高考物理二轮复习高频考点专项训练---直流电路与交流电路（含解析）

高考物理二轮复习高频考点专项训练---直流电路与交流电路

1.(2019·宁夏银川市六盘山上学期期末)在如图所示的电路中，E为电源，电源内阻为r，L为小灯泡(灯丝电阻可视为不变)，电压表为理想电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，将滑动变阻器的滑片向上移动，则(　 　)

A．电压表的示数变大   B．小灯泡L消耗的功率变小

C．通过R2的电流变小   D．电源内阻的电压变大

答案　B

解析　滑动变阻器的滑片向上移动，则接入电路的阻值增大，电路中的总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流减小，故R1两端的电压减小，电压表的示数变小，故A错误；由并联电路的电流规律可知，流过灯泡L的电流一定减小，故由P＝I2R可知，小灯泡L消耗的功率变小，故B正确；因电路中电流减小，故电源内阻的电压减小，路端电压增大，同时R1两端的电压减小，故并联电路部分电压增大，则流过R2的电流增大，故C、D错误．

2.(2019·重庆市一诊 )利用如图所示电路可测量待测电阻Rx的阻值．定值电阻R1、R2阻值已知，闭合电键S，调节电阻箱接入电路阻值为R3时，电流表示数为零，则Rx阻值等于(　　)

A．R2   B.

C.   D.

答案　D

解析　根据串并联电路特点及欧姆定律可知：I1(R1＋R2)＝I2(Rx＋R3)，由于电流表示数为零，则说明G两端的电势相等，则一定有：I1R1＝I2R3；两式联立可得：Rx＝，故选D.

3.(多选)(2019·安徽皖江名校联盟摸底大联考)图所示为交流发电机发电的简易原理图，n匝矩形线圈的面积为S，整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，已知线圈的总电阻为r，通过电刷与定值电阻R相连接，与定值电阻并联一理想的交流电压表，现矩形线圈绕中心轴线OO′以恒定的角速度ω匀速转动．t＝0时刻线圈处在中性面．下列说法正确的是(　　)

A．t＝0时刻流过定值电阻的电流方向向左

B．线圈中产生感应电动势的瞬时值表达式为e＝nBSωsin ωt(V)

C．线圈转动的过程中，电压表的读数为nBSω

D．从t＝0时刻起，线圈转过60°角时流过定值电阻的瞬时电流为

答案　BD

解析　t＝0时刻线圈与磁场方向垂直，即线圈的速度与磁场方向平行，因此t＝0时感应电动势为零，感应电流为零，A错误；从中性面开始计时，感应电动势随时间按正弦规律变化，且最大感应电动势Em＝nBSω，所以感应电动势的瞬时值表达式为e＝nBSωsin ωt(V)，B正确；线圈转动的过程中，最大感应电动势Em＝nBSω，则产生的感应电动势的有效值为E＝

nBSω，因此电压表的示数为U＝nBSω，C错误；线圈从t＝0开始转过60°角时，瞬间电流为i＝＝＝，D正确．

4.(2019·辽宁沈阳市质量检测(一))某同学将一闭合电路电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示，则下列判断正确的是(　　)

A．直线a表示电源内部的发热功率随电流I变化的图线

B．曲线b表示电源的总功率随电流I变化的图线

C．曲线c表示电源的输出功率随电流I变化的图线

D．电源的电动势E＝3 V，内电阻r＝2 Ω

答案　C

解析　由电源消耗总功率和电源内部消耗功率表达式PE＝EI，Pr＝I2r可知，a是直线，表示的是电源消耗的总功率PE，b是抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率Pr，c表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR＝EI－I2r，所以A、B错误，C正确；由题图可知，当短路时电流为2 A，总功率PE＝EI＝6 W，则可知电动势为：E＝3 V，则r＝＝ Ω＝1.5 Ω，故D错误．

