电流为0.1 A ，即通过灯泡L 2的电流为0.3 A ，由P ＝UI 知灯泡L 2的额定功率为0.9 W ，C 对；若开关S 断开，则负载电阻增大，副线圈中电流减小，电流表示数将减小，D 错． 12．(多选)(2014·唐山模拟)如图为远距离输送交流电的系统示意图，变压器均为理想变压器．随着用户负载增多，发电机F 达到额定功率时，降压变压器输出功率仍然不足，用户的用电器不能正常工作．那么，在发电机以额定功率工作的情况下，为了适当提高用户的用电功率，可采取的措施是( )A ．适当减小输电线的电阻rB ．适当提高n 4n 3C ．适当提高n 2n 1的同时，降低n 4n 3D ．适当降低n 2n 1的同时，提高n 4n 3 解析：选AC.当发电机输出功率一定时，为使远距离用户得到更多的功率，需减小输电线上的功率损失，根据ΔP ＝I 2线r ，可以减小输电线的电阻r ，A 对；也可以通过提高输电电压，减小输送电流，即提高n 2n 1，这样使线圈n 3两端电压变大，为使用户的用电器正常工作需要适当降低n 4n 3，C 对．。
2021高考物理二轮复习专题限时集训10直流电路与交流电路含解析.doc
专题限时集训(十)(建议用时：40分钟)1．(2019·江苏高考)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10，当输入电压增加20 V 时，输出电压( )A ．降低2 VB ．增加2 VC ．降低200 VD ．增加200 VD [由理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数比即U 1U 2＝n 1n 2，得：U 2＝n 2n 1U 1，即副线圈两端电压与原线圈两端电压成正比，所以有：ΔU 2＝n 2n 1·ΔU 1，当输入电压增加20 V 时，输出电压增加200 V ，故D 正确。
]2.(2020·武汉二中测试)如图甲、乙所示，电源电动势为E ＝12 V ，内阻r ＝3 Ω，R 0＝1 Ω，直流电动机内阻R ′0＝1 Ω，当调节滑动变阻器R 1时可使甲电路电源输出功率达到最大，调节滑动变阻器R 2时可使乙电路电源输出功率达到最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P 0＝2 W)，则R 1和R 2的值为( )甲 乙A ．1.5 Ω，1.5 ΩB ．1.5 Ω，2 ΩC ．2 Ω，2 ΩD ．2 Ω，1.5 ΩD [甲电路是纯电阻电路，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，所以R 1＝2 Ω；乙电路是含电动机电路，在非纯电阻电路中不能用欧姆定律进行计算，则其电源输出功率P ＝IU ＝I (E －Ir )，由数学知识可知，当I ＝E 2r ＝2 A 时P 有最大值，此时电动机的输出功率为2 W ，发热功率为I 2R ′0＝4 W ，所以电动机的输入功率为6 W ，电动机两端的电压为6 W 2 A＝3 V ，R 2两端电压为3 V ，所以R 2＝1.5 Ω，选项D 正确。
] 3.如图所示，电源电动势为E ，其内阻为r ，L 为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R 1、R 2为定值电阻，R 1>r ，R 3为光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小，闭合开关S 后，若照射R 3的光照强度减弱，则( )A ．R 1两端的电压变大B ．通过R 2的电流变大C ．电源的输出功率变大D ．小灯泡消耗的功率变大B [因照射R 3的光照强度减弱，则光敏电阻R 3的阻值增大，电路中的总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可得，电路中干路电流减小，故R 1两端的电压减小，A 错误；因干路电流减小，电源的内电压减小，路端电压增大，又因R 1两端的电压减小，故并联电路部分电压增大，则流过R 2的电流增大，由并联电路的电流规律可知，流过灯泡的电流减小，由P ＝I 2R L 可知，小灯泡消耗的功率变小，B 正确，D 错误；由于R 1>r ，结合电源的输出功率与外电阻的关系可知，当外电阻增大时，电源的输出功率变小，C 错误。
