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1、2022年高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)練9 第1部分 專題9 直流電路與交流電路 一、選擇題(本題共8小題，每小題6分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～5題只有一項(xiàng)符合題目要求，第6～8題有多項(xiàng)符合題目要求．全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選的得0分) 1．(xx·江蘇高考)一電器中的變壓器可視為理想變壓器，它將220 V交變電流改變?yōu)?10 V．已知變壓器原線圈匝數(shù)為800，則副線圈匝數(shù)為(　　) A．200　　　B．400　　　C．1 600　　　D．3 200 2．科技實(shí)驗(yàn)小組在清理實(shí)驗(yàn)器材時(shí)發(fā)現(xiàn)在一個(gè)精密電阻R上標(biāo)有“45 Ω　5 W”字樣，于是他將電阻R、標(biāo)有“3 V

2、　0.6 W”字樣的小燈泡L和電源等器材組成了如圖9-14所示實(shí)驗(yàn)電路．已知電表均為理想電表，則下列推斷正確的是(　　) 圖9-14 A．調(diào)整滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電流表示數(shù)小于 A時(shí)，電阻R的阻值小于45 Ω B．無論滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向右還是向左移動(dòng)，電阻R消耗的電功率始終保持5 W不變 C．調(diào)整滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)為12 V，小燈泡恰能正常工作 D．若換不同功率的小燈泡與精密電阻R串聯(lián)，則小燈泡的功率不能超過5 W 3．(xx·福建高考)圖9-15為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，在T的原線圈兩端接入一電壓u＝Umsin

3、 ωt的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為(　　) 圖9-15 A. B． C．4r D．4r 4．(xx·北京高考)如圖9-16所示，其中電流表A的量程為0.6 A，表盤均勻劃分為30個(gè)小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于電流表內(nèi)阻的；R2的阻值等于電流表內(nèi)阻的2倍．若用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值，則下列分析正確的是(　　) 圖9-16 A．將接線柱1、2接入電路時(shí)，每一小格表示0.04 A B．將接線柱1、2接入電路時(shí)，每一小格表示0.02 A C．將接線柱1、3接入電路時(shí)，每一

4、小格表示0.06 A D．將接線柱1、3接入電路時(shí)，每一小格表示0.01 A 5．如圖9-17所示，豎直放置的一對(duì)平行金屬板的左極上用絕緣線懸掛了一個(gè)帶正電的小球，將平行金屬板按圖所示的電路圖連接，絕緣線與左極板的夾角為θ，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片在a位置時(shí)，電流表的讀數(shù)為I1，夾角為θ1；當(dāng)滑片在b位置時(shí)，電流的讀數(shù)為I2，夾角為θ2，則(　　) 圖9-17 A．θ1＜θ2，I1＜I2 B．θ1＞θ2，I1＞I2 C．θ1＝θ2，I1＝I2 D．θ1＜θ2，I1＝I2 6．一個(gè)理想變壓器，開始時(shí)開關(guān)S接1，此時(shí)原、副線圈的匝數(shù)比為9∶1.一個(gè)理想二極管和一個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接在副線

5、圈上，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為10 Ω，如圖9-18甲所示．原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電．則下列判斷正確的是(　　) 圖9-18 A．電壓表的示數(shù)為4 V B．滑動(dòng)變阻器消耗的功率為0.8 W C．若將開關(guān)S由1撥到2處，同時(shí)滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)，電流表示數(shù)將變大 D．若將二極管用導(dǎo)線短接，電流表示數(shù)加倍 7．某同學(xué)用手搖發(fā)電機(jī)和理想變壓器給一個(gè)標(biāo)有“12 V　6 W”字樣的燈泡供電，手搖發(fā)電機(jī)的線圈電阻是1 Ω，電路如圖9-19所示．當(dāng)線圈以某一角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)為3 V，燈泡正常發(fā)光，則(　　) 圖9-19 A．電流表的示數(shù)是2 A B．變

