高考二轮复习专题检测试题直流电路交流电路和感应电路 5页

第10讲　直流电路交流电路和感应电路 ‎ ‎1．(2012年浙江)功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率60 W的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有两个60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近(　　)‎ A．8×108 kW·h B．8×1010 kW·h C．8×1011 kW·h D．8×1013 kW·h ‎2．在如图4－2－12所示的电路中，电源内阻不为零，开关S1、S2闭合时电路正常工作．只断开S2后，电压表示数U和电流表示数I的变化情况为(　　)‎ A．U和I都变大 B．U和I都变小 C．U变大，I变小 D．U变小，I变大 图4－2－12‎ ‎　　　　图4－2－13‎ ‎3．(2012年新课标卷)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分，一升压式自耦调压变压器的电路如图4－2－13所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900匝，原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW，设此时原线圈中电流的有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为(　　)‎ A．380 V和5.3 A B．380 V和9.1 A C．240 V和5.3 A D．240 V和9.1 A ‎4．(2012年北京卷)一个小型电热器若接在输出电压为10 V的直流电源上，消耗的电功率为P.若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为.如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为(　　)‎ A．5 V B．5 V ‎ C．10 V D．10 V ‎5．(双选)在如图4－2－14所示的电路中，E为电源的电动势，r为电源的内电阻，R1、R2为可变电阻．在下列叙述的操作中，可以使灯泡L的亮度变暗的是(　　)‎ 图4－2－14‎ A．仅使R1的阻值增大 ‎ B．仅使R1的阻值减小 C．仅使R2的阻值增大 ‎ D．仅使R2的阻值减小 ‎6．(双选，2011年珠海模拟)如图4－2－15所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v 的速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的过程中(　　)‎ 图4－2－15‎ A．导体框中产生的感应电流方向相同 B．导体框中产生的焦耳热相同 C．导体框ad边两端的电势差相同 D．通过导体框截面的电量相同 ‎7．如图4－2－16所示，金属杆ab、cd可以在光滑导轨PQ和RS上滑动，匀强磁场方向垂直纸面向里，当ab、cd分别以速度v1、v2滑动时，发现回路感生电流方向为逆时针方向，则v1和v2的大小、方向可能是(　　)‎ 图4－2－16‎ A．v1＞v2，v1向右，v2向左 B．v1＞v2，v1和v2都向左 C．v1＝v2，v1和v2都向右 D．v1＝v2，v1和v2都向左 ‎8．(双选，2012年山东卷)图4－2－17甲是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.V为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是(　　)‎ ‎　　‎ 图4－2－17‎ A．电压表的示数等于5 V B．电压表的示数等于 V C．实现点火的条件是 >1 000‎ D．实现点火的条件是 <1 000‎ ‎9．(2012年天津卷)通过一理想变压器，经同一线路输送相同电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2, 则P1和分别为(　　)‎ A.， B.2R， C.， D.2R， ‎10．两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行置于同一水平面内，导轨间距为l，电阻不计，M、M′处接有如图4－2－18所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C.长度也为l、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中．ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为s的过程中，整个回路产生的焦耳热为Q.求：‎ ‎(1)ab运动速度v的大小；‎ ‎(2)电容器所带的电荷量q.‎ 图4－2－18‎ ‎11．(2012年安徽卷)图4－2－19甲是交流发电机的模型示意图．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的OO′轴转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金属圈环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路．图乙是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示．已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度ω逆时针转动．(只考虑单匝线圈)‎ 甲 ‎　乙 ‎　丙 图4－2－19‎ ‎(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1 的表达式；‎ ‎(2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时，如图丙所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式；‎ ‎(3)若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热．(其他电阻均不计)‎ ‎1．B　解析：每户节约功率为100 W，每天用灯6小时，每年365天，全国估计为4亿户，W＝Pt，得结果与B最接近．‎ ‎2．C ‎3．B　解析：由＝得U2＝U1＝×220 V＝380 V，由P1＝P2＝U1I1＝U2I2得I1＝＝ A＝9.1 A，所以B正确．‎ ‎4．C　解析：P＝，＝，Um＝U.‎ ‎5．AD ‎6．AD　解析：由楞次定律知导体框中产生的感应电流方向相同，都是逆时针，A正确；再由电量Q＝IΔt＝Δt＝，可知D正确．‎ ‎7．B　解析：回路abdc中产生逆时针方向的感应电流，由题意可知回路abdc的面积应增大，A、C、D错误，B正确．‎ ‎8．BC　解析：电压表的示数为有效值，所以U1＝＝ V，A错误、B正确；实现点火的条件是U2>5 000 V，所以＝>1 000，C正确、D错误．‎ ‎9．D　解析：根据理想变压器的变压比有 k＝，nk＝ 线路的输送功率不变有P＝U1I1＝U2I2‎ 根据焦耳定律有P1＝IR＝()2R＝()2R P2＝IR，＝＝＝.‎ ‎10．解：(1)设ab上产生的感应电动势为E，回路中的电流为I，ab运动距离s所用的时间为t，三个电阻R与电源串联，总电阻为4R，则 E＝Blv 由闭合电路欧姆定律有I＝ 而t＝ 由焦耳定律有Q＝I2(4R)t 由上述方程得v＝.‎ ‎(2)设电容器两极板间的电势差为U，则有U＝IR 电容器所带电荷量q＝CU 解得q＝.‎ ‎11．解：(1)矩形线圈abcd转动过程中，只有ab和cd切割磁感线，设ab和cd的转动速度为v，则 图35‎ v＝ω 在t时刻，导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势均为 E1＝BL1v1‎ 由图35可知v1＝vsin ωt 则整个线圈的感应电动势为 e1＝2E1＝BL1L2ωsin ωt.‎ ‎(2)当线圈由图丙位置开始运动时，在t时刻整个线圈的感应电动势为 e2＝BL1L2ωsin(ωt＋φ0)．‎ ‎(3)由闭合电路欧姆定律可知 I＝ 这里的E为线圈产生的电动势的有效值 E＝＝ 则线圈转动一周在R上产生的焦耳热为 QR＝I2RT 其中T＝ 于是QR＝πRω2.‎