2017年度高考物理快速命中考点8 9页

2014 高考物理快速命中考点 8 (45 分钟　100 分) 选择题(本大题共 15 小题,其中 1～10 题,每小题 6 分,11～15 题,每小题 8 分,共 100 分。多 选题已在题号后标出) 1.(多选)如图所示,闭合的矩形导体线圈 abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁 感线的对称轴 OO′匀速转动,沿着 OO′方向观察,线圈沿顺时针方向转 动。已知匀强磁场的磁感强度为 B,线圏匝数为 n,ab 边的边长为 L1,ad 边的边长为 L2,线圈电阻为 R,转动的角速度为ω,则当线圈转至图示位置 时(　　) A.线圈中感应电流的方向为 abcda B.线圈中的感应电动势为 2nBL1L2ω C.穿过线圈磁通量随时间的变化率最大 D.线圈 ad 边所受安培力的大小为 2.图中理想变压器原、副线圈匝数之比 n1∶n2=4∶1,原线圈两端连接光 滑导轨,副线圈与电阻 R 相连组成闭合回路。当直导线 AB 在匀强磁场中 沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时,安培表 A1 的读数是 12mA,那么安 培表 A2 的读数是(　　) A.0 B.3mA C. 48mA D.与 R 值大小无关 3.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为 20∶1,通过输电线连接两只相同的灯泡 L1 和 L2,输电线的等效电阻为 R,原线圈输入图示的交流电压,当开关 S 闭合时,以下说法中正 确的是(　　) A.原线圈中电流不变 B.R 两端的电压减小 C.原线圈输入功率变大 D.副线圈输出电压小于 11 V 4.如图所示的电路,闭合开关 S,a、b、c 三盏灯均能发光,电源电动势 E 恒定 且内阻 r 不可忽略,现将变阻器 R 的滑片稍向上滑动一些,三盏灯亮度变化 的情况是(　　) A.a 灯变亮,b 灯和 c 灯变暗 B. a 灯和 c 灯变亮,b 灯变暗 C.a 灯和 c 灯变暗,b 灯变亮 D.a 灯和 b 灯变暗,c 灯变亮 5.如图所示,有一台交流发电机 E,通过理想升压变压器 T1 和理想降压变压器 T2 向远处用户 供电,输电线的总电阻为 R。T1 的输入电压和输入功率分别为 U1 和 P1,它的输出电压和输出 功率分别为 U2 和 P2;T2 的输入电压和输入功率分别为 U3 和 P3,它的输出电压和输出功率分 别为 U4 和 P4。设 T1 的输入电压 U1 一定,当用户消耗的电功率变大时,有(　　) A.U2 减小,U4 变大 B.U2 不变,U3 不变 C.P1 变小,P2 变小 D.P2 变大,P3 变大 6.在研究微型电动机的性能时,应用如图所示的实验电路。调节滑动变阻 器 R 并控制电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为 0.50A 和 2.0 V。重新调节 R 并使电动机恢复正常运转,此时电流表和电压表的示数 分别为 2.0A 和 24.0 V。则这台电动机正常运转时输出功率 为(　　) A.32 W　　　B.44 W　　　C.47 W　　　D.48 W 7.如图所示,某同学设计了下列四种电路用以调节通过风扇的交变电流,控制风扇转动的快 慢。你认为这四个电路中哪个可行并最省电(A、B、D 用滑动变阻器,C 用变压器)(　　) 8.如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻 r=1.0Ω,外接 R=9.0Ω的电阻。 闭合开关 S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势 e=10 sin10πt(V),则(　　) A.