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1、 新课标 2022 高考物理二轮总复习第一局部专题突破方略专题四电磁感应和电路1.4.2直流电路和交流电路专题限时训练 2 1.4.2 直流电路和交流电路 专题限时训练 一、单项选择题 1如下图是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况 下面说法不正确的选项是()A阴影局部的面积表示电源的输出功率 B阴影局部的面积表示电源的内阻上消耗的功率 C当满足时，电源的输出功率最大 D当满足时，电源的效率小于 50%答案：B 2如图甲是线圈绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦式交流电压图象，把该交流电压加在图乙中变压器的A、B两端理想变压
2、器原线圈和副线圈的匝数之比为5 3 1，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻R1，其他各处电阻不计，以下说法正确的选项是()A在t0.1 s 和t0.3 s 时，穿过线圈的磁通量最大 B线圈转动的角速度为 10 rad/s C电压表的示数为 2.83 V D电流表的示数为 0.40 A 答案：D 解析：在t0.1 s 和t0.3 s 时，感应电动势最大，所以磁通量变化率最大，而磁通量为零，A 错误；从题图甲中可得T0.4 s，所以转动角速度为2T5 rad/s，B 错误；原线圈两端的有效电压值为U110 22 V10 V，故根据 4 公式U1U2n1n2可得U22 V，即电压表示数为 2
3、V，C 错误；副线圈中的电流为I22 V1 2 A，故根据公式I1I2n2n1可得原线圈中的电流I10.4 A，D 正确 3如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1n221，电压表和电流表均为理想电表，二极管为理想二极管，灯泡电阻R55，原线圈两端加如图乙所示的电压 以下说法正确的选项是()A电流表的读数为 2 A B电压表的读数为 110 V C灯泡 L 的功率为 440 W D副线圈两端电压为 110 2 V 答案：A 5 解析：根据题图乙可得原线圈两端电压的有效值为U1220 22 V220 V，根据公式U1U2n1n2可得副线圈两端的电压为 110 V，因为二极管为理想二极管，电流的
4、示数为有效值，二极管正向导通时，I2U2R11055 A2 A，那么有I2RTI22RT2，解得I 2 A，故电流表的读数为 2 A，电压表的示数U2IR55 2 V，灯泡的功率为PL55 2 2 W110 W，故 A 正确，B、C、D 错误 4(2022江苏调研)在如下图的电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1、R3为滑动变阻器，R2为定值电阻，C为电容器开始时开关 S1、S2闭合以下操作能使电容器所带电荷量增加的是()A断开开关 S1 6 B断开开关 S2 C向左移动滑动变阻器R1的滑片 D向左移动滑动变阻器R3的滑片 答案：B 解析：断开开关 S1，回路电流为零，电容器通过R1、R2、S
5、2回路放电，电荷量减小，A 错误根据电路结构可知，回路电流IER2R3r，电容两端电压UIR2ER2R2R3r，断开开关 S2，电容器直接串联在电路中，回路电流为零，电容器两端电压为电源电动势，电压变大，根据QCU可知，电容器带电荷量变大，B 正确；滑动变阻器R1与电容器串联，稳定时，支路无电流，改变R1的滑片位置，不会改变电压和电流，电容器带电荷量不变，C 错误；向左移动滑动变阻器R3的滑片，接入电路电阻变大，IER2R3r，回路电 7 流变小，UIR2ER2R2R3r，电容器两端电压变小，根据QCU可知，电容器带电荷量变小，D错误 5(2022合肥三模)如下图为一含有理想变压器的电路图，U
6、为正弦式交流电源，输出电压的有效值恒定，R1R2R3.开关闭合前后原线圈中电流大小之比为 35，导线电阻不计，那么原、副线圈的匝数之比为()A21 B12 C31 D13 答案：A 解析：设变压器原、副线圈匝数之比为k,R1R2R3R，当开关 S 断开时，设原线圈电流为3I，那么副线圈电流为 3kI，那么根据理想变压器原理可知：U3IR3kIRk；当 S 闭合时，设原线 8 圈电流为 5I，那么副线圈的电流为 5kI，此时副线圈的总电阻为R总12R，那么根据理想变压器原理可知：U5IR5kI12Rk；代入数据联立解得k2，那么原、副线圈的匝数比为 2：1，故 A 正确，B、C、D 错误 6(2
7、022天津市和平区高三三模)如下图，理想变压器原副线圈匝数之比为 41，原线圈接入一电压为uU0sin t的交流电源，副线圈接一个R27.5 的负载电阻 假设U0220 2 V，100 rad/s，那么下述结论正确的选项是()A副线圈中电压表的读数为 55 2 V B副线圈中输出交流电的周期为1100 s 9 C原线圈中电流表的读数为 0.5 A D原线圈中的输入功率为 110 2 W 答案：C 解析：由瞬时值的表达式可知，原线圈的电压最大值为 220 2 V，所以原线圈的电压的有效值为220 22220 V，由电压与匝数成正比可知，副线圈的电压的有效值为55V，即为电压表的读数，副线圈的电流
