2023学年高考物理二轮复习600分冲刺专题四电路和电磁感应第11讲直流与交流电路问题优练含解析.doc

直流与交流电路问题 一、选择题(本题共12小题，其中1～7题为单选，8～12题为多选) 1．(2023年·江苏省宿迁市模拟)如图所示，小灯泡的规格“6 V,3 W”，R3＝4 Ω，电源内阻r＝1 Ω。闭合开关S，灯泡L正常发光，电压表示数为零，电流表示数为1 A，电表均为理想电表，则电源电动势E和电源输出功率P分别为(　C　) A．E＝8 V，P＝6 W　　　　 B．E＝8 V，P＝7 W C．E＝9 V，P＝8 W D．E＝9 V，P＝9 W [解析]　由电压表示数为零可得电阻R3与灯泡L串联，电阻R1和电阻R2串联，它们一起并联。由灯泡正常发光可得流过灯泡电流为IL＝0.5 A。则路端电压为U＝UL＋ILR3＝8 V，电动势E＝U＋Ir＝9 V；电源输出功率P出＝EI－I2r＝8 W，C正确。 2．(2023年·河南省郑州模拟)如图所示，R1为定值电阻、R2为滑动变阻器，电源的电动势为E、内阻为r，电流表、电压表示均为理想表。现闭合开关将R2的滑片向右滑动，ΔU、ΔI分别表示该过程中电压表和电流表示数的变化量。则(　D　) A．电源的效率变高 B．R1消耗的电功率变小 C．||变大 D．||不变 [解析]　电源效率η＝＝＝，R2的滑片向右滑动，R2减小，R1、r均不变，由表达式可知电源效率η变低，选项A错误；R1为定值电阻，其功率为PR1＝I2R1，功率大小仅有I决定，因此R2减小回路电流I增大，R1的功率增大，选项B错误；||＝r，电源内阻r不变，因此||不变，选项C错误、选项D正确。 3．(2023年·四川省德阳市模拟)如图所示，理想变压器的原线圈接有频率为f、电压为U的交流电，副线圈接有光敏电阻R1(光照增强时，光敏电阻阻值减小)、用电器R2。下列说法正确的是(　D　) A．P位置不动，当光照增强时，变压器的输入功率减小 B．当f减小时，变压器的输入功率减小 C．光照强度不变，当滑动触头P向上滑动时，用电器消耗的功率增大 D．P位置不动，光照强度不变，当U增大时，用电器消耗的功率增大 [解析]　P位置不动，当光照增强时，光敏电阻的阻值减小，根据功率表达式P＝知变压器的输出功率增加，则输入功率也增加，A错误；该电路中，交流电的频率变化对变压器的功率没有影响，B错误；光照强度不变，当滑动触头P向上滑动时，原线圈匝数增大，根据电压与匝数成正比知变压器的输出电压减小；根据功率表达式P＝，用电器消耗的功率减小，C错误；当U增大时，根据电压与匝数成正比知变压器的输出电压增大，即用电器两端电压增大；根据功率表达式P＝，用电器消耗的功率增大， D正确。 4．(2023年·河北省保定市模拟)矩形线框与理想电流表、理想变压器、灯泡连接电路如图甲所示。灯泡标有“36 V、40 W”的字样且阻值可以视作不变，变压器原、副线圈的匝数之比为21。线框产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是(　D　) A．图乙电动势的瞬时值表达式为e＝36sin(πt)V B．变压器副线圈中的电流方向每秒改变50次 C．灯泡L恰好正常发光 D．理想变压器输入功率为20 W [解析]　由题图乙知周期T＝2×10－2s，角速度ω＝＝100π rad/s，电动势的瞬时值表达式为e＝72 sin(100πt)V，A错误；线框转一圈电流方向改变2次，线框每秒转50圈，电流方向改变100次，变压器不会改变电流方向改变的次数，即副线圈中电流方向每秒改变100次，B错误；副线圈两端电压最大值是36 V，有效值是 V，小于灯泡额定电压36 V，不能正常发光，C错误；变压器的输出功率为：＝＝，解得P出＝20 W，所以理想变压器的输入功率为20 W，D正确。 5．(2023年·湖北宜昌市模拟)图甲中L1、L2均是规格为“6 V，3 W”的灯泡，a、b端接图乙所示的交变电压。调节电阻箱R为某一值时恰好能使两灯泡均正常发光。