专题12+恒定电流和交变电流-新题快递物理之2018全国高三一模和期末新题精选 10页

一．选择题 ‎1.（2018乌鲁木齐期末）. 如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片P由a端滑向b端的过程中 A．电源内阻消耗的功率一定增大 ‎ B．电源内阻消耗的功率一定减小 C. 电源的输出功率一定减小 ‎ D．电源的输出功率可能减小 ‎【参考答案】BD ‎2.（2018洛阳一模）在如图所示的含有理想变压器的电路中，变压器原、副线圈匝数比为20：1，图中电表均为理想交流电表，R为光敏电阻（其阻值随光强增大而减小），Ll和L2是两个完全相同的灯泡．原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是（ ）　‎ A．交流电的频率为50Hz B．电压表的示数为22V C．当照射R的光强增大时，电流表的示数变大 D．若Ll的灯丝烧断后，电压表的示数会变大 ‎【参考答案】AC ‎【命题意图】本题考查变压器动态变化、正弦交变电流图象、光敏电阻及其相关的知识点。‎ ‎3.（2018安徽黄山一模）如图所示为一种变压器的实物图，根据其铭牌上所提供的信息，以下判断正确的是 ‎ A．这是一个升压变压器 B．原线圈的匝数比副线圈的匝数多 C．当原线圈输入交流电压220 V时，副线圈输出直流电压12 V D．当原线圈输入交流电压220 V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流小 ‎【参考答案】B ‎【名师解析】根据铭牌信息，输入电压为220V，输出电压为12V，这是一个降压变压器，原线圈的匝数比副线圈的匝数多，选项A错误B正确；当原线圈输入交流电压220 V时，副线圈输出交流电压12 V，选项C错误；当原线圈输入交流电压220 V、副线圈接负载时，根据变压器功率关系，副线圈中电流比原线圈中电流大，选项D错误。‎ ‎4. （2018贵阳期末）如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4:1．原线圈接入一电压瞬时值随时 间变化的规律为的交流电源，副线圈接一个R=27.5Ω的负载电阻，闭合开关S．待电路稳定后．下述结论正确的是 A．副线圈中电流的周期为0.02s ‎ B．副线圈中电压的最大值为55V C．原线圈中电流的最大值为0.5A ‎ D．原线圈中的输入功率为11OW ‎【参考答案】AD ‎【命题意图】本题考查交变电流的瞬时值表达式、变压器及其相关的知识点。‎ ‎5.（2018唐山模拟）（6分）如图所示，理想变压器输入端接有效值恒定的正弦交变电流，输出端电阻R2=1Ω，当电阻箱R1=3Ω时，理想电压表和理想电流表的读数分别为1.0V和0.5A．当电阻箱R1=1Ω时，电压表和电流表的读数分别为（　　）‎ A．4.0V，2.0A B．2.0V，2.0A ‎ C．2.0V，1.0A D．4.0V，1.0A ‎【参考答案】C ‎【名师解析】当电阻箱时，电压表读数为1.0V，根据串联分压知，电阻两端的电压为3.0V，副线圈两端的电压为4.0V，副线圈电流 原副线圈的匝数比为，原线圈两端的电压 当电阻箱时，电阻两端的电压 副线圈电流 原线圈电流，故C正确，ABD错误；‎ ‎6. （2018河北衡水一中测试）如图所示，理想变压器原线圈接入正弦交流电，副线圈的匝数可以通过滑动触头P调节。RT为热敏电阻，当环境温度升高时，RT的阻值变小。下列说法正确的有（ ）‎ A. P向下滑动时，电压表读数变大 B. P向下滑动时，电流表读数变小 C. 若环境温度升高，变压器的输人功率变大 D. 若环境温度升高，灯泡消耗的功率变小 ‎【参考答案】BC ‎7.（2018江西五市八校期末联考）如图所示，电源电动势、内阻分别为E、r，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时，下列说法正确的是 A．