《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題4 電磁感應(yīng)與電路 第2講 直流電路、交流電路練習(xí)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題4 電磁感應(yīng)與電路 第2講 直流電路、交流電路練習(xí)(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第2講 直流電路、交流電路
一、選擇題:每小題給出的四個選項中,第1~4題只有一項符合題目要求,第5~7題有多項符合題目要求.
1.(2019年河北石家莊模擬)在如圖所示的電路中,R0為定值電阻,R為光敏電阻(光照減弱時阻值增大),C為電容器,現(xiàn)減弱對光敏電阻R光照的強度,下列說法正確的是( )
A.電流表的示數(shù)減小 B.電容器C的電荷量減小
C.電壓表的示數(shù)變小 D.電源內(nèi)部消耗的功率變大
【答案】A
2.(2019年黑龍江名校模擬)如圖所示,N匝矩形導(dǎo)線框以角速度ω繞對稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,線框面積為S,線框電阻均不計,在OO′左側(cè)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,外電路接有
2、電阻R和理想電流表A,那么可以確定的是( )
A.從圖示時刻起,線框產(chǎn)生的瞬時電動勢為e=NBSωsin ωt
B.電流表的示數(shù)I=NBS
C.R兩端電壓有效值U=NBS
D.一個周期內(nèi)R的發(fā)熱量為Q=
【答案】B
【解析】由圖可知,線圈只有一半在磁場中,故產(chǎn)生的電動勢的最大值為Em=NBω=,故電動勢的瞬時表達式為e=sin ωt,A錯誤;電流表的示數(shù)為I==NBS,B正確;R兩端電壓的有效值U=E==NBS,C錯誤;一個周期內(nèi)的發(fā)熱量Q=I2RT=2R×=,D錯誤.
3.(2019年百校聯(lián)盟保溫金卷)如圖所示的電路中,電源內(nèi)阻不能忽略,R1、R2、R3均是可變電阻,將S1、
3、S2都閉合,下列說法正確的是( )
A.只將R1阻值調(diào)大,C1、C2的帶電量都增大
B.只將R3的阻值調(diào)大,C1的帶電量都減小
C.只斷開開關(guān)S2,C1、C2的帶電量都增大
D.只斷開開關(guān)S1,C1、C2的帶電量均不變
【答案】C
4.(2018年安徽馬鞍山二模)圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶1 000,降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1 000∶1,輸電線的總電阻為1 000 Ω.若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示,用戶端電壓為220 V.下列說法正確的是( )
A.輸電線中的電流為3 A
B.電站輸出的功率為7 500 kW
C.輸電
4、線路損耗功率為90 kW
D.用戶端交變電流的頻率為100 Hz
【答案】B
【解析】由圖乙知升壓變壓器輸入端電壓的最大值為Um=250 V,有效值為U1==250 V,根據(jù)=,得副線圈兩端的電壓U2=U1=×250 V=2.50×105 V;用戶端電壓為220 V,根據(jù)=,得降壓變壓器原線圈的電壓U3=U4=×220 V=2.2×105 V,故輸電線上損失的電壓為ΔU=U2-U3=3×104 V,則輸電線上的電流為I== A=30 A,電站的輸出功率為P1=P2=U2I=7 500 kW,輸電線路損耗功率為ΔP=I2R=900 kW,由乙圖可知,原線圈交變電流的周期為T=0.02 s,
5、則頻率為f==50 Hz.故用戶端交變電流的頻率為50 Hz.故ACD錯誤,B正確.
5.(2019年河北衡水模擬)如圖所示,邊長L=20 cm的單匝閉合正方形線框ABCD在范圍足夠大的勻強磁場中以ω=2π rad/s的角速度繞軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,線框的電阻R=2 Ω,磁感應(yīng)強度大小B0=1 T,方向與OO′成30°角斜向右下方,t=0時刻,線框平面與磁場方向平行,則下列說法正確的是( )
A.穿過線框的磁通量Φ=0.02sin(2πt) Wb
B.回路中電流的有效值為 A
C.t= s至t= s內(nèi),線框中產(chǎn)生的焦耳熱為π2×10-4 J
D.線框轉(zhuǎn)動過程中,0.5 s內(nèi)通過線
6、框某截面電荷量的最大值為0.02 C
【答案】AD
【解析】將磁場分解為水平方向和豎直方向兩個分量,則穿過線圈的磁通量為Φ=0.02sin(2πt) Wb,選項A正確;回路中電動勢最大值em=B0sin 30°·L2ω=0.04π V,回路中電流有效值為I== A,選項B錯誤;t= s至t= s內(nèi)線框中電流有效值小于 A,產(chǎn)生的焦耳熱小于π2×10-4 J,選項C錯誤;通過線框某截面的電荷量q=,0.5 s內(nèi)通過線框磁通量變化量的最大值為2B0sin 30°·L2=0.04 Wb,故0.5 s內(nèi)通過線框某截面電荷量的最大值為0.02 C,選項D正確.