5.(2019·贵州贵阳市一模)如图6甲为某品牌电热毯的简易电路，电热丝的电阻为R＝484 Ω，现将其接在u＝220sin 100πt(V)的正弦交流电源上，电热毯被加热到一定温度后，温控装置P使输入电压变为图乙所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝的电阻保持不变，则保温状态下，理想交流电压表V的读数和电热毯消耗的电功率最接近下列哪一组数据(　　)

图6

A．220 V、100 W   B．156 V、50 W

C．110 V、25 W   D．311 V、200 W

答案　B

解析　由题图象可知温控装置P输入的交变电流的周期T＝2×10－2 s；可分为0～和～T两段，根据有效值的定义可得×＋0＝×T，解得U＝≈156 V，电热毯在保温状态下消耗的电功率为P＝＝50 W，故B正确．

6.(2019·福建厦门市模拟)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻(其阻值随光照强度增大而减小)．当电键S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态，下列说法中正确的是(　　)

A．只逐渐增大R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流

B．只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动，电源消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流

C．只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动，电压表示数变大，带电微粒向下运动

D．若断开电键S，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动

答案　A

解析　只逐渐增大R1的光照强度，R1的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，电阻R0消耗的电功率变大，R2两端的电压变大，电容器两端的电压增大，电容器充电，电容器所带电荷量变大，所以R3中有向上的电流，故A正确；电路稳定时，电容器相当于断路，只调节R3的滑动端P2向上端移动时，对电路没有影响，故B错误；只调节R2的滑动端P1向下端移动时，与电容器并联部分的电阻变大，所以电容器两端的电压变大，电场力变大，带电微粒向上运动，故C错误；若断开电键S，电容器放电，电容器所带电荷量变小，电容器两端电压变小，两极板间电场变小，带电微粒所受电场力减小，合力向下，则带电微粒向下运动，故D错误．

7.(多选)(2019·广西桂林等六市第一次联合调研)如图甲所示，标有“220 V　40 W”的灯泡和标有“20 μF　360 V”的电容器并联到交流电源上，V为理想交流电压表，交流电源的输出电压如图乙中正弦曲线所示，闭合开关S.下列判断正确的是(　　)

A．电容器会被击穿

B．交流电源的输出电压的有效值为220 V

C．t＝时刻，V的示数为零

D．t＝时刻，通过灯泡的电流为零

答案　BD

解析　由题图可知交流电压的最大值为220 V≈311 V，小于电容器的击穿电压，故电容器不会被击穿，故A错误；由题图乙可知，交流电压的有效值为 V＝220 V，故B正确；交流电压表的示数为有效值，则t＝时刻，电压表的示数为220 V，故C错误；t＝时刻，灯泡两端电压的瞬时值为0，通过灯泡的电流的瞬时值为0，故D正确．

8.(多选)(2019·山东日照市3月模拟)教学用发电机能够产生正弦式交变电流．利用该发电机通过理想变压器向用电器供电，电路如图所示．副线圈的匝数可以通过滑动触头Q来调节，副线圈两端连接定值电阻R0、灯泡L和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑片，原线圈上连接一只理想交流电流表A，闭合开关S，电流表的示数为I，则(　 　)

A．仅增大发电机线圈的转速，I增大

B．仅将P向上滑动，I增大

C．仅将Q向上滑动，I增大

D．仅将开关S断开，I增大

答案　AC

解析　仅增大发电机线圈的转速n，则角速度ω＝2πn增大，则最大感应电动势Em＝NBSω增大，则电动势的有效值增大，由于原、副线圈匝数不变，故副线圈两端电压增大，则副线圈电流增大，根据＝可知原线圈电流I增大，故选项A正确；仅将P向上滑动，则副线圈总电阻增大，则副线圈电流减小，根据＝可知原线圈电流I减小，故选项B错误；仅将Q向上滑动，则副线圈的匝数增大，由于原线圈两端电压不变，则根据＝可知，副线圈两端电压增大，则副线圈电流增大，根据＝可知原线圈电流I增大，故选项C正确；仅将开关S断开，则副线圈总电阻增大，由于原、副线圈电压均不变，则副线圈电流减小，根据＝可知原线圈电流I减小，故选项D错误．