则(　C　) A．变压器原副线圈匝数比为31 B．流过电阻箱的电流为1 A C．电压表示数为12 V D．若减小电阻箱连入电路的阻值，灯L2变亮 [解析]　两灯泡均正常发光，说明变压器原线圈两端电压为12 V，C正确；副线圈两端电压为6 V，根据＝＝＝，A错误；原副线圈电流之比＝＝，故流过电阻箱的电流与流过灯泡的电流相等，I＝＝ A＝0.5 A，B错误；若减小电阻箱连入电路的阻值，则流过电阻箱电流增加，原线圈回路电流增大，灯L1降落电压增大，U1减小，故副线圈输出电压U2减小，灯L2变暗，D错误。 6．(2023年·山东省烟台市模拟)如图甲所示，一个简单的闭合电路由内、外两部分电路构成。已知内电路的电源是一个化学电池，电池的正、负极附近分别存在着化学反应层，反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个地方，电势会沿电流方向“跃升”。这样整个闭合电路的电势高低变化情况如图乙所示。图乙中各点位置的高低表示电路中相应各点电势的高低，D点的高度略低于C点。若减小外电路电阻R，则下列说法正确的是 (　A　) A．C、D两点之间的高度差将变大 B．A、D两点之间的高度差和C、B两点之间的高度差之和将变小 C．A、B两点之间的高度差不变 D．在电子从A点经DC移动至B点的过程中，非静电力做功将变大 [解析]　电动势不变，当R减小时，总电流增大，内电压增大，路端电压减小：而图中C、D两点之间的高度差类似于内电压，内电压增大，A正确；A与D，C与B高度差的总和为电动势，应不变，B错误；A、B两点的高度差为路端电压，路端电压减小，C错误；电子从A处经DC至B处，非静电力做功W＝eE，做功不变，D错误。 7．(2023年·湖南省长沙模拟)如图所示，灯泡L1、L2原来都正常发光，由于故障两灯突然熄灭，(假设电路中仅有一处故障)下列说法正确的是(　C　) A．将多用表的电压挡并联在ac两端，示数0，说明ac间断路 B．将多用表的电压挡并联在cd两端，有示数，说明cd间完好 C．将多用表的电压挡并联在ad两端，有示数；并联在ac两端，示数0，说明cd间断路 D．断开S，将L1拆下，使用多用电表欧姆挡，调零后将红黑表笔连接在L1两端，如果指针不偏转，说明L1完好 [解析]　将多用表的电压挡并联在ac两端，示数为0，说明ac间完好，A错误；将多用表的电压挡并联在cd两端，有示数，说明cd间断路，B错误；将多用表的电压挡并联在ad两端，有示数，说明ad间断路，并联在ac两端，示数为0，说明ac间完好，所以说明cd间断路，C正确；将红黑表笔连接在从电路中拆下的L1两端，如果指针不偏转，说明L1断路，D错误。 8．(2023年·湖北省张家口模拟)如图所示，一矩形线圈置于有理想左边界(图中虚线MN)的匀强磁场中，开始时，线圈平面与磁场垂直。第一次将线圈向左匀速拉出磁场，所用时间为t1，通过线圈某一截面的电荷量为q1。第二次使线圈以ab边为轴，以同样的速率匀速转过90°。所用时间为t2，通过线圈某一截面的电荷量为q2。上述两个过程中，线圈中产生的焦耳热相等。则(　BC　) A．q1可能小于q2 B．q1一定等于q2 C．t1一定小于t2 D．t1一定大于t2 [解析]　根据电磁感应现象中计算电荷量的经验公式q＝可知，两种情况下线圈磁通量的变化量相同，通过线圈某一截面的电荷量相等，故A错误、B正确；第一次将线圈向左以速度v匀速拉出磁场，经过的时间t1＝，产生的电势E1＝BLcdv恒定；第二次使线圈以ab边为轴，匀速转过90°，设其转动的角速度为ω，则ω＝；此过程中电动势的有效值E2＝；两个过程中，线圈中产生的焦耳热相等，则t2＝t1，代入整理得：t2＝×＞t1，故C正确、D错误。 9．(2023年·高三考试大纲调研卷)如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1n2＝101，原线圈输入的交流电压如图乙所示，副线圈电路接有滑动变阻器R和额定电压为12 V、工作时内阻为2 Ω的电动机。