该交变电流的频率为 10 Hz B.该电动势的有效值为 10 V C.外接电阻 R 所消耗的电功率为 10W D.电路中理想交流电流表的示数为 1.0A 9.如图所示,一理想变压器原线圈匝数 n 1=1000 匝,副线圈匝数 n2=200 匝, 原线圈中接一交变电源,交变电源电压 u=220 sin100πtV。副线圈中接一 电动机,电阻为 11Ω,电流表 A2 示数为 1 A。电表对电路的影响忽略不计,则 (　　) A.此交流电的频率为 100Hz B.电压表示数为 220 V C.电流表 A1 示数为 5 A D.此电动机输出功率为 33W 10.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为 4∶1,电压表和电流表均为理想电表,R 为 热敏电阻(温度升高时其电阻减小),R0 为定值电阻。当原线圈接如图乙所示的正弦交流电时, 下列说法正确的是(　　) A.电压表 V2 的示数为 9 V B.原线圈两端电压的瞬时值表达式为 U=36 sin50πt(V) C.R 处温度降低时,电流表的示数变小,电压表 V2 的示数变小 D.R 处温度降低时,变压器原线圈的输入功率增大 11.如图所示的火警报警装置,R1 为热敏电阻,温度升高,R1 急剧减小,当电 铃电压达到一定值时,电铃会响,则下列说法正确的是(　　) A.若报警器的电池老化(内阻变大,电动势不变),不会影响报警器的安全 性能 B.若试验时发现当有火时装置不响,应把 R2 的滑片 P 向下移 C.若试验时发现当有火时装置不响,应把 R2 的滑片 P 向上移 D.增大电源的电动势,会使报警的临界温度升高 12.(多选)重庆被誉为“中国四大火炉城市”之一,为了解暑,人们用电 风扇降温。如图所示为降温所用的一个小型电风扇电路简图,其中理想 变压器的原、副线圈的匝数比为 n,原线圈接电压为 U 的交流电源,输出端 接有一只电阻为 2R 的灯泡和电风扇电动机 M,电动机线圈电阻为 r。接通 电源后,电风扇正常运转,测出通过电风扇电动机的电流为 I,则下列说法正确的是(　　) A.电风扇电动机 M 两端的电压为 Ir B.理想变压器的输入功率为 I2r+ C.电风扇电动机 M 输出的机械功率为 -I2r D.若电风扇由于机械故障被卡住,则通过原线圈的电流为 13.(多选)如图所示,50 匝矩形闭合导线框 ABCD 处于磁感应强度大小 B= T 的水平匀强磁 场中,线框面积 S=0.5m2,线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴 OO′以角速度ω=200rad/s 匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,副线圈接入一只“220V,60 W”的灯泡,且灯泡正常发 光,熔断器允许通过的最大电流为 10A,下列说法正确的是(　　) A.图示位置穿过线框的磁通量为零 B.线框中产生交变电压的有效值为 500 V C.变压器原、副线圈匝数之比为 25∶11 D.变压器输出端最多能并联 83 只 60W 的灯泡 14.(多选)如图所示,正方形线框 abcd 边长为 L,每边电阻均为 r,在磁感应强 度为 B 的匀强磁场中绕 cd 轴以角速度ω转动,c、d 两点与外电路相连,外电路 电阻也为 r,则下列说法中正确的是(　　) A.S 断开时,电压表读数为 BωL2 B.S 断开时,电压表读数为 BωL2 C.S 闭合时,电流表读数为 BωL2 D.S 闭合时,电流表读数为 15.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为 10∶1,b 是原线圈的中心抽头,图中电表 均为理想的交流电表,定值电阻 R=10Ω,其余电阻均不计,从某时刻开始在原线圈 c、d 两端 加上如图乙所示的交变电压,则下列说法正确的是(　　) A.