9.(2019·安徽A10联盟开年考)如图甲所示，电阻不计的矩形导体线圈固定在水平桌面上，线圈的匝数n＝100，所围成矩形的面积S＝0.4 m2，垂直于线圈平面的匀强磁场磁感应强度随时间按如图乙所示的正弦规律变化．在线圈的右边接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数比为n1︰n2＝2︰1，灯泡L标有“36 V　18 W”字样，电流表和电压表均为理想交流电表．调节滑动变阻器R的滑片，当电流表示数为0.8 A时，灯泡L刚好正常发光，则(　　 )

A．电压表的示数等于40 V

B．定值电阻R0的阻值为5 Ω

C．在0～1.57×10－2 s的时间内，通过小灯泡L的电荷量为7.85×10－3 C

D．当滑动变阻器R的滑片向下滑动时，电流表的示数变大，电压表的示数变小

答案　B

解析　矩形导体线圈中产生的感应电动势的最大值为Em＝nBmS，解得Em＝80 V，电压表的示数为U＝，解得U＝40 V，选项A错误；定值电阻R0两端的电压U0＝U－UL＝4 V，定值电阻R0的阻值为R0＝＝5 Ω，选项B正确；在0～1.57×10－2 s的时间内，通过小灯泡的电流有向上和向下的过程，所以通过小灯泡L的总的电荷量为零，选项C错误；当滑动变阻器R的滑片向下滑动时，电流表的示数变大，电压表的示数不变，选项D错误．

10.(2019·湖北恩施州2月教学质量检测)在如图所示的电路中，变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为1︰2，三个定值电阻的阻值相同，电压表为理想交流电表．现在a、b端输入正弦式交变电流，电键S断开时，电压表的示数为U1，电键S闭合后，电压表的示数为U2，则的值为(　　)

A.                 B.                  C.                         D.

答案　D

解析　设ab端输入的电压有效值为U，当电键S断开时，原线圈两端的电压为，副线圈中的电流为；原线圈中的电流为，则U＝＋U1＝；当电键S闭合时，原线圈两端的电压为，副线圈中的电流为，原线圈中的电流为，则U＝＋2U2＝；解得＝，故选D.

11.(2019·河北“五个一名校联盟”第一次诊断)图所示为一交流电电流随时间变化的图象，此交流电电流的有效值为(　　)

A．7 A   B．5 A 

C．3.5 A   D．3.5 A

答案　B

解析　根据有效值的定义有：(4)2R×0.01×2＋(3)2 R×0.01×2＝I2R×0.04，解得I＝5 A，故选B.

12.(2019·江苏南通市通州区、海门市、启东市联考)如图所示，R1是光敏电阻(光照增强，电阻减小)，C是电容器，R2是定值电阻．当R1受到的光照强度减弱时(　　)

A．电阻R2上的电流增大

B．光敏电阻R1两端的电压减小

C．电源两端电压减小

D．电容器C的带电荷量减小

答案　D

解析　当R1受到的光照强度减弱时，R1的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得，总电流I减小，即流过R2的电流减小，R2两端电压U2减小，路端电压U＝E－Ir，E、r不变，则U增大，所以光敏电阻R1两端的电压U1增大，故A、B、C错误；由于电容器与R2并联，所以电容器两端电压减小，由公式Q＝CU2可知，电容器的带电荷量减小，故D正确．

13.(2019·福建厦门市上学期期末质检)电风扇的挡位变换器电路如图所示，把它视为一个可调压的理想变压器，总匝数为2 400的原线圈输入电压u＝220sin 100πt(V)，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为240、600、1 200、2 400.电动机M的内阻r＝8 Ω，额定电压为U＝220 V，额定功率P＝110 W．下列判断正确的是(　　)