6、壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是1∶4 C．若將耐壓值為20 V的電容器和燈泡串聯(lián)起來再接入電路，電流表示數(shù)為零 D．發(fā)電機(jī)的線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值是5 V 8．(xx·海南高考)如圖9-20，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負(fù)載電阻的阻值R＝11R0，V是理想電壓表，現(xiàn)將負(fù)載電阻的阻值減小為R＝5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時(shí)電壓表的讀數(shù)為5.0 V，則(　　) 圖9-20 A．此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為34 V B．此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為24 V C．原線圈兩端原來的電壓有

7、效值約為68 V D．原線圈兩端原來的電壓有效值約為48 V 二、計(jì)算題(本題共2小題，共計(jì)32分．解答過程要有必要的文字說明和解題步驟) 9．(14分)在如圖9-21所示的電路中，兩平行正對(duì)金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d＝4.0 cm.電源電動(dòng)勢(shì)E＝400 V，內(nèi)電阻r＝20 Ω，電阻R1＝1 980 Ω.閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從B板上的小孔以初速度v0＝1.0 m/s豎直向上射入兩板間，小球恰好能到達(dá)A板．若小球所帶電荷量q＝1.0×10－7C，質(zhì)量m＝2.0×10－4kg，不考慮空氣阻力，忽略射入小球?qū)﹄娐返挠绊?，取g＝10 m/s2.求：

8、 圖9-21 (1)A、B兩金屬板間的電壓的大小U； (2)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率P滑； (3)電源的效率η. 10．(18分)如圖9-22甲所示，一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場(chǎng)．已知線圈的匝數(shù)n＝100匝，電阻r＝1.0 Ω，所圍成矩形的面積S＝0.040 m2，小燈泡的電阻R＝9.0 Ω，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按如圖乙所示的規(guī)律變化，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為e＝nBmScost(V)其中Bm為磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值，T為磁場(chǎng)變化的周期．忽略燈絲電阻隨溫度的變化．求： (1)線圈中

9、產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值； (2)小燈泡消耗的電功率； (3)在磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的0～的時(shí)間內(nèi)，通過小燈泡的電荷量． 圖9-22 【詳解答案】 1．B　根據(jù)理想變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系＝，得n2＝＝＝400，選項(xiàng)B正確． 2．C　由精密電阻的標(biāo)識(shí)可知其額定電壓為15 V，額定電流為 A(與電阻間存在數(shù)量關(guān)系)，但電阻的阻值與其額定電壓和額定電流的值無關(guān)(無因果關(guān)系)，阻值為45 Ω不變，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；標(biāo)識(shí)“5 W”為電阻的額定功率，工作功率與電阻兩端電壓有關(guān)，在額定范圍內(nèi)，電壓越高功率越大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；小燈泡的電阻值RL＝Ω＝15 Ω(數(shù)量關(guān)系)，當(dāng)

10、電壓表示數(shù)為12 V時(shí)，由分壓關(guān)系得＝，解得UL＝3 V，故小燈泡恰能正常工作，C選項(xiàng)正確；小燈泡的額定功率與精密電阻的額定功率無關(guān)，只要支路電流不超過 A即可，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 3．C　升壓變壓器T的原線圈兩端電壓的有效值為U1＝；由變壓關(guān)系可得＝，則U2＝；因?yàn)檩斔碗姽β蕿镻，輸電線中的電流為I2＝＝，則輸電線上損失的電功率為ΔP＝I(2r)＝，故選項(xiàng)C正確． 4．C　設(shè)電流表A的內(nèi)阻為RA，用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值時(shí)，若將接線柱1、2接入電路，根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)，(I1－IA)R1＝IARA，解得I1＝3IA＝0.06 A，則每一小格表示0.06 A；若將接線柱1、

