2016版高考物理二轮重点讲练：专题五 电路问题 专题强化训练

1．(2014·上海)将阻值随温度升高而减小的热敏电阻Ⅰ和Ⅱ串联，接在不计内阻的稳压电源两端．开始时Ⅰ和Ⅱ阻值相等，保持Ⅰ温度不变，冷却或加热Ⅱ，则Ⅱ的电功率在( )A ．加热时变大，冷却时变小B ．加热时变小，冷却时变大C ．加热或冷却时都变小D ．加热或冷却时都变大答案 C解析 将温度不变的热敏电阻等效成电源的内阻，初始时两者阻值相同，所以此时“电源”的输出功率最大，即热敏电阻Ⅱ的电功率最大，无论将其冷却还是加热，其消耗的电功率均减小，C 项正确．2．(2015·衡水高三调研)现有甲、乙、丙三个电源，电动势E 相同，内阻不同，分别为r 甲，r 乙，r 丙．用这三个电源分别给定值电阻R供电，已知R ＝r 甲>r 乙>r 丙，则将R 先后接在这三个电源上的情况相比较，下列说法正确的是( )A ．接在甲电源上时，电源内阻消耗的功率最大B ．接在甲电源上时，定值电阻R 两端的电压最大C ．接在乙电源上时，电源的输出功率最大D ．接在丙电源上时，电源的输出功率最大答案 AD解析 A 项，三个电源的电动势E 相同，而电阻R ＝r 甲>r 乙>r 丙，根据闭合电路欧姆定律得I ＝E R ＋r ，R 接在电源上时，内电阻消耗的功率为：P ＝I 2r ＝(E R ＋r )2r ＝E 2(R －r )2r ＋4R，则当R ＝r 时，P 最大，则知接在甲电源上时，电源内阻消耗的功率最大，故A 项正确；B 项，在甲电源上时，定值电阻R 两端的电压为：U ＝IR ＝R R ＋r E ＝E 1＋r R，由于甲的内阻最大，故U 最小，故B 项错误；CD 项，电源的输出功率P 出＝I 2R ，由于丙电源的内阻最小，故接在丙电源时电流最大，故接在丙电源上时，电源的输出功率最大，故C 项错误，D 项正确．命题立意 本题旨在考查闭合电路的欧姆定律3．(2015·宝鸡三检)在如图所示的电路中，电源的电动势为E ，内阻为r ，R 1、R 3为定值电阻，R 2为滑动变阻器，C 为电容器．将滑动变阻器的滑动触头P 置于位置a ，闭合开关S ，电路稳定时理想电压表V 1、V 2的示数分别为U 1、U 2，理想电流表A 的示数为I .当滑动变阻器的滑动触头P 由a 滑到b 且电路再次稳定时，理想电压表V 1、V 2的示数分别为U ′1、U ′2，理想电流表A 的示数为I ′.则以下判断中正确的是()A ．滑动变阻器的滑动触头P 由a 滑向b 的过程中，电容器的带电量减小B ．滑动变阻器的滑动触头P 由a 滑向b 的过程中，通过R 3的电流方向由右向左C ．U 1＞U ′1，U 2＞U ′2，I ＞I ′D ．|U 2－U ′2I －I ′|＝R 1＋r 答案 BD解析 滑动变阻器的滑动触头P 由a 滑到b 过程中，R 2增大，电路中R 总增大，电路再次稳定时，I 总减小，由闭合电路的欧姆定律，可得U 内减小，U 外增大，又有C ＝Q U ，得电容器的带电量Q ＝CU ＝CU 外增大，故A 项错误；电容器再次充电，I 3增大，由电源正负极方向可得通过R 3的电流方向由右向左，故B 项正确；由于I 3增大，I 总减小，则I ′减小，即I ′<I ，故C 项错误；由闭合电路的欧姆定律得|U 2－U ′2I －I ′|＝R 1＋r ，故D 项正确． 命题立意 本题旨在考查电路动态分析、电容、闭合电路的欧姆定律4．(2015·大庆三检)某兴趣小组用实验室的手摇发电机和理想变压器给一个灯泡供电，电路如图，当线圈以较大的转速n 匀速转动时，电压表示数是U 1，额定电压为U 2的灯泡正常发光，灯泡正常发光时电功率为P ，手摇发电机的线圈电阻是r ，则有( )A ．电流表的示数是P U 1B．变压器原副线圈的匝数比是U2∶U1 C．变压器输入电压的瞬时值u＝U2sin2πntD．手摇发电机线圈中产生的电动势最大值是E m＝2(U1＋Pr U1)答案AD解析A项，理想变压器的输入功率和输出功率相等，灯泡正常发光时电功率为P，所以输入功率为P，电流表的示数是PU1，故A项正确；B项，电压与匝数成正比，所以变压器的原副线圈的匝数比是U1∶U2.故B项错误；C项，线圈以较大的转速n匀速转动时，所以ω＝2πn，所以变压器输入电压的瞬时值u＝2U1sin2πnt，故C项错误；D项，手摇发电机的线圈中产生的电动势最大值是E m＝2(U1＋PU1r)，故D项正确．命题立意本题旨在考查变压器的构造和原理、交流发电机及其产生正弦式电流的原理、正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率5．(2015·成都三诊)如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为5∶1，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈接有“220 V,440 W”的纯电阻和“220 V,220 W”的电动机．如果副线圈两端电压按图乙所示正弦规律变化，则下列说法正确的是()A．副线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝2202sin50πt VB．电压表示数为1 100 2 VC．纯电阻的发热功率是电动机发热功率的2倍D．