闭合开关，电动机正常工作，电流表示数为1 A，则下列不正确的是(　ABC　) A．副线圈两端电压为22 V B．电动机输出的机械功率为12 W C．通过电动机的交流电频率为100 Hz D．若电动机突然卡住不转，原线圈输入功率变大 [解析]　由乙图可知，输入电压的最大值为220 V，则有效值U1＝＝220 V，U2＝U1＝22 V，故A错误；输出的机械功率：P＝UI2－IR＝12×1－12×2＝10 W，则B错误；由乙图可知，输入交变电压的周期为0.02 s，则频率为f＝＝50 Hz，因为原副线圈交变电流频率相等，则通过电动机的交流电频率为50 Hz，C错误；卡住电动机，电动机变成了纯电阻，电压不变，电流增大，输出功率增加，则原线圈输入功率增加，则D正确。 10．(2023年·洛阳模拟)某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，四个电表均为理想电表。现闭合电键S，电压表V1的示数为4.0 V，以下说法正确的是(　AB　) A．电压表V2的示数为1.0 V B．电源的输出功率为3.0 W C．电流表A2的示数为0.60 A D．电源的电动势一定为8 V，内阻为5 Ω [解析]　图中等效电路为灯泡L2与L3并联后与灯泡L1串联，电压表V1的示数为4 V，由U－I图象得到其电流为0.6 A，根据并联电路特点得另外两个灯泡的电流均为0.3 A，再根据U－I图象得到灯泡L2与L3并联部分电路的电压为1 V，故电压表V2的示数为1.0 V，电流表A2的示数为0.30 A，故选项A正确，C错误；电源路端电压为U＝4 V＋1 V＝5 V，干路电流为I＝0.6 A，故输出功率为P＝UI＝5×0.6＝3 W，选项B正确，电源路端电压为U＝E－Ir，只有一组数据，无法求解电动势和内电阻，故选项D错误。 11．(2023年·高考仿真卷)如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，保持输入电压不变。开始时单刀双掷开关K接a；S断开时，小灯泡A发光较暗，要使小灯泡A亮度增加，下列操作可行的是(　BD　) A．闭合开关S B．开关K接b C．把滑动变阻器滑片向左移动 D．把滑动变阻器滑片向右移动 [解析]　闭合开关S，副线圈回路电阻变小，电流变大，滑动变阻器上的分压增大，并联部分的电压变小，灯泡A变暗，选项A错误；开关K接b，输入端线圈匝数减小，则根据＝可知，副线圈两端的电压增大，灯泡A中电流增大，灯泡A变亮，选项B正确；把滑动变阻器滑片向左移动，副线圈回路总电阻变大，总电流变小，灯泡A两端的电压变小，灯泡A变暗，选项C错误；把滑动变阻器滑片向右移动，副线圈回路总电阻变小，总电流变大，灯泡A两端的电压变大，灯泡A变亮，选项D正确。 12.(2023年·吉林东北师大附中测试)如图，单匝矩形导线框abcd与匀强磁场垂直，线框电阻不计，线框绕与cd边重合的固定转轴以恒定角速度从图示位置开始匀速转动，理想变压器匝数比为n1：n2。开关S断开时，额定功率为P的灯泡L1正常发光，电流表示数为I，电流表内阻不计，下列说法正确的是(　ABD　) A．线框中产生的电流为正弦式交变电流 B．线框从图中位置转过时，感应电动势瞬时值为 C．灯泡L1的额定电压等于 D．如果闭合开关S，则电流表示数变大 [解析]　线框绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线框中产生的电流为正弦式交变电流，选项A正确；线框从中性面转动，当转动时，感应电动势的瞬时值为sin45°＝，选项B正确；原线圈两端的电压U1＝，由变压器变压公式，副线圈两端的电压U2＝U1＝，选项C错误；S闭合，副线圈电阻变小，输出功率变大，输入功率变大，由P＝UI可知原线圈电流变大，即电流表示数变大，选项D正确。 二、计算题(本题共1小题，需写出完整的解题步骤) 13．(2023年·江苏无锡一模)高频焊接是一种常用的