当单刀双掷开关与 a 连接时,电压表的示数为 31V B.当单刀双掷开关与 a 连接且 t=0.01s 时,电流表示数为零 C.当单刀双掷开关由 a 拨向 b 时,原线圈的输入功率变大 D.当单刀双掷开关由 a 拨向 b 时,副线圈输出电压的频率变为 25Hz 答案解析 1.【解析】选 A、C。由楞次定律可判定线圈中感应电流的方向为 abcda,A 正确。线圈转至 图示位置时,线圈中感应电动势最大,由 E=n 知, 最大,C 正确。Em=nBSω=nBL1L2ω,B 错误。ad 边受安培力 F=nBIL2=nBL2 = ,D 错误。 2.【解析】选 A。当直导线 AB 在匀强磁场中沿导轨匀速向右做切割磁感线运动时,原线圈中 产生恒定的电流,不能在铁芯中产生变化的磁场,副线圈中不会产生感应电流,A 正确。 3.【解析】选 C。由 = 可知,U2= U1= ×220V=11 V,当开关 S 闭合时,U2 不变,D 错误。 S 闭合时,负载电阻减小,副线圈电流 I2 增大,由 = 知 I1 也增大,A 错误。I2 增大,R 两端电 压也增大,B 错误。原线圈输入功率 P1=U1I1 也增大,C 正确。 4.【解析】选 B。滑片上移,R 减小,电路总电阻减小,I 增大,a 灯变亮,同时 Ir 以及 U a 增 大,Ub 减小,b 灯变暗,Ib 减小,则 Ic=I-Ib 增大,c 灯变亮,选项 B 正确。 【变式备选】(多选)在如图所示的电路中,电源电动势为 E,内电阻为 r, 闭合开关 S,待电流达到稳定后,电流表示数为 I,电压表示数为 U,电容器 C 所带电荷量为 Q,R2 上消耗的功率为 P2,将滑动变阻器的滑动触头 P 从 图示位置向 a 端移动一些,待电流达到稳定后,则与 P 移动前相比(　　) A.U 变小 B.I 变小 C.Q 增大 D.P2 变小 【解析】选 B、C、D。设滑动变阻器实际连入电路的阻值为 R,对回路由闭合电路欧姆定律有 I= ,滑动触头向 a 端移动,则 R 增大,I 变小,R 2 功率 P2(P2=I2R2)变小,电压表示数 U(U=E-Ir-IR2)变大,电容器所带电荷量 Q(Q=CU)变大。故本题正确选项为 B、C、D。 5.【解析】选 D。由理想变压器输出功率决定输入功率可得,当用户功率增大时,升压变压器 的输入功率必增大,即 P1 增大,输入电压 U1 为定值不变,升压变压器的匝数不变,输入电压不 变,故输出电压 U2 不变,由于 P1 增大,由 P1=U1I1=P2=U2I2 可得,I1 增加,P2、I2 增加,由闭合电 路欧姆定律:U3=U2-I2R,故 U3 减小,降压变压器原、副线圈匝数不变,所以随 U3 减小,U4 减小,A、 B 错误;由于用户功率增加,即 P 4 增加,理想变压器无功率损耗可得:P3=P4,功率 P3 也增加, 故 C 错误,D 正确。 【方法技巧】解决远距离输电问题的一般思路 (1)电路分析:远距离输电线路由升压变压器、输电线、降压变压器和负载四部分组成。 (2)电压关系:升压变压器输入电压 U1 是不变的,根据 = 可以确定升压变压器的输出电 压 U2,输电线上有一定的电压损失,ΔU=IR。 降压变压器输入端电压 U3=U2-ΔU,降压变压器输出电压由 = 确定。 (3)功率关系:升压变压器输入功率为 P1,输电线上损失功率为ΔP=I2R。降压变压器输出功率 为 P2,则 P1=P2+ΔP=P2+I2R。 (4)电流关系:升压变压器输入电流由 I1= 确定,输出电流 I2 由 = 确定,I2 通过输电线 传到降压变压器,即 I3=I2,而 = 。 6.【解析】选 A。当电动机停止转动时,此时电动机相当于一个纯电阻,所以由题中的两表读 数,可以计算出电动机的内阻为:r= ,代入数据得:r=4Ω,重新调节 R 并使电动机恢复正常 运转,根据题中的两表读数,计算出电动机的输出功率为:P=UI-I2r,代入数据解得:P=32W,B、 C、D 错误,A 正确。 