A．该交流电源的频率为100 Hz

B．当选择挡位3后，电动机两端电压的最大值为110 V

C．当挡位由3变为2后，原线圈的电流变大

D．当选择挡位4后，电动机的输出功率为108 W

答案　D

解析　根据原线圈输入电压的瞬时值表达式知：ω＝100π，交流电源的频率f＝＝50 Hz，故A错误；当选择挡位3后，副线圈的匝数为1 200，根据电压与匝数成正比得： ＝，解得：U2＝110 V，所以电动机两端电压的最大值为110 V，故B错误；当挡位由3变为2后，根据电压与匝数成正比知，副线圈两端的电压减小，输出功率变小，输入功率变小，根据P1＝U1I1知原线圈电流变小，故C错误；当选择挡位4后，副线圈匝数为2 400，根据变压规律得到副线圈两端的电压为220 V，电动机正常工作，流过电动机的电流I＝＝ A＝0.5 A，电动机的发热功率P热＝I2r＝0.52×8 W＝2 W，电动机的输出功率P出＝(110－2 ) W＝108 W，故D正确．

14.(2019·河南驻马店市上学期期终)两个电路元件L1和L2的伏安特性曲线如图甲所示．现把二者串联起来接在直流电源上，电源内阻为1 Ω，如图乙所示．闭合开关S后，电路中理想电流表A的读数为0.2 A，则电源的电动势和元件L2此时的电功率分别是(　　)

A．3 V,0.8 W   B．3.2 V,0.8 W

C．3 V,0.4 W   D．3.2 V,0.4 W

答案　D

解析　电路元件L1和L2串联，故IL1＝IL2＝0.2 A，由题图图象可知：此时UL1＝1 V，UL2＝2 V；电源电动势U＝Ir＋UL1＋UL2＝0.2×1 V＋1 V＋2 V＝3.2 V；元件L2的电功率PL2＝UL2IL2＝2 V ×0.2 A＝0.4 W．故选D.

15.(2019·贵州安顺市上学期质量监测)如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个匝数为N的矩形线圈abcd，线圈面积为S，ab边与磁场垂直，ab边始终与金属滑环K相连，cd边始终与金属滑环L相连．现使矩形线圈以恒定角速度ω，从图示位置绕过ad、bc中点的轴匀速转动．下列说法中正确的是(　　 )

A．将交流电流表串联到电路中，其示数随时间按余弦规律变化

B．线圈转动的角速度越大，通过电阻R的电流越小

C．线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电动势最大Em＝NBSω

D．线圈平面每转过半圈，穿过线圈平面的磁通量变化量为零

答案　C

解析　交流电流表测量的是交变电流的有效值，不随时间变化，故A错误；根据e＝NBSωcos ωt可知，线圈转动的角速度越大，产生的感应电动势越大，通过电阻R的电流越大，选项B错误．题图所示位置，线圈平面与磁场平行，线圈切割磁感线最快(垂直切割)，感应电动势最大，最大值为Em＝NBSω，故C正确；线圈从中性面位置每转过半圈，穿过线圈平面的磁通量变化量为2BS，选项D错误．

16.(2019·河南开封市第一次模拟)利用如图装置给小灯泡供电，下列说法正确的是(　　 )

A．图示位置穿过线框的磁通量的变化率最大

B．在图示位置线框电流改变方向

C．用变压器是为了提高输出功率

D．若灯泡亮度偏暗，可通过增加原线圈匝数来提高灯泡亮度

答案　B

解析　由题图可知，此时线圈和磁场垂直，线框的磁通量最大，感应电动势为0，线框电流改变方向，故B正确，A错误；变压器只是改变电压和电流，不改变功率和频率，故C错误；根据＝，要使输出电压变大，可通过减少原线圈匝数，所以若灯泡亮度偏暗，可通过减少原线圈匝数来提高灯泡亮度，故D错误．