8、为5527.52 A，根据电流与匝数成反比可得，原线圈的电流大小为 0.5 A，故 A 错误，C 正确；变压器不会改变电流的周期，电流的周期为T22100150s，故 B 错误；变压器的输入功率和输出功率相等，副线圈的功率为P55227.5110 W，所以原线圈中的输入功率也为 110 W，故 D 错误 二、多项选择题 10 7(2022南充市适应性考试)如下图，理想变压器原、副线圈匝数之比n1n241，在原、副线圈中分别接有相同的电阻R，原线圈接有效值为 255 V 的正弦式交流电压，副线圈中电阻R两端的电压为U，原、副线圈中电阻R消耗的功率之比为n，那么()AU63.75 V BU60 V
9、 Cn116 Dn16 答案：BC 解析：原线圈输入电压为U0255 V，设变压器原线圈两端的电压为U1，原线圈流过的电流为I1，副线圈两端的电压为U2，副线圈流过的电流为I2，副线圈两端只接有电阻R，那么UU2.由原线圈的欧姆定律可知：U0I1RU1 11 由变压器的关系有：U1U2n1n241，I1I2n2n114 而副线圈两端的欧姆定律满足：U2I2R 联立各式可得：U0U44U，解得U60 V，故 A错误，B 正确；两电阻的功率之比nI21RI22R116，故 C 正确，D 错误 8(2022盐城四模)如下图，E表示电源电动势，I表示电路中的电流，U表示电源的路端电压，P表示电源的输出
10、功率，当外电阻R变化时，以下图象中可能正确的选项是()12 答案：CD 解析：电源的电动势与外电路的电阻无关，选项A 错误；由闭合电路的欧姆定律：IERr可知IR图象不是直线，选项 B 错误；UIRERRrE1rR，那么随R增加，U增大，当R时，UE，选项 C 正确；PI2RE2RRr2E2Rr2R2r，当rR时，P最大，可知图象 D 正确 9如图甲是远距离输电线路的示意图，图乙是发电机输出电压随时间变化的图象，那么()A发电机输出交流电的电压有效值为 500 V B用户用电器上交流电的频率为 50 Hz C输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的 13 匝数比决定 D保持升压变压器原线圈的匝数
11、不变，增加副线圈的匝数，可减少输电线上损失的功率 答案：BD 解析：由图象可知交流电的最大值Um500 V，因此其有效值U5002 V250 2 V，故 A 错误；发电机输出电压的周期T0.02 s，故f1T10.02 Hz50 Hz，故 B 正确；输电线的电流由需要输送的功率与电压决定的，与降压变压器原、副线圈的匝数比无关，故 C 错误；保持升压变压器原线圈匝数不变，增加副线圈匝数，根据U1n1U2n2，U1I1U2I2可知，次级电压变大，次级电流减小，根据PI2r可知，输电线上损失的功率减小，选项 D 正确 14 10(2022湖南、江西十四校联考)如下图，R1、R2、R3为完全相同的标准
12、电阻，甲、乙两种情况下电阻R2、R3的功率均为P，且匝数之比n1n2均为 31，那么()A图甲中R1的功率为 9P B图乙中R1的功率为4P9 C图乙中R1的功率为 9P D图甲中R1的功率为P9 答案：AB 解析：对于题图甲，设R2两端电压为U，根据理想变压器的电压与匝数成正比，得线圈n1两端的电压为 3U，可得R1两端的电压是R2两端电压的3 倍，根据PU2R，那么R1的功率为R2的功率的9 倍，选项 A 正确，D 错误；对于题图乙，R2、15 R3是完全相同的电阻，功率均为P，可得副线圈电压均为U，根据理想变压器的电压与匝数成正比，可得原线圈两端电压为 3U，再根据理想变压器的输入功率等
13、于输出功率，设副线圈电流为I，可得 3UI12P2UI，解得I123I，根据PI2R，故R1的功率P1I21R49P，选项 B 正确，C错误 11(2022云南师大附属中学月考)如下图为模拟远距离输电实验电路图 两理想变压器的匝数满足n1n42R，忽略灯丝电阻随温度的变化将A、B端接人输出电压为U的低压交流电源，以下说法正确的选项是()16 A电流表 A1的示数I1U2RR1 B灯泡 L1比灯泡 L2亮 CR1消耗的功率大于R3消耗的功率 DR2两端的电压小于R4两端的电压 答案：BD 解析：由理想变压器电压比值原理，U1U2n1n2，U3U4n3n4n2n1，由电流比值原理，U2U32RU4RLn4n3，由这两组公式得 L1两端电压UL1U4Un21n222RRL1，R1、R2所在回路的电流IU2U32RUn1n22Rn2n1RL，L2所在回路中，由欧姆定律，电流IU2RRL，L2 17 两端电压UL2IRLU2RRL1.由过程分析，电流表 A1的示数I1Un1n22Rn2n1RL，选项 A 错误；由过程分析得，UL1UL2，由PU2R可得灯泡 L1比灯泡L2亮，选项 B 正确；由焦耳定律，电阻消耗功率PI2R，由过程分析，II，所以R1消耗的功率小于R3消耗的功率，选项 C 错误；由II，又由欧姆定律UIR得，R2两端的电压小于R4两端的电压，选项 D 正确