11、3接入電路，則(I2－IA)R1＝IARA，解得I2＝3IA＝0.06 A，則每一小格表示0.06 A．選項(xiàng)C正確． 5．D　在滑動(dòng)變阻器的滑片由a位置滑到b位置的過程中，兩平行金屬板間的電壓增大，小球受到的電場(chǎng)力增大，因此夾角θ增大，即θ1＜θ2；另外，電路的總電阻不變，因此總電流不變，即I1＝I2，故選項(xiàng)D正確． 6．BD　原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比，原線圈電壓的有效值為36 V，所以副線圈兩端電壓為4 V，由于副線圈接有二極管，它具有單向?qū)щ娦?，根?jù)電流的熱效應(yīng)知×＝×T，解得U＝2 V，A錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為10 Ω，消耗的功率為P＝＝0.8 W，故B正確；若將S從1

12、撥到2，原、副線圈匝數(shù)比變大，由變壓器變壓關(guān)系知副線圈的電壓減小，而R變大，副線圈電流減小，變壓器輸入功率等于輸出功率，總功率變小，原線圈電壓不變，原線圈電流即電流表示數(shù)減小，故C錯(cuò)誤；若將二極管用導(dǎo)線短接，電流做功加倍，功率加倍，電流表示數(shù)加倍，故D正確． 7．AB　燈泡正常發(fā)光說明副線圈兩端電壓為12 V，功率為6 W，原、副線圈功率相等，PL＝UI，則電流表示數(shù)為2 A，選項(xiàng)A正確．理想變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)成正比，選項(xiàng)B正確；副線圈兩端電壓為12 V，最大值為12 V，小于電容器的耐壓值，電容器不會(huì)燒壞，因?yàn)殡娙萜魍ń涣?，故電路里有電流，原線圈中的電流不為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．理想變壓

13、器原線圈和繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈構(gòu)成閉合電路，電壓表示數(shù)3 V是外電路電壓，發(fā)電機(jī)線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值為E＝U＋I(xiàn)R＝5 V，電動(dòng)勢(shì)最大值為5 V，選項(xiàng)D錯(cuò)． 8．AD　當(dāng)負(fù)載電阻的阻值減小為R＝5R0時(shí)，根據(jù)串、并聯(lián)電路規(guī)律，R兩端電壓為R0兩端電壓的5倍，因?yàn)殡妷罕頊y(cè)量R兩端的電壓，所以UR0＝×5 V＝1 V，故副線圈兩端電壓為U2＝6 V，根據(jù)公式＝可得此時(shí)原線圈兩端電壓的有效值為U1＝24 V，所以此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為24 V≈34 V，A正確，B錯(cuò)誤；因?yàn)樽兓^程中變壓器的輸入電流不變，所以對(duì)于副線圈變化前、后電流也不變，則變化后電壓U2＝IR0＋5IR0＝6IR0，變化前

14、，U2′＝IR0＋11IR0＝12IR0，所以U2′＝2U2＝12 V，根據(jù)公式＝可得原線圈兩端原來的電壓有效值約為48 V，D正確，C錯(cuò)誤． 9．解析：(1)小球從B板上的小孔射入恰好到達(dá)A板的過程中， －qU－mgd＝0－mv　得U＝200 V. (2)I＝，U＝IR滑，解得R滑＝2.0×103Ω 滑動(dòng)變阻器消耗的電功率P滑＝＝20 W (3)電源的效率η＝＝＝99.5%. 答案：(1)200 V (2)20 W (3)99.5% 10．解析：(1)因?yàn)榫€圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流變化的周期與磁場(chǎng)變化的周期相同，所以由圖象可知，線圈中產(chǎn)生交變電流的周期為T＝3.14×10－2s，所以線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em＝＝8.0 V. (2)根據(jù)歐姆定律，電路中電流的最大值為Im＝＝0.80 A，通過小燈泡電流的有效值為I＝Im/＝0.40 A， 小燈泡消耗的電功率為P＝I2R＝2.88 W. (3)在磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的0～T/4內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值E＝nS 通過燈泡的平均電流I＝＝ 通過燈泡的電荷量Q＝IΔt＝＝4.0×10－3C. 答案：(1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.0×10－3C