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专题十 直流和交流电路特别说明：因时间关系，本资料试题未经校对流程，使用时请注意。
1．【2015?湖北模拟】据报道，“神舟”八号飞船今年6月至8月择时发射。
它是一个无人目标飞行器，为中国的空间站作对接准备，也是中国神舟系列飞船进入批量生产的代表。
“神舟”飞船上的太阳能电池是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池。
在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达24%。
单片单晶硅太阳能电池可产生的电动势，可获得0.1A 的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是（ ）A ．B ．C ．D ． 【答案】B【解析】根据W=UIt 可得，每秒太阳能电池产生的能量为W=××1J =，设太阳每秒照射的能量为Q ，则由能量守恒定律得Q×24%=W ，所以Q=，故选项B 正确2．【2015?北京市朝阳区期末】一块手机电池的背面印有如图所示的一些符号，另外在手机使用说明书上还写有“通话时间 3 h ，待机时间100h”，则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为( )A ． W,×10－2 WB ． W, WC ． W,×10－2 WD ．×103 W,×102 W【答案】C【解析】由图可知手机电池的电动势为E ＝ V ，通话时电流I 1＝500 mA·h 3 h＝500/3 mA ，通话时功率P ＝EI 1＝ W ；待机时电流I 2＝500 mA·h 100 h＝5 mA ，所以待机功率P′＝EI 2＝×10－2 W ，正确答案为C.3．【2015?河北省五校联盟模拟】一辆电动观光车蓄电池的电动势为E ，内阻不计，当空载的电动观光车以大小为v 的速度匀速行驶时，流过电动机的电流为I ，电动车的质量为m ，电动车受到的阻力是车重的k 倍，忽略电动观光车内部的摩擦，则：（ ）A ．电动机的内阻为R=IEB ．电动机的内阻为R=2I kmgv I E -C ．如果电动机突然被卡住而停止转动，则电源消耗的功率将变大D ．如果电动机突然被卡住而停止转动，则电源消耗的功率将变小【答案】BC【解析】根据能的转化与守恒定律,kmgv R I EI +=2,所以电动机的内阻为R=2Ikmgv I E -,选项B 正确;当电动机突然被卡住而停止转动时,变成了纯电阻电路,回路的电流变大,故电源消耗的功率EI P =将变大,所以选项C 正确.4．【2015?福建期末】某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小，在一次实验中，将该热敏电阻与一小灯泡串联，通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如右图所示，M 为两元件的伏安曲线的交点。
则关于热敏电阻和小灯泡的下列说法中正确的是 （ ）A ．图中图线a 是小灯泡的伏安曲线，图线b 是热敏电阻的伏安曲线B ．图中图线b 是小灯泡的伏安曲线，图线a 是热敏电阻的伏安曲线C ．图线中的M 点，表示该状态小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值D ．图线中M 点对应的状态，小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等【答案】BD【解析】小灯泡的灯丝是一个纯电阻，其灯丝温度会随着通电电流而增大，阻值也随着增大，所以图中b 是小灯泡的伏安曲线；同理可知，热敏电阻的的温度随着通电电流增大，其阻值会逐渐减小，图线a 是热敏电阻的伏安曲线，选项B 正确；两图线的交点M ，表示此状态两元件不仅电流相同，电压也相同，所以此时两者阻值相同，功率也相同，选项C 错误D 正确。