1 min内电动机消耗的电能为1.32×104 J 答案 D解析A项，由图乙可知，交变电流的峰值是220 2 V，ω＝2πT＝2π0.02＝100πrad/s，初位相为00，则副线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝2202sin100πt(V)，故A项错误；B项，U1＝51×220 V＝1 100V，则电压表示数为1 100 V，故B项错误；C项，纯电阻的发热功率为440 W，而电动机的发热功率远小于220 W，纯电阻的发热功率不是电动机功率的2倍，故C项错误；D项，1 min内电动机消耗的电能W＝Pt＝220×60 J＝1.32×104 J，故D项正确．命题立意本题旨在考查变压器的构造和原理6．(2014·山东省高考仿真模拟冲刺题)按如图所示的电路连接各元件后，闭合开关S，L1、L2两灯泡都能发光．在保证灯泡安全的前提下，当滑动变阻器的滑动头向左移动时，下列判断正确的是()A．L1亮度不变B．L1变亮C．L2功率变小D．L2变亮答案 D解析 滑动变阻器的滑动头向左移动时，电路中的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律I ＝U R 知，干路电流增大，则L 2变亮，路端电压减小，又L 2两端的电压增加，则并联电路两端的电压减小，那么L 1两端的电压减小，L 1变暗．7．(2015·吉林三模)如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器．升压变压器原副线圈匝数比为1∶100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100 Ω.降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R 1为一定值电阻，R 2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小．电压表V 显示加在报警器上的电压(报警器未画出)．未出现火警时，升压变压器的输入功率为750 kW.下列说法中正确的有( )A ．降压变压器副线圈输出的交流电频率为50 HzB ．远距离输电线路损耗功率为180 kWC ．当传感器R 2所在处出现火警时，电压表V 的示数变大D ．当传感器R 2所在处出现火警时，输电线上的电流变大答案 AD解析 A 项，由图乙知交流电的周期0.02 s ，所以频率为50 Hz ，A 项正确；B 项，由图乙知升压变压器输入端电压有效值为250 V ，根据电压与匝数成正比知副线圈电压为25 000 V ，所以输电线中的电流为：I ＝P U ＝30 A ，输电线损失的电压为：ΔU ＝IR ＝30×100 V ＝3000 V，输电线路损耗功率为：ΔP＝ΔUI＝90 kW，B项错误；C项，当传感器R2所在处出现火警时其阻值减小，副线圈两端电压不变，副线圈中电流增大，定值电阻的分压增大，所以电压表V的示数变小，C项错误；D项，由C知副线圈电流增大，根据电流与匝数成反比知输电线上的电流变大，D项正确．命题立意本题旨在考查远距离输电、电功、电功率8．(2015·盐城1月检测)在如图(a)所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器．闭合电键S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表(内阻极大)的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图(b)所示．则()A．图线甲是电压表V1示数随电流变化的图线B．电源内电阻的阻值为10 ΩC．电源的电动势是4 VD．滑动变阻器R2的最大功率为0.9 W答案 D解析由图可知，三电阻串联，V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，A项，当滑片向左端滑动时，接入电路中的电阻减小，电路中的总电阻减小，由I＝UR可知，电路中的电流增大，R0、R1两端的电压增大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R 2两端的电压减小，即电压表V 2示数减小，由图像可知，甲表示电压表的示数随电流的增大而减小，表示的是电压表V 2示数随电流变化的图线，故A 项错误；BC 项，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，R 1与R 0串联，电路中的电流最大，由图像可知，R 1两端的电压U 1＝3 V ，电路中的电流I 1＝0.6 A ，则电阻R 1的阻值：R 1＝U 1I 1＝3 V 0.6 A＝5 Ω，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电动势E ＝U 1＋I 1R 0＝3 V ＋0.6 A ×R 0①当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，三电阻串联，由图像可知，R 1两端的电压U ′1＝1 V ，R 2两端的电压U 2＝4 V ，电路中的电流I 2＝0.2 A ，滑动变阻器的最大阻值：R 2m ＝U 2I 2＝4 V 0.2 A＝20 Ω，则电源的电动势 E ＝U ′1＋U 2＋I 2R 0＝1 V ＋4 V ＋0.2 A ×R 0②由①②可得，R 0＝5 Ω，E ＝6 V ，故B 、C 项错误；D 项，电路中的电流：I ＝E R 0＋R 1＋R 2，滑动变阻器消耗的电功率：P 2＝I 2R 2＝( 6 V 10 Ω＋R 2)2R 2，当R 2＝10 Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，则P 2m ＝(6 V )240 Ω＝0.9 W ，故D 项正确． 