7.【解析】选 C。电路 A、B 中可以用滑动变阻器改变风扇上的电压,且电路中除风扇消耗电 能外,滑动变阻器也消耗电能;电路 C 可以用变压器改变风扇上的电压,电路中只有风扇消耗 电能;电路 D 中的风扇上电压为定值,滑动变阻器的调控不起作用,故只有电路 C 正确。 8.【解析】选 D。据ω=2πf 知该交流电的频率为 5Hz,A 错;该交流电电动势的最大值为 10 V,有效值 E=10V,B 错;I= =1.0A,P=I2R=9W,C 错,D 对。 9.【解析】选 D。由ω=2πf 得交流电的频率为 50Hz,故 A 错误;电压表、电流表测量所得的 是交变电流的有效值,故电压表读数为 220V,故 B 错误;由 = 可知 I1=I2 =0.2A,故 C 错 误;由 P 出=P 入-P 热=U1I1- R=33W,故 D 正确。 10.【解析】选 A。根据 = 求得 U2=9V,A 正确。由图乙知 T=0.02s,所以ω= = 100πrad/s,B 错误。R 处温度降低时,R 阻值变大,I2 变小,U2 不变,C 错误,由 = 知,当 I2 变小时,I1 也变小,输入功率 P1=U1I1 也将减小,D 错误。 11.【解析】选 C。设电铃工作电压为 U,当 IR2=U 时报警;若电池内阻较大,同一温度时,R2 上 电压较小,可能不会报警;R2 减小时,R1 上电压增大,R2 上电压减小,可能不报警,反之 R2 上电 压增大,易报警;电源电动势增大时,报警温度应降低,故 A、B、D 错误,C 正确。 12.【解析】选 C、D。由理想变压器的原理可知,电风扇电动机 M 两端的电压为 ,因为电风 扇中含有线圈,故不能利用欧姆定律求电压,选项 A 错误;由变压器功率特点可知,理想变压 器的输入功率为 + ,选项 B 错误;电风扇电动机 M 输出的机械功率为 -I2r,选项 C 正 确;因为副线圈两端的电压为 ,若电风扇由于机械故障被卡住,则副线圈回路可视为纯电阻 电路,该回路的等效电阻为 ,所以副线圈中的电流为 ,通过原线圈的电流为 ,选项 D 正确。 13.【解析】选 C、D。图示位置穿过线框的磁通量最大,选项 A 错误;线框中产生交变电压的 最大值为 Um=NBSω=50× ×0.5×200V=500 V,有效值为 500 V,选项 B 错误;由 = 可 知,变压器原、副线圈匝数之比为 25∶11,选项 C 正确;变压器允许输入最大功率为 500× 10W=5 000 W,变压器输出端最多能并联 =83 只 60W 的灯泡,选项 D 正确。 14.【解题指南】解答本题时应注意以下三个问题: (1)线框转动时,只有 ab 边切割磁感线,故 ab 边为电源,其余三边为外电阻。 (2)S 断开时,测量的应是 cd 边上的电压的有效值。 (3)S 闭合时,cd 边与电阻 r 为并联关系。 【解析】选 B、D。线圈产生的感应电动势有效值为 E= BSω= ,当 S 断开时,线框 ab 边是电源,其余三边是外电路,电压表的示数是 cd 两端电压的有效值,Ucd= = = BωL2,A 错误,B 正确;S 闭合时,整个外电路的结构是电阻 r 与 cd 边并联再与 ad、bc 边串联,流过电 阻 r 的电流即电流表的示数等于电路中总电流的一半,IA= · = ,C 错误,D 正确。 15.【解析】选 C。由乙图知 U1=220V,开关与 a 连接时, = ,U2=22V,电压表示数为 22V,A 错误。电流表示数为交流电的有效值,t=0.01s 时,示数不为零,B 错误。开关由 a 拨向 b 时,n1 减小,U2 增大,负载功率变大,则输入功率变大,C 正确。变压器不改变交流电的频率,开关由 a 拨向 b 时,副线圈输出电压的频率仍为 50Hz,D 错误。