6.(2019年江西師大附中聯(lián)考)某
7、課外探究小組設(shè)計了一個電路,如圖所示,一理想變壓器的原線圈匝數(shù)為n1,連接一理想電流表;副線圈接入電路的匝數(shù)n2可以通過滑動觸頭調(diào)節(jié),副線圈接有定值電阻R0和壓敏電阻R(R的阻值會隨壓力的增大而變小),物塊m置于壓敏電阻上,保持原線圈輸入電壓不變,則( )
A.原、副線圈電流之比為n1∶n2
B.只使n2增大,電流表示數(shù)變大
C.只增大物塊對R的壓力,電流表示數(shù)變大
D.只增大物塊對R的壓力,原線圈的輸入功率變小
【答案】BC
7.(2019年武漢武昌調(diào)研)如圖甲所示的電路中,變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1,L1、L2、L3是規(guī)格均為“10 V 5 W”的相同燈泡,各電表均為
8、理想交流電表.閉合開關(guān)S后,該變壓器cd輸入端交變電壓u的圖象如圖乙.以下說法正確的是( )
A.a(chǎn)b輸入端電壓的瞬時值表達式為Uab=20·sin 100πt
B.a(chǎn)b輸入端輸入功率Pab=15 W
C.電流表的示數(shù)為1 A,且三只燈泡均正常發(fā)光
D.若斷開開關(guān)S,電壓表V的示數(shù)將變小
【答案】BC
【解析】由cd輸入端交變電壓最大值為20 V,有效值是U=20 V,副線圈電壓為U′=×U=10 V,所以副線圈兩只燈泡均能正常發(fā)光.燈泡的額定電流I0== A=0.5 A;電流表的讀數(shù)為I2=2I0=1 A,原線圈電流為I1=×I2=0.5 A,所以原線圈的燈泡也能正
9、常發(fā)光,ab輸入端電壓為Uab=U+UL3=20 V+10 V=30 V;輸入端電壓的瞬時值表達式為uab=30sin(100πt) V,A錯誤,C正確.三個燈泡都正常發(fā)光,所以ab輸入端輸入功率Pab=30×0.5 W=15 W,故B正確;若將S斷開,則副線圈上的輸出電流將減小,所以原線圈的輸入電流也減小,則流過燈泡L3的電流減小,L3上消耗的電壓減小,原線圈上的電壓降減小,所以電壓表V讀數(shù)將變大,故D錯誤.
二、非選擇題
8.(2019年蘇州模擬)如圖所示的電路中,兩平行金屬板A、B水平放置,極板長l=80 cm,兩板間的距離d=40 cm,電源電動勢E=40 V,內(nèi)電阻r=1 Ω,電
10、阻R=15 Ω,閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后,將一帶負(fù)電的小球從B板左端且非??拷麭板的位置以初速度v0=4 m/s水平向右射入兩板間,該小球可視為質(zhì)點.若小球帶電荷量q=1×10-2 C,質(zhì)量為m=2×10-2 kg,不考慮空氣阻力,電路中電壓表、電流表均是理想電表.若小球恰好從A板右邊緣射出.(g取10 m/s2)求:
(1)滑動變阻器接入電路的阻值;
(2)此時電流表、電壓表的示數(shù);
(3)此時電源的輸出功率.
【答案】(1)24 Ω (2)1 A 39 V (3)39 W
【解析】(1)設(shè)小球在板間飛行時間為t
t== s=0.2 s
根據(jù)d=at2得小球在電場中的飛行加
11、速度
a== m/s2=20 m/s2
對小球根據(jù)牛頓第二定律得q-mg=ma,解得
UAB== V=24 V
所以滑動變阻器兩端電壓U滑=UAB=24 V
設(shè)通過滑動變阻器的電流為I,由歐姆定律得
I== A=1 A
滑動變阻器接入電路的阻值R滑==24 Ω.