命题立意 本题旨在考查欧姆定律的应用、电功率的计算9．(2014·衡中二调)如图所示，电源的电动势为E 、内阻为r ，若将可变电阻R 1的阻值调大，可使电压表V 1、V 2的示数变化的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2；电流表A 1、A 2、A 3示数变化的绝对值分别为ΔI 1、ΔI 2、ΔI 3(所有电表均为理想电表)，在这个过程中( )A ．通过R 1的电流减小，且R 1＝ΔU 2ΔI 3B ．通过R 2的电流减小，且R 2＝ΔU 2ΔI 2C ．通过R 3的电流减小，且R 3＝ΔU 2ΔI 1－ΔU 1ΔI 1D ．路端电压减小，且r 3＝ΔU 1ΔI 1答案 C解析 根据串并联电路的电压、电流与电阻的关系，可知R 1增大，R 总增大，I 总减小，U 内减小，U 外增大即U 1增大，I 1减小，U 3减小，U 2增大，I 2增大，I 3减小．BD 项错误．由U 2＝I 3R 1不是定值，A 项错误．由U 2＝I 2R 2，R 2为定值则有R 2＝ΔU 2ΔI 2.由U 2＝E －I (R 3＋r )知ΔU 2ΔI 1＝R 3＋r .由U 1＝E －I 1r 知r ＝ΔU 1ΔI 1得到C 项正确． 10．(2015·菏泽二模)如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，原线圈输入如图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R 0为定值电阻，R 为半导体热敏电阻(其阻值随温度的升高而减小)．下列说法中正确的是( )A．图乙中电压的有效值为110 VB．电压表的示数为44 VC．R处出现火警时，电流表示数减小D．R处出现火警时，电阻R0消耗的电功率增大答案 D解析A项，设将此电流加在阻值为R的电阻上，电压最大值为U m，图乙中电压的有效值为U，则(U m2)2R·T2＝U2R·T，代入数据得图乙中，电压的有效值为110 2 V，故A项错误；B项，变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是5∶1，电压表的示数为22 2 V，故B项错误；C项，R处温度升高时，阻值减小，由于电压不变，所以出现火警时电流表示数增大，故C项错误；D项，由C项知出现火警时，电路中电流增大，故电阻R0消耗的电功率增大，所以D项正确．命题立意变压器的构造和原理11．(2014·河北省唐山一模)如图所示，电源电动势E＝3 V，小灯泡L标有“2 V、0.4 W”，开关S接1，当变阻器调到R＝4 Ω时，小灯泡L正常发光；现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作．则()A．电源内阻为1 ΩB．电动机的内阻为4 ΩC．电动机正常工作电压为1 VD．电源效率约为93.3%答案AD解析小灯泡中正常工作电流0.2 A，开关S接1；当变阻器调到R＝4 Ω时，小灯泡L正常发光；由E＝2＋0.2(r＋4)解得电源内阻r＝1 Ω，A项正确；将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，由E＝2＋0.2r＋U解得电动机正常工作电压为U＝0.8 V，电动机的内阻一定小于4 Ω，BC项错误；电源效率约为η＝2.83×100%＝93.3%.D项正确．12．(2014·四川省凉山州二诊)理想变压器的输入电压如图所示，输出端并联2只相同的小灯泡L1，L2，如图所示，灯泡的额定电压为20 V，额定功率为10 W，电路连接了两理想电流表A1，A2，导线电阻不计，开始电键S断开，L1恰好正常发光，则()A．原副线圈的匝数比为n1∶n2＝32∶1B．流过灯L1的电流方向每秒改变10次C．电键S闭合后，灯L1变暗D．电键S闭合后，电流A1的读数变大，A1与A2的比值也变大答案 B解析由变压器变压公式可知，原副线圈的匝数比为n1∶n2＝3∶1，A项错误；交变电流周期0.2 s，电流方向每秒改变10次，B 项正确；电键S闭合后，流过灯L1电流不变，灯L1亮度不变，C项错误；电键S闭合后，电流A1的读数变大，根据变压器变流关系，A1与A2的比值也不变，D项错误．13．(2015·山东)如图甲，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内．左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R0的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化．规定内圆环a端电势高于b端时，a，b间的电压为u ab正，下列u ab－t 图像可能正确的是()答案 C解析在第一个0.25T0时间内，通过大圆环的电流为瞬时针逐渐增加，由楞次定律可判断内环a端电势高于b端，因电流的变化率逐渐减小故内环的电动势逐渐减小；同理在第0.25T0－0.5T0时间内，通过大圆环的电流为瞬时针逐渐减小，由楞次定律可判断内环a端电势低于b端，因电流的变化率逐渐变大故内环的电动势逐渐变大；故C项正确．命题立意法拉第电磁感应定律；楞次定律。