小灯泡L1变暗 B．电容器带电量变大 C．小灯泡L2变亮 D．电压表读数变大 ‎【参考答案】D 二．计算题 ‎1．（2018北京丰台期末）导线中带电粒子的定向移动形成电流，电流可以从宏观和微观两个角度来认识。‎ ‎（1）一段通电直导线的横截面积为S，单位体积的带电粒子数为n，到西安中每个带电粒子定向移动的速率为v，粒子的电荷量为q，并认为做定向运动的电荷是正电荷。‎ a．试推导出电流的微观表达式I=nvsq；‎ b．如图所示，电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，在宏观上表现为导线所受的安培力。按照这个思路，请你尝试由安培力的表达式推导出洛伦兹力的表达式。‎ ‎（2）经典物理学认为金属导体总恒定电场形成稳恒电流。金属导体中的自由电子在电场力的作用下，定向运动形成电流。自由电子在定向运动的过程中，不断地与金属离子发生碰撞。碰撞后自由电子定向运动的速度变为零，将能量转移给金属离子，使得金属离子的热运动更加剧烈。自由电子定向运动过程中，频繁地与金属离子碰撞产生了焦耳热。‎ 某金属直导线电阻为R，通过的电流为I。请从宏观和微观相联系的角度，推导在时间t内导线中产生的焦耳热为（需要的物理量可自设）。‎ ‎（2）设金属导体长为L，横截面积为S，两端电压为U，导线中的电场强度 设金属导体中单位体积中的自由电子数为m，则金属导体中自由电子数 设自由电子的带电量为e，连续两次碰撞时间间隔为，定向移动的速度为v，则一次碰撞的能量转移 一个自由电子在时间t内与金属离子碰撞次数为 金属导体中在时间t内全部自由电子与金属离子碰撞，产生的焦耳热，又，‎ 联立解以上各式推导可得 ‎2.（2018北京通州摸底）如图甲所示为发电机的简化模型，固定于绝缘水平桌面上的金属导轨，处在方向竖直向下的匀强磁场中，导体棒ab在水平向右的拉力F作用下，以水平速度v沿金属导轨向右做匀速直线运动，导体棒ab始终与金属导轨形成闭合回路。已知导体棒ab的长度恰好等于平行导轨间距l，磁场的磁感应强度大小为B，忽略摩擦阻力。‎ ‎（1）求导体棒ab运动过程中产生的感应电动势E和感应电流I；‎ ‎（2）从微观角度看，导体棒切割磁感线产生感应电动势是由于导体内部的自由电荷受到沿棒方向的洛伦兹力做功而产生的。如图乙（甲图中导体棒ab）所示，为了方便，可认为导体棒ab中的自由电荷为正电荷，每个自由电荷的电荷量为q，设导体棒ab中总共有N个自由电荷。‎ a．求自由电荷沿导体棒定向移动的速率u；‎ b．请分别从宏观和微观两个角度，推导非静电力做功的功率等于拉力做功的功率。‎ ‎【名师解析】（10分）解：‎ ‎（1）根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E = Blv （1分）‎ 导体棒水平向右匀速运动，受力平衡F安 = BIl = F （1分）‎ 所以 （1分）‎ ‎（2）a． ‎ 解法一：‎ 如答题图所示，‎ 每个自由电荷沿导体棒定向移动，都会受到水平向左的洛伦兹力f1 = quB （1分）‎ 所有自由电荷所受水平向左的洛伦兹力的合力宏观表现为安培力F安 所以F安 = Nf1 = NquB = F （1分）‎ 得 （1分）‎ b．‎ 宏观角度： ‎ 非静电力对导体棒ab中所有自由电荷做功的功率等于感应电源的电功率 所以P非 = P电 = EI = Fv （1分）‎ 拉力做功的功率P拉 = Fv （1分）‎ 因此P非 = P拉 即非静电力做功的功率等于拉力做功的功率。‎ 微观角度：‎ 如答题图所示，对于一个自由电荷q，非静电力为沿棒方向所受洛伦兹力 ‎ 非静电力对导体棒ab中所有自由电荷做功的功率P非 = Nf2u （1分）‎ 将u和f2代入得非静电力做功的功率P非 = Fv （1分）‎ 拉力做功的功率P拉 = Fv ‎ 因此P非 = P拉 即非静电力做功的功率等于拉力做功的功率。‎