5．【2015?浙江模拟】如图所示的火警报警装置，1R 为热敏电阻，温度升高1R 急剧减小，当电铃电压达到一定数值时，电铃会响，则下列说法正确的是（ ）A.若报警器的电池老化。
（内阻变大）电动势不变，不会影响报警器的安全性能。
B.若试验时发现当有火点时装置不响，应把2R 的滑片P 向下移C.若试验时发现当有火点时装置不响，应把2R 的滑片P 向上移D.增大电源的电动势，会使报警的临界温度升高【答案】C【解析】设电铃工作电压为u ,当I 2R =U 时报警;串联电路中电压比等于电阻比,可知C 正 确. 1R 2R PR1R 2 R 3 AV εr6．【2015?安徽联考】某同学做电学实验(电源内阻r 不能忽略)，通过改变滑动变阻器电阻大小，观察到电压表和电流表的读数同时变大，则他所连接的电路可能是下图中的( )【答案】C【解析】A 、B 、D 图中电路的电压表读数变大，表示电源(或等效电源)的路端电压变大，则内电压变小，电流表的读数一定减小，与题目已知条件相矛盾，可排除．C 图中电压表示数为定值电阻两端的电压，由欧姆定律可以判断电流、电压可以同时增大，选项C 正确．.7．【2015?武汉联考】如图所示电路中，开关闭合稳定后，某时刻理想电压表和电流表的读数都突然增大，造成这一现象的原因是电阻元件发生短路或断路故障,则可能出现了下列哪种故障（ ）A ．1R 断路B ．1R 短路C ．2R 断路D ．3R 短路【答案】D 【解析】若3R 短路，回路的总电阻减小，由闭合电路欧定律E I R r =+得干路的总电流增大，所以U E Ir =-电源的外由电压减小，通过1R 的电流减小；因12I I I =+，所以通过电流表支路的电流增大，故电压表和电流表的读数都突然增大，所以选项D 正确．8.【2015?湖北黄冈模拟】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4R 的滑片向b 端移动时，则（ ）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 ．R 3上消耗的功率逐渐增大【答案】A【解析】当滑动变阻器4R 的滑片向b 端移动时，4R 接入电路部分的电阻减小，外电路总电阻减小，电源输出电流增大，平行金属板两极电压减小，带电质点P 所受电场力减小，质点P 将向下运动，选项C 错误；3R 两端电压减小，3R 中的电流减小，电流表读数增大，选项B 错误；3R 上消耗的功率逐渐减小，选项D 错误.由于2R 中电流增大，2R 两端电压增大，电压表读数减小，所以选项A 正确.9．【2015?云南联考】如图所示，电源内阻不可忽略，R 1为半导体热敏电阻，R 2为锰铜合金制成的可变电阻。
当发现灯泡L 的亮度逐渐变暗时，可能的原因是A ．R 1的温度逐渐降低B ．R 1的温度逐渐升高C ．R 2的阻值逐渐增大D ．R 2的阻值逐渐减小【答案】AD【解析】当发现灯泡L 的亮度逐渐变暗时，可能的原因是灯泡中电流逐渐减小，R 1的阻值逐渐增大，R 1的温度逐渐降低，选项A 正确BC 错误；由于电源内阻不可忽略，当R 2的阻值逐渐减小，电源输出电流增大，电源路端电压减小，导致灯泡L 的亮度逐渐变暗，选项D 正确。
10．【2015?四川期末】如图所示，当滑动变阻器R 2的滑片P 向左滑动时，下列说法不．正确的是( ) A ．电阻R 3消耗的功率变大B ．电容器C 上的电荷量变大C ．灯L 变暗D ．R 1两端的电压变化量的绝对值小于R 2两端的电压变化量的绝对值【答案】A【解析】滑动变阻器R 2的滑片P 向左滑动时，R 2的阻值变小，电路中的总电流变大，路端电压变小，通过R 3的电流变小，故R 3消耗的功率变小，A 错误；流过R 1的电流变大，则R 1两端的电压变大，即电容器两端的电压也变大，故电容器上电荷量变大，B 正确；而灯L 两端的电压变小，故灯L 变暗，C 正确；由于路端电压变小，故R 1两端的电压变化量的绝对值小于R 2两端的电压变化量的绝对值，D 正确．