(2)此時電流表的示數(shù)為1 A
電壓表的示數(shù)為
U=E-Ir=(40-1×1) V=39 V.
(3)電源的輸出功率P出=IU=39 W.
9.如圖甲所示,光滑金屬導(dǎo)軌abcdef由水平平行導(dǎo)軌abef和半徑為r的四分之一圓弧導(dǎo)軌bcde組成,兩導(dǎo)軌在b、e處平滑連接,導(dǎo)軌的間距為L,電阻不計.在軌道的頂端c、
12、d間接有阻值為R的電阻,整個裝置處在豎直向上的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度大小為B.現(xiàn)有一根長度也為L、質(zhì)量為m且電阻不計的金屬棒,在水平拉力F作用下從水平軌道的af處由靜止開始做勻加速直線運動,在水平導(dǎo)軌上運動的時間為t0;接著通過調(diào)節(jié)拉力使金屬棒沿圓弧做勻速圓周運動至cd處,已知金屬棒在af和be之間運動時拉力隨時間變化的關(guān)系圖象如圖乙所示(其中F0、t0為已知量).求:
(1)金屬棒做勻加速運動的加速度大??;
(2)金屬棒沿四分之一圓弧做勻速圓周運動的過程中拉力做的功.
【答案】(1)a= (2)W=mgr+
【解析】(1)金屬棒做勻加速直線運動,由牛頓第二定律得
F-=ma
13、即F=ma+t
由圖象可知,運動的時間為t0時,F(xiàn)=F0
代入解得a=.
(2)金屬棒沿四分之一圓弧做勻速圓周運動,經(jīng)過時間t,感應(yīng)電流
I=cost
且v0=at0
則此過程中電路產(chǎn)生的焦耳熱為
Q=2·R·=
由能量守恒得
W=mgr+=mgr+.
10.(2019年棗陽模擬)如圖甲所示,發(fā)光竹蜻蜓是一種常見的兒童玩具,它在飛起時能夠持續(xù)閃爍發(fā)光.某同學(xué)對竹蜻蜓的電路作如下簡化:如圖乙所示,半徑為L的導(dǎo)電圓環(huán)繞垂直于圓環(huán)平面、通過圓心O的金屬軸O1O2以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,圓環(huán)上接有電阻均為r的三根金屬輻條OP、OQ、OR,輻條互成120°角.在圓環(huán)左半部分分布著垂直圓環(huán)
14、平面向下磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,在轉(zhuǎn)軸O1O2與圓環(huán)的邊緣之間通過電刷M、N與一個LED燈相連(假設(shè)LED燈電阻恒為r).其他電阻不計,從輻條OP進入磁場開始計時.
(1)在輻條OP轉(zhuǎn)過60°的過程中,求通過LED燈的電流;
(2)求圓環(huán)每旋轉(zhuǎn)一周, LED燈消耗的電能;
(3)為使LED燈閃爍發(fā)光時更亮,可采取哪些改進措施?(請寫出三條措施)
提示:由n個電動勢和內(nèi)電阻都相同的電池連成的并聯(lián)電池組,它的電動勢等于一個電池的電動勢,它的內(nèi)電阻等于一個電池的內(nèi)電阻的n分之一.
【答案】(1) (2) (3)增大角速度,增強磁場,增加輻條的長度,減小輻條的電阻等等
【解析】(1)
15、在輻條OP轉(zhuǎn)過60°的過程中, OP、OQ均處在磁場中,電路的電動勢為
E=BL2ω
電路的總電阻為R=+=r
由閉合電路歐姆定律,電路的總電流為I==
通過LED燈的電流I1=I=.
(2)設(shè)圓環(huán)轉(zhuǎn)動一周的周期為T,在輻條OP轉(zhuǎn)過60°的過程中,LED燈消耗的電能
Q1=Ir·
在輻條OP轉(zhuǎn)過60°~120°的過程中,僅OP處在磁場中,電路的電動勢為E′=BL2ω
電路的總電阻為R′=r+=r
由閉合電路歐姆定律,電路的總電流為I′==
通過LED燈的電流I2=I′=
LED燈消耗的電能Q2=Ir·
圓環(huán)每旋轉(zhuǎn)一周,LED燈珠消耗的電能發(fā)生三次周期性變化
所以Q=3×(Q1+Q2)=.
(3)例如:增大角速度,增強磁場,增加輻條的長度,減小輻條的電阻等.
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