11．【2015?北京市海淀期末】如图所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表．当滑动变阻器R 2的滑动触头P 移动时，关于两个电压表V 1与V 2的示数，下列判断正确的是( )切 A ．P 向a 移动，V 1示数增大、V 2的示数也增大B ．P 向b 移动，V 1示数增大、V 2的示数减小C ．P 向a 移动，V 1示数改变量的绝对值小于V 2示数改变量的绝对值D ．P 向b 移动，V 1示数改变量的绝对值大于V 2示数改变量的绝对值【答案】C【解析】当P 向a 移动时，R 2阻值减小，总电阻减小，干路电流增大，路端电压减小，因R 1的阻值不变，所以R 1两端的电压U 1＝IR 1增大，R 2两端的电压U 2减小，因为路端电压减小，所以R 2的电压减小量大于R 1的电压增大量；同理可分析，当P 向b 移动时，U 1减小，U 2增大，R 2的电压增大量大于R 1的电压减小量，故选项C 正确12．【2015?重庆联考】在如图甲所示电路中，闭合电键S ，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化．图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况．以下说法错误的是( )A ．图线a 表示的是电压表V 3的示数随电流表示数变化的情况B ．图线c 表示的是电压表V 2的示数随电流表示数变化的情况C ．此过程中电压表V 1示数的变化量ΔU 1和电流表示数变化量ΔI的比值变大D ．此过程中电压表V 3示数的变化量ΔU 3和电流表示数变化量ΔI 的比值不变【答案】C【解析】电压表V 2测量定值电阻R 1的电压，其U －I 图象是过原点的直线，B 正确；V 1示数的变化量和电流表示数的变化量的比值为ΔU 1ΔI＝r 是电源内阻，C 错误；V 3示数的变化量和电流表示数的变化量的比值为ΔU 3ΔI＝r ＋R 1是确定值，D 正确；根据图中a 、b 图线的斜率可判断，a 图线的斜率大，其斜率大小为r ＋R 1，b 图线的斜率为电源内阻r ，即a 图线是电压表V 3的示数随电流表示数变化的情况，A 正确．13. 【2015?江苏模拟】某同学设计了一个探究电容器所带电荷量与电容器两极间电压关系的实验，实验电路如图6甲所示，其中P 为电流传感器，V 为电阻很大的电压表。
实验时，先将开关S 1闭合，单刀双掷开关S 2掷向a ，调节滑动变阻器的滑动头到某位置使电容器C 充电，当电路达到稳定后记录理想电压表的示数。
再迅速将开关S 2掷向b ，使电容器放电。
电流传感器P 将电容器充、放电过程中的电流数据传送给计算机，在计算机上可显示出电流i 随时间t 变化的图象如图6乙所示。
然后改变滑动变阻器滑动头的位置，重复上述步骤，记录多组电流随时间变化的图象和电压表的示数。
对于这个实验过程和由图象及数据所得出的结果，下列说法中正确的是（ ）A ．流过电流传感器P 的充电电流和放电电流方向相同B ．图6乙中的第①段（充电阶段）电流曲线与横轴所围图形的面积表示电容器充电结束时所带的电荷量C ．电容器充电结束时所带电荷量随电容器充电结束时两极间电压变化的关系图象应为一条过原点的倾斜直线D ．电容器充电结束时所带电荷量与滑动变阻器滑动头的位置无关【答案】BC【解析】因it q =,由微元法再求和可知,图6乙中的第①段（充电阶段）电流曲线与横轴所围图形的面积表示电容器充电结束时所带的电荷量,所以选项B 正确;根据CU Q =显然电荷 与电压成正比,所以选项C 正确.141．【2015?广东潮州期末】某交流电源的电动势与时间呈正弦函数关系如图所示，此电源与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路，不计其他电阻，下列说法正确的是A ．交变电流的周期为B ．交变电流的频率为C ．交变电流的有效值为22AD ．交变电流的有效值为2A【答案】AD【解析】交变电流的周期为，周期为50Hz ，选项A 正确，选项B 错误。